一種錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及土層或巖石的鉆進(jìn)，尤其涉及土層或巖石的鉆進(jìn)中的一種錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒。本實(shí)用新型提供了一種錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒，包括硬質(zhì)合金基體和設(shè)置在所述硬質(zhì)合金基體上的錐球形金剛石，所述錐球形金剛石包括設(shè)置在所述硬質(zhì)合金基體上的錐面部和設(shè)置在所述錐面部上的球面部，所述球面部上設(shè)有頂端凹槽。本實(shí)用新型的有益效果是：可通過在錐球形金剛石的球面部上設(shè)置頂端凹槽，來降低錐球形金剛石頂端的徑向壓應(yīng)力和軸向拉應(yīng)力，增加界面結(jié)合強(qiáng)度，提高抗沖擊性，以提高耐磨性能，延長使用壽命，提高效率。
【專利說明】一種錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及土層或巖石的鉆進(jìn)，尤其涉及土層或巖石的鉆進(jìn)中的一種錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒。
【背景技術(shù)】
[0002]金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒作為聚晶金剛石復(fù)合材料的重要組成部分，為了適應(yīng)不同工作環(huán)境，人們先后發(fā)明了球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒，錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒，楔形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒等幾大類型。
[0003]楔形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒是將金剛石粉末添加一定的結(jié)合劑與硬質(zhì)合金基體組裝在一起后，在專用金剛石液壓機(jī)上在超高壓高溫條件下燒結(jié)制得。它由一層多晶金剛石層和硬質(zhì)合金基體構(gòu)成。由于多晶金剛石層硬度高、耐磨性好，加上硬質(zhì)合金基體的良好韌性和可焊性，使其在石油鉆探、地質(zhì)鉆探及煤田開采應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用。
[0004]目前市場上的牙輪鉆頭、潛孔鉆頭、截齒所用的鉆進(jìn)齒普遍選用硬質(zhì)合金齒，該類鉆頭結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，在開采硬度較軟的巖層時(shí)，可以滿足使用要求；但遇到偏硬的巖層時(shí)，由于硬質(zhì)合金的耐磨性不夠而使鉆頭的使用壽命過短，鉆進(jìn)速度變慢，頻繁更鉆頭增加了停機(jī)時(shí)間，造成掘進(jìn)效率低下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實(shí)用新型提供了一種錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒。
[0006]本實(shí)用新型提供了一種錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒，包括硬質(zhì)合金基體和設(shè)置在所述硬質(zhì)合金基體上的錐球形金剛石，所述錐球形金剛石包括設(shè)置在所述硬質(zhì)合金基體上的錐面部和設(shè)置在所述錐面部上的球面部，所述球面部上設(shè)有頂端凹槽。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述硬質(zhì)合金基體、錐球形金剛石的接合界面的外緣設(shè)有過渡臺(tái)面。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述過渡臺(tái)面位于所述硬質(zhì)合金基體的頂面，所述過渡臺(tái)面位于所述錐球形金剛石的底面，所述過渡臺(tái)面圍合所述錐球形金剛石。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述過渡臺(tái)面為圓環(huán)平臺(tái)。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述錐球形金剛石上設(shè)有第一凹槽，所述第一凹槽沿所述錐面部的圓錐母線在所述球面部、錐面部上延伸設(shè)置。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一凹槽至少有二條并沿所述錐球形金剛石的周向間隔均勻設(shè)置。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一凹槽有6至12條，所述第一凹槽的深度為0.3至0.5毫米。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述錐面部與所述球面部的過渡接合處設(shè)有第二凹槽，所述第二凹槽沿所述錐球形金剛石的周向環(huán)形設(shè)置。[0014]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述頂端凹槽為球形凹槽，所述球形凹槽的直徑為2至4毫米。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:通過上述方案，可通過在錐球形金剛石的球面部上設(shè)置頂端凹槽，來降低錐球形金剛石頂端的徑向壓應(yīng)力和軸向拉應(yīng)力，增加界面結(jié)合強(qiáng)度，提高抗沖擊性，以提高耐磨性能，延長使用壽命，提高效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型一種錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型一種錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒的主視圖；
[0018]圖3是本實(shí)用新型一種錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】及【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0020]圖1至圖3中的附圖標(biāo)號(hào)為:錐球形金剛石I ;硬質(zhì)合金基體2 ;圓環(huán)平臺(tái)3 ;第一凹槽4 ;第二凹槽5 ;頂端凹槽6。
[0021]如圖1至圖3所示，一種錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒，包括硬質(zhì)合金基體2和設(shè)置在所述硬質(zhì)合金基體2上的錐球形金剛石1，所述錐球形金剛石I包括設(shè)置在所述硬質(zhì)合金基體2上的錐面部和設(shè)置在所述錐面部上的球面部，所述球面部上設(shè)有頂端凹槽6。
[0022]如圖1至圖3所示，所述硬質(zhì)合金基體2、錐球形金剛石I的接合界面的外緣設(shè)有過渡臺(tái)面,所述硬質(zhì)合金基體2優(yōu)選為圓柱體。
[0023]如圖1至圖3所示，所述過渡臺(tái)面位于所述硬質(zhì)合金基體2的頂面，所述過渡臺(tái)面位于所述錐球形金剛石I的底面，所述過渡臺(tái)面圍合所述錐球形金剛石I。
[0024]如圖1至圖3所示，所述過渡臺(tái)面為圓環(huán)平臺(tái)3。
[0025]如圖1至圖3所示，所述錐球形金剛石I上設(shè)有第一凹槽4，所述第一凹槽4沿所述錐面部的圓錐母線在所述球面部、錐面部上延伸設(shè)置。
[0026]如圖1至圖3所示，所述第一凹槽4至少有二條并沿所述錐球形金剛石I的周向間隔均勻設(shè)置。
[0027]如圖1至圖3所示，所述第一凹槽4有6至12條，所述第一凹槽4的深度為0.3至0.5毫米。
[0028]如圖1至圖3所示，所述錐面部與所述球面部的過渡接合處設(shè)有第二凹槽5，所述第二凹槽5沿所述錐球形金剛石I的周向環(huán)形設(shè)置。
[0029]如圖1至圖3所示，所述頂端凹槽6為球形凹槽，所述球形凹槽的直徑為2至4毫米。
[0030]本實(shí)用新型提供一種具有較好的耐磨性和抗擊性的錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒，所述硬質(zhì)合金基體2、錐球形金剛石I的結(jié)合界面特點(diǎn)為:
[0031](I)結(jié)合界面外緣設(shè)有圓環(huán)平臺(tái)3，該結(jié)構(gòu)可以降低邊緣的錐球形金剛石I與硬質(zhì)合金基體2的結(jié)合應(yīng)力，防止錐球形金剛石I邊緣因應(yīng)力集中過大而開裂；
[0032](2)在錐球形金剛石I的錐面部上設(shè)有360°旋轉(zhuǎn)對稱的第一凹槽4，該結(jié)構(gòu)可以保證超高壓燒結(jié)時(shí)金剛石粉末的正常收縮，可以將因界面結(jié)構(gòu)引起的殘余應(yīng)力減至最低；[0033](3)在錐球形金剛石I的錐面部與球面部的過渡處設(shè)有周向圓環(huán)設(shè)置的第二凹槽5，進(jìn)一步利用凹凸變化加強(qiáng)了界面的結(jié)合力；
[0034](4)在錐球形金剛石I的球面部的頂端設(shè)有球形下凹的頂端凹槽6，該種設(shè)計(jì)一方面可以降低結(jié)合界面處的錐球形金剛石I頂端的徑向壓應(yīng)力和降低軸向拉應(yīng)力，增加界面結(jié)合強(qiáng)度，提高抗沖擊性；另一方面增加了主要工作區(qū)域的錐球形金剛石I的厚度，延長產(chǎn)品使用壽命。
[0035]本實(shí)用新型提供的一種具有較好的耐磨性和抗擊性的錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒，外徑尺寸為12.20mm,總高度為19.70mm,錐球形金剛石I高8.9_。結(jié)合界面圓環(huán)平臺(tái)3的外緣設(shè)寬0.3-1.0mm ;錐面部上設(shè)有6_12個(gè)深0.3-0.5mm的360°旋轉(zhuǎn)對稱的第一凹槽4 ;錐面部與球面部的過渡處設(shè)有深0.3-0.5mm周向圓環(huán)設(shè)置的第二凹槽5 ;球面部的頂端的設(shè)有深0.3-1.0mm,直徑2_4_的球形下凹的頂端凹槽6。
[0036]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒具有很高的耐磨性和抗沖擊性，具有廣泛的適用范圍。錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒不僅保持了很好的抗沖擊性，同時(shí)耐磨性比普通硬質(zhì)合金切削齒提高200-500倍，在鉆進(jìn)過程中，鉆進(jìn)速度可以提高20%-30%，鉆具使用壽命延長，鉆進(jìn)成本降低20%-50%。
[0037]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒，其特征在于:包括硬質(zhì)合金基體和設(shè)置在所述硬質(zhì)合金基體上的錐球形金剛石，所述錐球形金剛石包括設(shè)置在所述硬質(zhì)合金基體上的錐面部和設(shè)置在所述錐面部上的球面部，所述球面部上設(shè)有頂端凹槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒，其特征在于:所述硬質(zhì)合金基體、錐球形金剛石的接合界面的外緣設(shè)有過渡臺(tái)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒，其特征在于:所述過渡臺(tái)面位于所述硬質(zhì)合金基體的頂面，所述過渡臺(tái)面位于所述錐球形金剛石的底面，所述過渡臺(tái)面圍合所述錐球形金剛石。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒，其特征在于:所述過渡臺(tái)面為圓環(huán)平臺(tái)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒，其特征在于:所述錐球形金剛石上設(shè)有第一凹槽，所述第一凹槽沿所述錐面部的圓錐母線在所述球面部、錐面部上延伸設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒，其特征在于:所述第一凹槽至少有二條并沿所述錐球形金剛石的周向間隔均勻設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒，其特征在于:所述第一凹槽有6至12條，所述第一凹槽的深度為0.3至0.5毫米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒，其特征在于:所述錐面部與所述球面部的過渡接合處設(shè)有第二凹槽，所述第二凹槽沿所述錐球形金剛石的周向環(huán)形設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐球形金剛石-硬質(zhì)合金復(fù)合齒，其特征在于:所述頂端凹槽為球形凹槽，所述球形凹槽的直徑為2至4毫米。
【文檔編號(hào)】E21B10/43GK203394352SQ201320435384
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月22日
【發(fā)明者】孔利軍, 陳惠 , 張明菊, 王堃, 馮秀鵬 申請人:深圳市海明潤實(shí)業(yè)有限公司