[實(shí)用新型]一種能加強(qiáng)聚晶金剛石復(fù)合片結(jié)構(gòu)的基體

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220124174.5
• 申請(qǐng)日: 2012-03-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202480460U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀端威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都比拓超硬材料有限公司
• 主分類號(hào): B32B3/30
• 分類號(hào): B32B3/30;B32B9/04
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及超硬復(fù)合材料領(lǐng)域，具體是一種能加強(qiáng)聚晶金剛石復(fù)合片結(jié)構(gòu)的基體。

背景技術(shù)

隨著制造科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，各種新型材料、功能材料及復(fù)合材料不斷涌現(xiàn)，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益也顯著增加。聚晶金剛石復(fù)合片是由聚晶金剛石層與硬質(zhì)合金層在高溫高壓下燒結(jié)而成的超硬復(fù)合材料，作為一種重要的工具材料，聚晶金剛石復(fù)合片不僅具有極高的硬度和耐磨性，而且也具有極高的抗沖擊性和熱穩(wěn)定性，因此，聚晶金剛石復(fù)合片成為石油、天然氣和地質(zhì)鉆探的關(guān)鍵材料。

聚晶金剛石復(fù)合片應(yīng)用在鉆頭上時(shí)，其是鉆頭上的主要工作部件，因此，其性能的好壞直接決定了油氣地質(zhì)鉆探的效率，所以如何提高聚晶金剛石復(fù)合片的綜合性能就成為人們主要研發(fā)的方向，而設(shè)計(jì)出合理的界面形狀對(duì)提高聚晶金剛石復(fù)合片的綜合性能有著非常大的作用。眾所周知，金剛石和硬質(zhì)合金是兩種截然不同的材料，兩者物理、化學(xué)性能均相差很大，前者熱膨脹系數(shù)很小，后者熱膨脹系數(shù)很大，在高溫高壓合成聚晶金剛石復(fù)合片時(shí)，因?yàn)橛锌焖偕郎睾徒禍剡^(guò)程，所以在兩種材料的界面結(jié)合處會(huì)有較大的應(yīng)力存在，該應(yīng)力為有害應(yīng)力，其對(duì)聚晶金剛石復(fù)合片的綜合性能損害極大，所以如何降低界面處的殘余應(yīng)力成為目前人們普遍關(guān)注的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了在燒結(jié)聚晶金剛石復(fù)合片時(shí)能降低介面結(jié)合處應(yīng)力，從而增強(qiáng)與聚晶金剛石層之間結(jié)合強(qiáng)度的一種能加強(qiáng)聚晶金剛石復(fù)合片結(jié)構(gòu)的基體。

本實(shí)用新型的目的主要通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種能加強(qiáng)聚晶金剛石復(fù)合片結(jié)構(gòu)的基體，包括圓柱狀的硬質(zhì)合金層，所述硬質(zhì)合金層上端面上凸構(gòu)成有圓柱狀的凸起，所述凸起的中心線與硬質(zhì)合金層的中心線重合，凸起上端面內(nèi)凹構(gòu)成有十字溝槽，所述十字溝槽分隔凸起構(gòu)成四塊扇形凸塊。

所述硬質(zhì)合金層上端面構(gòu)成有四個(gè)接通其側(cè)壁的缺口，且四個(gè)缺口與十字溝槽的四個(gè)端頭位置一一對(duì)應(yīng)。

所述四塊扇形凸塊的大小形狀相同。本實(shí)用新型在通過(guò)十字溝槽分隔凸起時(shí)，將分隔后的四塊扇形凸塊設(shè)置為大小形狀相同，這就使本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)勻稱，如此，本實(shí)用新型在與聚晶金剛石層進(jìn)行燒結(jié)時(shí)，燒結(jié)在本實(shí)用新型上的聚晶金剛石層也是結(jié)構(gòu)對(duì)稱，燒結(jié)后的聚晶金剛石復(fù)合片在受力時(shí)也受力均勻。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：（1）本實(shí)用新型的硬質(zhì)合金層上端面上凸構(gòu)成有凸起，凸起上端面內(nèi)凹構(gòu)成有十字溝槽，十字溝槽分隔凸起構(gòu)成四塊扇形凸塊，本實(shí)用新型通過(guò)在硬質(zhì)合金層的表面增設(shè)凹凸結(jié)構(gòu)，如此，本實(shí)用新型與聚晶金剛石層進(jìn)行燒結(jié)時(shí)，本實(shí)用新型與聚晶金剛石層的結(jié)合面積增加，降低了介面結(jié)合處的應(yīng)力，且凸起、十字溝槽及扇形凸塊的凹凸結(jié)構(gòu)加強(qiáng)了本實(shí)用新型與聚晶金剛石層的嵌位結(jié)構(gòu)，這就增強(qiáng)了本實(shí)用新型與聚晶金剛石層之間的結(jié)合強(qiáng)度。

（2）本實(shí)用新型硬質(zhì)合金層上端面構(gòu)成有四個(gè)接通其側(cè)壁的缺口，本實(shí)用新型通過(guò)增設(shè)缺口，在本實(shí)用新型與聚晶金剛石層進(jìn)行燒結(jié)時(shí)，聚晶金剛石層的金剛石粉末嵌入缺口內(nèi)，這就更進(jìn)一步的增強(qiáng)本實(shí)用新型與聚晶金剛石層間的嵌接結(jié)構(gòu)，如此，構(gòu)成的聚晶金剛石復(fù)合片結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為采用本實(shí)用新型實(shí)施例構(gòu)成的聚晶金剛石復(fù)合片的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中附圖標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱為：1、硬質(zhì)合金層，2、聚晶金剛石層，3、扇形凸塊，4、缺口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例：

如圖1所示，一種能加強(qiáng)聚晶金剛石復(fù)合片結(jié)構(gòu)的基體，包括圓柱狀的硬質(zhì)合金層1，其中，硬質(zhì)合金層1是以高硬度難熔金屬碳化鎢（WC)微米級(jí)粉末為主要成分，并以鈷（Co）為粘結(jié)劑燒結(jié)而成。硬質(zhì)合金層1上端面上凸構(gòu)成有凸起，凸起也為圓柱狀，且凸起的中心線與硬質(zhì)合金層1的中心線重合，即凸起位于硬質(zhì)合金層1上端面的中央部位。凸起上端面內(nèi)凹構(gòu)成有十字溝槽，十字溝槽的中心位于凸起的中心線上，即十字溝槽分隔凸起構(gòu)成四塊大小形狀相同的扇形凸塊3。為了進(jìn)一步增強(qiáng)硬質(zhì)合金層1表面的凹凸結(jié)構(gòu)，硬質(zhì)合金層1上端面構(gòu)成有四個(gè)接通其側(cè)壁的缺口4，缺口4具體位于硬質(zhì)合金層1上端面沒(méi)有構(gòu)成凸起的部分，在具體設(shè)置時(shí)，四個(gè)缺口4與十字溝槽的四個(gè)端頭位置一一對(duì)應(yīng)，且四個(gè)缺口的寬度與十字溝槽的寬度相同。