[發(fā)明專利]齒形金剛石復(fù)合片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210118083.5
• 申請(qǐng)日: 2012-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102632652A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周付坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林星鉆超硬材料有限公司
• 主分類號(hào): B32B15/04
• 分類號(hào): B32B15/04;B32B9/04
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超硬材料領(lǐng)域，具體涉及一種齒形金剛石復(fù)合片。

背景技術(shù)

金剛石復(fù)合片是一種由聚晶金剛石層和硬質(zhì)合金基體在高溫高壓條件下復(fù)合而成的復(fù)合材料。由于金剛石復(fù)合片兼具有聚晶金剛石層硬度高、耐磨性好，以及硬質(zhì)合金基體的金屬性能，因而被廣泛應(yīng)用于石油鉆井、地質(zhì)勘探、煤田鉆采鉆頭上和機(jī)械加工工具等行業(yè)。安裝時(shí)，首先將金剛石復(fù)合片嵌入鉆齒表面的安裝孔內(nèi)；然后通過(guò)加熱釬焊或冷壓等方式將金剛石復(fù)合片固定于鉆具表面的安裝孔內(nèi)形成鉆具工件。雖然加熱焊固定方式具有較高的固定可靠性，金剛石復(fù)合片在長(zhǎng)時(shí)間使用后依舊能夠穩(wěn)定地固定在鉆齒安裝孔內(nèi)而不會(huì)脫出；但是由于加熱焊需要將鉆具工件放入其加熱焊接設(shè)備的內(nèi)部才能夠進(jìn)行加熱焊接，因此只適合于半裸露、開(kāi)孔不深或體積較小的鉆具。而對(duì)于體積較大的鉆具而言，則不能使用加熱釬焊的固定方式，而只能將讓金剛石的外側(cè)面輪廓形狀與鉆齒的安裝孔過(guò)盈配合，并借助外力即冷壓固定方式將金剛石復(fù)合片和壓入鉆齒安裝孔內(nèi)。

由于傳統(tǒng)的金剛石復(fù)合片呈圓柱形狀，且金剛石復(fù)合片的外側(cè)面輪廓形狀為規(guī)則的圓形、金剛石復(fù)合片的側(cè)表面為一個(gè)光滑的弧形面。因此傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的金剛石復(fù)合片在采用冷壓固定方式時(shí)，會(huì)存在以下不足：1、由于安裝孔與金剛石復(fù)合片之間為過(guò)盈配合，因此在壓入過(guò)程中，安裝孔底部會(huì)留有空氣而形成空氣墊，鉆具工件長(zhǎng)時(shí)間使用后，由于溫度升高，金剛石復(fù)合片容易被空氣墊頂出；此時(shí)，若金剛石復(fù)合片為徑向安裝在柱形鉆齒的側(cè)表面時(shí)(如復(fù)振器的鉆齒)，會(huì)導(dǎo)致鉆具工件的直徑變大，從而使鉆具工件的扭矩加大、阻力加大、耗能增多，最終使得鉆具工件無(wú)法工作；2、由于金剛石復(fù)合片的側(cè)表面與鉆齒安裝孔的內(nèi)側(cè)表面，即兩者的相接面均為光滑的表面，因此鉆具工件在長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)過(guò)程中，2個(gè)光滑的弧形相接面之間極易產(chǎn)生松動(dòng)，進(jìn)而使得鉆具工件的工作效率降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種齒形金剛石復(fù)合片，其通過(guò)自身簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)改進(jìn)能讓該金剛石復(fù)合片更為可靠地固定在鉆齒的安裝孔內(nèi)。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種齒形金剛石復(fù)合片，包括一個(gè)圓片狀的復(fù)合片本體，該復(fù)合片本體由聚晶金剛石層和硬質(zhì)合金基體復(fù)合而成。所述復(fù)合片本體呈圓柱齒輪形，即復(fù)合片本體的側(cè)表面具有多個(gè)呈輻射狀排列，并沿復(fù)合片本體徑向外凸的輪齒。

上述方案中，輪齒最好呈等間距分布。

上述方案中，2個(gè)輪齒之間的距離最好等于輪齒厚度的2倍。

上述方案中，輪齒的齒頂處最好倒角。

上述方案中，輪齒的高度最好介于1mm～3mm之間。

上述方案中，復(fù)合片本體的齒頂圓半徑最好大于鉆齒安裝孔的半徑，且復(fù)合片本體的齒根圓半徑最好小于鉆齒安裝孔的半徑。

作為上述方案的改進(jìn)，復(fù)合片本體的分度圓半徑最好等于鉆齒安裝孔的半徑。

上述方案中，輪齒的硬度最好高于鉆齒安裝孔的硬度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將金剛石復(fù)合片的外輪廓形狀由傳統(tǒng)的正圓形變?yōu)榱藥X的圓形，通過(guò)這一簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)變化使得金剛石復(fù)合片具有如下的特點(diǎn)：

1、金剛石復(fù)合片壓入鉆齒安裝孔的過(guò)程中，安裝孔底部的空氣可以從齒槽處排出，這避免了鉆齒安裝孔與復(fù)合片底部之間空氣墊的形成，保證鉆具工件在長(zhǎng)時(shí)間使用后，金剛石復(fù)合片依舊能夠穩(wěn)定地嵌在安裝孔內(nèi)而不會(huì)被空氣墊頂出；

2、金剛石復(fù)合片的側(cè)表面上的輪齒與鉆齒安裝孔的內(nèi)側(cè)光滑表面相接，能夠有效增大兩相接面之間的摩擦，保證鉆具工件在長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)過(guò)程中，金剛石復(fù)合片依舊能夠穩(wěn)定地固定在安裝孔內(nèi)而不易產(chǎn)生竄動(dòng)；

3、輪齒的硬度高于鉆齒安裝孔的硬度，使得金剛石復(fù)合片在冷壓的過(guò)程中能夠嵌入鉆齒安裝孔的內(nèi)表面，從而能夠進(jìn)一步防止金剛石復(fù)合片在鉆齒安裝孔內(nèi)的竄動(dòng)；

4、由于圓柱齒輪形的金剛石復(fù)合片能夠更為穩(wěn)定地固定在鉆齒安裝孔內(nèi)，因此既可避免鉆具工件的形狀與尺寸的改變所導(dǎo)致的鉆具工件扭矩加大、耗能增多等問(wèn)題，也可避免鉆具工件竄動(dòng)所導(dǎo)致的鉆具工件效率降低等問(wèn)題；

5、工藝簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1為一種齒形金剛石復(fù)合片的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一種齒形金剛石復(fù)合片的剖視圖。

圖中標(biāo)號(hào)：1、聚晶金剛石層；2、硬質(zhì)合金基體；3、輪齒；3-1、齒頂；3-2、齒槽；4、安裝孔。

具體實(shí)施方式