[實用新型]一種聚晶金剛石復合片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202120178241.0
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN214247226U
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設計）人: 林寧
• 申請（專利權）人: 河南晶銳新材料股份有限公司
• 主分類號: E21B10/46
• 分類號: E21B10/46
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 藏斌

本實用新型屬于鉆探工程領域，尤其涉及一種聚晶金剛石復合片。本實用新型提供的聚晶金剛石復合片為圓柱體型，包括依次接觸的聚晶金剛石層、富鈷硬質合金過渡層和硬質合金基體層；所述富鈷硬質合金過渡層的底面具有內凹；所述硬質合金基體層的頂面具有與所述內凹相配合的凸起。本實用新型提供的聚晶金剛石復合片在傳統(tǒng)聚晶金剛石復合片基礎上增加了內薄外厚的富鈷硬質合金過渡層作為夾層，可以在很大程度上平衡復合片合成過程中硬質合金與聚晶金剛石層交界處附近硬質合金的鈷流失量，避免在硬質合金與聚晶金剛石層的交界處出現(xiàn)貧鈷區(qū)，從而大幅改善聚晶金剛石復合片的沖擊韌性和穩(wěn)定性。

技術領域

本實用新型屬于鉆探工程領域，尤其涉及一種聚晶金剛石復合片。

背景技術

聚晶金剛石復合片(PDC)是由金剛石微粉與硬質合金(WC-Co)基體片在高壓高溫條件下燒結而成，屬于復合材料，既具有金剛石的高硬度、高耐磨與導熱性，又具有硬質合金的沖擊韌性，是制造切削刀具、鉆井鉆頭和其他耐磨工具的理想材料。

隨著市場的發(fā)展，鉆井范圍的擴大，鉆井效率越來越高，聚晶金剛石復合片工作的地層也越來越復雜，客戶對產品的沖擊韌性與穩(wěn)定性要求也越來越高。提高產品的沖擊韌性與穩(wěn)定性一直是行業(yè)工作人員的目標。

對于聚晶金剛石復合片(PDC)來說，其沖擊韌性的體現(xiàn)主要在于硬質合金(WC-Co)，硬質合金的沖擊韌性主要在于其內部粘結劑鈷(Co)的含量。聚晶金剛石復合片的現(xiàn)有技術的生產制造就是金剛石微粉與某一鈷(Co)含量的硬質合金在高溫高壓下燒結，通過在高溫高壓條件下催動硬質合金內部的鈷進入金剛石層，以此讓金剛石層微粉在催化劑鈷的作用下形成D-D鍵從而形成聚晶金剛石層。

但是在高溫高壓合成過程中，由于聚晶金剛石復合片的熱傳遞是由復合片外部至內部的，其對硬質合金內鈷的催動是由復合片外部至內部的，也即在合成過程中，硬質合金外部鈷的流失量要大于內部鈷的流失量，很容易在與聚晶金剛石層交界處的外部形成貧鈷區(qū)，導致產品在貧鈷區(qū)產生應力缺陷，嚴重影響產品的沖擊韌性和穩(wěn)定性，導致其在實際工作過程中很容易出現(xiàn)片脫層、裂紋、崩片等現(xiàn)象。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種聚晶金剛石復合片，本實用新型提供的聚晶金剛石復合片具有良好的沖擊韌性和穩(wěn)定性。

本實用新型提供了一種聚晶金剛石復合片，為圓柱體型，包括依次接觸的聚晶金剛石層、富鈷硬質合金過渡層和硬質合金基體層；

所述富鈷硬質合金過渡層的底面具有內凹；

所述硬質合金基體層的頂面具有與所述內凹相配合的凸起。

優(yōu)選的，所述內凹的中心區(qū)域為平行于徑向的圓平面。

優(yōu)選的，所述圓平面與所述富鈷硬質合金過渡層的底面邊緣之間為弧面。

優(yōu)選的，所述弧面朝向所述硬質合金基體層外凸。

優(yōu)選的，所述富鈷硬質合金過渡層的底面邊緣距離所述富鈷硬質合金過渡層頂面的高度為所述富鈷硬質合金過渡層和硬質合金基體層總高度的30～50％。

優(yōu)選的，所述圓平面距離所述富鈷硬質合金過渡層頂面的高度為所述富鈷硬質合金過渡層和硬質合金基體層總高度的15～35％。

優(yōu)選的，所述圓平面的直徑為所述聚晶金剛石復合片直徑的30～60％。

優(yōu)選的，所述聚晶金剛石復合片的直徑為10～30mm。

優(yōu)選的，所述富鈷硬質合金過渡層和硬質合金基體層的總高度為6～16mm。

優(yōu)選的，所述聚晶金剛石復合片的總高度為8～20mm。