金刚石复合片制造技术

本实用新型专利技术金刚石复合片由金刚石层与结合面上开有凹槽的硬质合金衬底在超高压高温下烧结而成，特别适合作石油、地质钻头的切削元件，其特点是衬底结合面上所开凹槽有二组：槽间距较大的疏槽，其槽较宽而深；槽间距较小的密槽，其槽较窄而浅，疏密相间，大体均布，金刚石层深入槽中，与衬底充分镶嵌啮合，因而二者之结合面积和复合片的金刚石层体积含量更大，钻齿的耐磨性和抗冲击性更高，钻进硬岩时能使钻头使用寿命延长３０～５０％。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种金刚石复合片，属于钻头制造
金刚石复合片是在超高压高温下由金刚石层与硬质合金衬底烧结而成的，兼有金刚石和硬质合金的优异性能，在石油、地质钻头上被广泛地用作钻齿。作业时，复合片在恶劣工况下会受到强大的切削阻力和冲击力作用，发生强烈的磨料磨损，甚至有时全部或部分金刚石层会从衬底上脱落，严重影响钻进速度和钻具使用寿命。为改进金刚石-硬质合金钻齿结构，CN2221654Y提出了一种在硬质合金基体结合面上开槽的方案，使金刚石钻齿的耐磨性和耐冲击性有所提高，但仍不能满足钻削硬岩、胶结砂岩等恶劣工况下的使用要求。本技术之目的是改进金刚石复合片结构，提供一种能在恶劣工况下耐受强烈磨料磨损和冲击的钻头用金刚石复合片。上述目的是以下列方案实现的一种金刚石复合片(附图说明图1)，系由金刚石层(1)与结合面上开有凹槽的硬质合金衬底(2)在超高压高温下烧结而成，其衬底(2)结合面上所开凹槽有二组，即槽间距较大的疏槽(3)，其槽较宽而深，和槽间距较小的密槽(4)，其槽较窄而浅，疏密相间，大体均布于结合表面，金刚石层最大厚度不小于1.2mm。所述疏槽(3)的宽度为1.2～2.5mm，密槽(4)的宽度为0.1～0.6mm；槽数与复合片直径有关，一般直径越大槽数越多；槽(3，4)可呈环形或螺旋形或直槽形或它们的组合形，槽(3，4)的横断面可呈矩形或梯形或三角形或圆弧形，且相邻面由圆弧过渡连接。也可开其他形状凹槽。因此，本金刚石复合片与已有技术相比具有以下优点金刚石层(1)深入疏槽(3)、密槽(4)，与硬质合金衬底(2)充分锒嵌啮合，进一步加大了其在复合片内的体积含量和二者的结合面积，从而更加有效地减小了层间应力，大大提高了金刚石层(1)与衬底(2)的结合力和复合片的耐磨性与抗冲击强度。试验表明作钻齿钻进硬岩时，钻头使用寿命延长了30～50％。图1为本技术金刚石复合片的结构示意图。实施例1 一种金刚石复合片(图1)，由金刚石层(1)和结合面上开有疏槽(3)、密槽(4)的硬质合金衬底(2)在超高压高温下烧结制成，其衬底结合面上均匀地开有五条横断面呈矩形的平行直通槽(疏槽3)，槽宽1.6mm，深1.0mm，在结合面余部则平行地开有许多浅槽(密槽4)，其横断面呈圆弧形，圆弧半径为0.5mm，深0.2mm，金刚石层(1)的最大厚度为1.8mm。实施例2 如实施例1所述之金刚石复合片(图1)，但疏槽(3)宽1.2mm，深0.9mm，密槽(4)横断面呈等边三角形，宽0.4mm，深0.35mm，金刚石层(1)的最大厚度为1.6mm。权利要求1.一种金刚石复合片，系由金刚石层(1)与结合面上开有凹槽的硬质合金衬底(2)在超高压高温下烧结而成，其特征是衬底(2)结合面上所开凹槽有二组，即槽间距较大的疏槽(3)，其槽较宽而深，和槽间距较小的密槽(4)，其槽较窄而浅。2.如权利要求1所述之复合片，其特征是疏槽(3)的宽度为1.2～2.5mm，密槽(4)的宽度为0.1～0.6mm。3.如权利要求1或2所述之复合片，其特征是凹槽(3，4)呈环形或螺旋形或直槽形或它们的组合形，槽(3，4)的横断面呈矩形或梯形或三角形或圆弧形，且相邻面由圆弧过渡连接。专利摘要本技术金刚石复合片由金刚石层与结合面上开有凹槽的硬质合金衬底在超高压高温下烧结而成,特别适合作石油、地质钻头的切削元件,其特点是衬底结合面上所开凹槽有二组:槽间距较大的疏槽,其槽较宽而深;槽间距较小的密槽,其槽较窄而浅,疏密相间,大体均布,金刚石层深入槽中,与衬底充分镶嵌啮合,因而二者之结合面积和复合片的金刚石层体积含量更大,钻齿的耐磨性和抗冲击性更高,钻进硬岩时能使钻头使用寿命延长30～50%。文档编号B23P5/00GK2293415SQ96245178公开日1998年10月7日 申请日期1996年11月8日 优先权日1996年11月8日专利技术者江晓乐 申请人:郑州新亚复合超硬材料有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金刚石复合片，系由金刚石层（１）与结合面上开有凹槽的硬质合金衬底（２）在超高压高温下烧结而成，其特征是衬底（２）结合面上所开凹槽有二组，即槽间距较大的疏槽（３），其槽较宽而深，和槽间距较小的密槽（４），其槽较窄而浅。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：江晓乐，
申请(专利权)人：郑州新亚复合超硬材料有限公司，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]