專(zhuān)利名稱(chēng)：一種耐沖擊聚晶金剛石復(fù)合片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種具有類(lèi)似八卦形復(fù)合界面結(jié)構(gòu)的耐沖擊聚晶金剛石復(fù)合片，屬于石油鉆探切削用復(fù)合片制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚晶金剛石復(fù)合片是在超高壓高溫條件下由聚晶金剛石層與硬質(zhì)合金基體復(fù)合燒結(jié)而成，它兼有金剛石和硬質(zhì)合金的優(yōu)異性能，已被廣泛用作石油、地質(zhì)鉆頭的切削齒(刃)。由于切削齒在進(jìn)行地層破巖工作時(shí)，會(huì)受到強(qiáng)烈的沖擊和磨粒磨損，當(dāng)聚晶金剛石層和硬質(zhì)合金基體的結(jié)合不夠牢固時(shí)，易于造成聚晶金剛石層從硬質(zhì)合金基體上開(kāi)裂和脫落，從而影響切削齒的使用性能和壽命。
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，已提出由幾種具有凹凸界面結(jié)構(gòu)的聚晶金剛石復(fù)合片。美國(guó)專(zhuān)利US5486137介紹了一種硬質(zhì)合金基體界面縱剖面為鋸齒狀的金剛石復(fù)合片。中國(guó)專(zhuān)利02290359.3介紹了一種硬質(zhì)合金基體有許多突起的界面結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)都使得復(fù)合片在復(fù)合的牢固度和抗沖擊性能方面有所提高，然而，在高強(qiáng)切削沖擊狀態(tài)下，其性能仍然有待提高。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是在于進(jìn)一步改進(jìn)聚晶金剛石復(fù)合片的界面結(jié)構(gòu)，提供一種抗沖擊性能更強(qiáng)、使用壽命更長(zhǎng)的耐沖擊聚晶金剛石復(fù)合片。
本實(shí)用新型為解決上述問(wèn)題所提出的技術(shù)方案為包括有硬質(zhì)合金基體和相復(fù)合的聚晶金剛石層，其不同之處在于硬質(zhì)合金基體與聚晶金剛石相復(fù)合的界面上開(kāi)設(shè)有周向環(huán)槽和徑向溝槽，徑向溝槽貫穿周向環(huán)槽，在周向環(huán)槽的槽壁上還開(kāi)設(shè)有缺口。
按上述方案，所述的周向環(huán)槽設(shè)置2～4圈，徑向溝槽設(shè)置6～8條，由此在硬質(zhì)合金基體構(gòu)成類(lèi)似八卦形的溝槽界面。
按上述方案，所述的周向環(huán)槽截面呈圓弧狀。
本實(shí)用新型的有益效果在于通過(guò)在硬質(zhì)合金基體與聚晶金剛石層相結(jié)合的界面上設(shè)置溝槽和缺口，形成更為合理的凹凸界面結(jié)構(gòu)，使聚晶金剛石層與硬質(zhì)合金基體結(jié)合的牢固度進(jìn)一步增強(qiáng)，通過(guò)有限元計(jì)算和室內(nèi)試驗(yàn)檢測(cè)顯示，這種界面結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改善了聚晶金剛石復(fù)合片的應(yīng)力分布，在不犧牲耐磨性的前提下增強(qiáng)了復(fù)合片的抗沖擊性能，從而提高了其有效使用壽命。


圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的界面結(jié)構(gòu)正視圖。
圖2為圖1中加聚晶金剛石層的A-A剖視圖。
圖3為本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例的界面結(jié)構(gòu)正視圖。
圖4為本實(shí)用新型第三個(gè)實(shí)施例的界面結(jié)構(gòu)正視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例。
第一個(gè)實(shí)施例如圖1、圖2所示，包括有硬質(zhì)合金基體1和相復(fù)合的聚晶金剛石層2，硬質(zhì)合金基體與聚晶金剛石層相復(fù)合的界面為凹凸界面結(jié)構(gòu)，界面的中部具有圓形的凸臺(tái)3，圍繞凸臺(tái)由小到大開(kāi)設(shè)有3圈周向環(huán)槽4，周向環(huán)槽的截面為圓弧狀，在最外一圈周向環(huán)槽與硬質(zhì)合金基體的外周面之間設(shè)有向下傾斜的倒角5，倒角的傾斜角度為10～30°，在界面上還均布有8條徑向溝槽6，徑向溝槽為直線型，貫穿周向環(huán)槽，呈輻射狀且指向硬質(zhì)合金基體的圓心或中心，徑向溝槽的截面和深度與周向環(huán)槽相同，在每條周向環(huán)槽槽壁上還開(kāi)設(shè)有缺口7，每條周向環(huán)槽槽壁上的缺口為3～5個(gè)，不規(guī)則分布。由此形成周徑向溝槽結(jié)合的具有類(lèi)似八卦形的凹凸復(fù)合界面結(jié)構(gòu)，與聚晶金剛石層相復(fù)合。
第二個(gè)實(shí)施例如圖3所示，它與上一個(gè)實(shí)施例的不同之處在于所述的徑向溝槽偏離硬質(zhì)合金基體的圓心或中心，偏離的角度α＝3～5°，構(gòu)成偏置狀徑向溝槽，其它部分與上一個(gè)實(shí)施例相同。
第三個(gè)實(shí)施例如圖4所示，它與第一個(gè)實(shí)施例的不同之處在于所述的徑向溝槽為曲線型，每條徑向溝槽呈圓弧狀，構(gòu)成圓弧狀徑向溝槽，其它部分與第一個(gè)實(shí)施例相同。
權(quán)利要求1.一種耐沖擊聚晶金剛石復(fù)合片，包括有硬質(zhì)合金基體和相復(fù)合的聚晶金剛石層，其特征在于硬質(zhì)合金基體與聚晶金剛石相復(fù)合的界面上開(kāi)設(shè)有周向環(huán)槽和徑向溝槽，徑向溝槽貫穿周向環(huán)槽，在周向環(huán)槽的槽壁上開(kāi)設(shè)有缺口。
2.按權(quán)利要求1所述的耐沖擊聚晶金剛石復(fù)合片，其特征在于所述的周向環(huán)槽設(shè)置2～4圈，徑向溝槽設(shè)置6～8條。
3.按權(quán)利要求1或2所述的耐沖擊聚晶金剛石復(fù)合片，其特征在于所述的周向環(huán)槽截面呈圓弧狀。
4.按照權(quán)利要求2所述的耐沖擊聚晶金剛石復(fù)合片，其特征在于所述的相復(fù)合界面的中部具有圓形的凸臺(tái)，圍繞凸臺(tái)由小到大開(kāi)設(shè)有3圈周向環(huán)槽，在最外一圈周向環(huán)槽與硬質(zhì)合金基體的外周面之間設(shè)有向下傾斜的倒角，倒角的傾斜角度為10～30°，在界面上還均布有8條徑向溝槽。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的耐沖擊聚晶金剛石復(fù)合片，其特征在于徑向溝槽為直線型，呈輻射狀且指向硬質(zhì)合金基體的圓心或中心，徑向溝槽的截面和深度與周向環(huán)槽相同。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的耐沖擊聚晶金剛石復(fù)合片，其特征在于在每條周向環(huán)槽的槽壁上還開(kāi)設(shè)有缺口，每條周向環(huán)槽槽壁上的缺口為3～5個(gè)。
7.按照權(quán)利要求1或2所述的耐沖擊聚晶金剛石復(fù)合片，其特征在于所述的徑向溝槽偏離硬質(zhì)合金基體的圓心或中心，構(gòu)成偏置狀徑向溝槽。
8.按照權(quán)利要求1或2所述的耐沖擊聚晶金剛石復(fù)合片，其特征在于所述的徑向溝槽為曲線型，每條徑向溝槽呈圓弧狀，構(gòu)成圓弧狀徑向溝槽。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有類(lèi)似八卦形復(fù)合界面結(jié)構(gòu)的耐沖擊聚晶金剛石復(fù)合片，屬于石油鉆探切削用復(fù)合片制造技術(shù)領(lǐng)域。它包括有硬質(zhì)合金基體和相復(fù)合的聚晶金剛石層，其特征在于硬質(zhì)合金基體與聚晶金剛石相復(fù)合的界面上開(kāi)設(shè)有周向環(huán)槽和徑向溝槽，徑向溝槽貫穿周向環(huán)槽，在周向環(huán)槽的槽壁上開(kāi)設(shè)有缺口。本實(shí)用新型通過(guò)在硬質(zhì)合金基體與聚晶金剛石層相結(jié)合的界面上設(shè)置溝槽和缺口，形成更為合理的凹凸界面結(jié)構(gòu)，使聚晶金剛石層與硬質(zhì)合金基體結(jié)合的牢固度進(jìn)一步增強(qiáng)，通過(guò)有限元計(jì)算和室內(nèi)試驗(yàn)檢測(cè)顯示，這種界面結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改善了聚晶金剛石復(fù)合片的應(yīng)力分布，在不犧牲耐磨性的前提下增強(qiáng)了復(fù)合片的抗沖擊性能，從而提高了其有效使用壽命。
文檔編號(hào)E21B10/46GK2881059SQ200520098929
公開(kāi)日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者宋全勝, 邵增元, 彭金龍, 鄭安 申請(qǐng)人:江漢石油鉆頭股份有限公司