[發明專利]一種多棱斧形齒面金剛石復合片及其制造方法

在審

• 申請號: 201810409534.8
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108661564A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 胡波
• 申請（專利權）人: 武漢銳特金剛石有限公司
• 主分類號: E21B10/46
• 分類號: E21B10/46
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

本發明涉及一種多棱斧形齒面金剛石復合片及其制造方法。本發明的多棱斧形齒面金剛石復合片包括硬質合金基體層和與硬質合金基體層直徑相同的聚晶金剛石層，所述聚晶金剛石層連接在硬質合金基體層上；所述聚晶金剛石層端面上設置有至少兩條平行凸起的棱，每兩條棱之間通過平面過渡。本發明在單棱結構的基礎上開發的多棱斧形齒面金剛石復合片，在切削破巖過程中能提供多個切削位置以及更大的接觸面積，從而進一步提高磨削、破巖效率、以及抵抗沖擊的能力，同時提升產品的使用壽命以及對地層的適應性。本發明的多棱斧形齒面金剛石復合片是通過將剛石粉末與基體層一體化燒結成型，工藝操作簡單，避免二次加工，大大節約了制造成本。

技術領域

本發明屬于超硬復合材料技術領域，具體涉及一種多棱斧形齒面金剛石復合片及其制造方法。

背景技術

聚晶金剛石復合片是一種將硬質合金基體和金剛石粉末在高溫高壓下燒結而成的超硬材料，具有高硬度、高耐磨的優異性能。主要使用在金剛石鉆頭上，現已廣泛應用于地質鉆探、石油、頁巖氣開采領域。聚晶金剛石復合片是金剛石鉆頭上的切削元件，因此其切削效率和耐磨性直接影響了金剛石鉆頭的鉆進效率和進尺深度。

眾所周知，地質鉆探、石油、頁巖氣開采的成本高昂，提升金剛石鉆頭的鉆進效率和進尺深度，即金剛石復合片的切削效率和耐磨性，對于降低開采成本有重大意義。既要保證金剛石復合片的耐磨性，又要提金剛石高復合片的切削效率是各大金剛石復合片廠家和金剛石鉆頭廠家關注的研發熱點。

目前，金剛石復合片鉆齒的金剛石端面大都是平面、球面、弧形面或斧形齒面，其中斧形齒又叫屋脊齒，是在金剛石層的對稱中心有一條棱，該棱在斧形齒(屋脊齒)切削、破巖過程中，是切削刃位置，即工作位置。實際運用中發現，斧形齒面金剛石復合片的磨削、破巖效率、以及抵抗沖擊的能力比平面、球面、弧形面金剛石復合片更高。現有技術中斧形齒面金剛石復合片由硬質合金基體層和與聚晶金剛石層構成(如圖1所示)，其中聚晶金剛石層的端面上設置有一條棱，即該金剛石復合片只有1個切削位置。因此，開發一種多棱斧形齒面金剛石復合片，進一步提高其磨削、破巖效率、以及抵抗沖擊的能力是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明為了克服現有技術的上述不足，提供了一種齒面金剛石復合片及其制造方法，以提高金剛石鉆頭的耐磨性和切削效率、降低開采成本。為了實現上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種多棱斧形齒面金剛石復合片，包括硬質合金基體層(1)和與硬質合金基體層(1)直徑相同的聚晶金剛石層(2)，所述聚晶金剛石層(2)連接在硬質合金基體層(1)上；所述聚晶金剛石層上端面上設置有至少兩條平行凸起的棱(3)，每兩條棱之間通過平面過渡。

進一步地，所述金剛石復合片的直徑為4mm～40mm、高度為4mm～40mm，所述聚晶金剛石層(2)的厚度為0.5mm～5mm，所述棱(3)的高度為0.3mm～4.5mm。

進一步地，所述棱(3)的條數為2～12條。

進一步地，構成棱(3)的兩個相交的平面的夾角為10°～170°。

進一步地，所述棱(3)為兩平面直接相交形成的尖角形的棱。

進一步地，所述棱(3)為兩平面相交且通過圓角過渡的棱。

更進一步地，所述圓角的半徑為0.1mm～8mm。

進一步地，構成棱的兩個相交平面為單一平面或由若干個不同角度構成的組合平面中的任一種。

進一步地，所述聚晶金剛石層(2)外沿邊緣為尖角、倒斜角、倒圓角中的任一種。

本發明的另一目的在于提供了一種多棱斧形齒面金剛石復合片的制造方法，包括以下步驟：