[實用新型]一種聚晶金剛石復合片基體

有效

• 申請號: 200920223439.5
• 申請日: 2009-09-14
• 公開（公告）號: CN201521249U
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 王曉
• 申請（專利權）人: 河南晶銳超硬材料有限公司
• 主分類號: E21B10/46
• 分類號: E21B10/46
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

技術領域

本實用新型屬于超硬復合材料技術領域，特別涉及一種聚晶金剛石復合片基體。

背景技術

聚晶金剛石復合片是由金剛石層與硬質合金襯底在超高溫高壓下燒結而成的超硬復合材料，硬質合金襯底為基體。它不僅具有很高的硬度和耐磨性，還具有很強的抗沖擊韌性，適用于制造石油與地質鉆頭、過程鉆頭等鉆探工具。聚晶金剛石復合片分為標準型復合片和槽型復合片。標準型復合片的金剛石層與硬質合金襯底為平面結合，其結合強度低、耐磨性和韌性差；而槽型復合片的金剛石層與硬質合金襯底為非平面結合，即硬質合金基體上與金剛石層的結合面為非平面槽型，該種結合方式具有更高的強度、耐磨性和韌性。

目前，在槽型復合片的金剛石層與硬質合金基體的結合面上，基體的槽型出現了采用小孔或者凹坑形式的，小孔或者凹坑的槽型有波浪型、圓柱型和同心圓型，最近也出現了矩形槽型及相應的變種。上述的基體槽型存在以下缺陷：硬質合金基體與金剛石粉末結合時，金剛石粉末的流動性差，不利于壓實金剛石粉末，導致金剛石粉末壓實密度不一致；基體上小孔或者凹坑形式的槽型不利于基體中的鈷向上擴散，易導致鈷聚集，使鈷的催化作用得不到充分的發揮；國外槽型復合片價格昂貴，使用成本過高；基體上小孔或者凹坑形式的槽型與金剛石結合后，會充滿金剛石，金剛石粉末用量大，制造成本高。另外，金剛石層伸入基體槽型內，增加了金剛石層的應力集中，降低了金剛石層的強度和韌性及抗沖擊強度，使用壽命短，競爭力差。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種綜合性能優良、制造成本低的聚晶金剛石復合片基體。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案是：一種聚晶金剛石復合片基體，所述基體的結合面上設有多個凸起。

所述的凸起為圓錐形、棱錐形、錐臺形或者圓臺形。

所述的凸起以硬質合金基體的結合面的中心為圓心，均勻分布在多個同心圓上。

所述相鄰凸起之間由過渡弧面相連。

所述硬質合金基體的結合面邊緣處設有倒角。

所述錐臺形或者圓臺形凸起的頂面為圓弧面。

本實用新型中，在硬質合金基體的結合面上設有多個凸起，首先是增大了與金剛石層的結合面積，增加了基體與金剛石層的結合強度；其次是高溫高壓條件下在基體上形成金剛石層時，凸起有利于金剛石粉末流動，有利于壓實金剛石粉末，使金剛石粉末的壓實密度達到一致，提高產品的抗沖擊性和耐磨度；第三是凸起有利于硬質合金基體中的鈷向上擴散，使鈷在高溫液相狀態下更能充分的擴散到金剛石粉末當中，不易使鈷形成聚集，從而使鈷的催化作用更好、更充分的發揮出來，以充分提高產品性能。另外，金剛石層與硬質合金基體結合后，基體上的凸起深入到金剛石層中形成硬質合金骨架，有利于提高金剛石層的韌性和抗沖擊強度，同時也降低金剛石粉末的使用量，降低制造成本。凸起均勻分布在以硬質合金基體的結合面的中心為圓心的多個同心圓上，當基體與金剛石層結合時，能有效消除應力集中，增強結構強度。在硬質合金基體的結合面的邊緣處設有倒角，增加了基體與金剛石層的結合面積，增加強度和抗沖擊性能。兩兩相鄰的凸起之間由過渡弧面相連，能減小應力集中，增強硬質合金基體的強度。錐臺形或者圓臺形凸起的頂面設計為圓弧面，可增加金剛石層與凸起的接觸面積和結合強度。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例一的結構示意圖；

圖2為圖1的A-A剖視圖；

圖3為本實用新型實施例二的結構示意圖；

圖4為本實用新型實施例三的結構示意圖；

圖5為圖4的B-B剖視圖。

具體實施方式

實施例一：如圖1、圖2所示的聚晶金剛石復合片基體，其包括硬質合金基體1，在硬質合金基體1的結合面2上設有多個凸起3，凸起3為圓錐臺形，圓錐臺形凸起3的高度為2-4mm。硬質合金基體1為圓柱形，以硬質合金基體1的圓形結合面2的圓心為圓心，圓錐臺形凸起3均勻分布在與結合面2同心的多個同心圓上，當基體上的凸起3呈同心圓形式與金剛石層結合時，能有效消除應力集中，增強結構強度。在硬質合金基體1的結合面2的邊緣處設有倒角4，能增加基體1與金剛石層的結合面積，增加強度和抗沖擊性能。兩兩相鄰的凸起3之間由過渡弧面5相連，能減小應力集中，增強硬質合金基體的強度。圓錐臺形凸起3的頂面設計為圓弧面6，此處圓弧面6設計為凹弧面，可增加金剛石層與凸起3的接觸面積和結合強度。

實施例二：如圖3所示的聚晶金剛石復合片基體，與實施例一的不同之處在于：凸起3的圓錐面與圓弧面6之間設有過渡圓角7，使凸起3的上部無應力集中，進一步提高硬質合金基體1的強度。