一種聚晶層表面傾斜的金剛石復(fù)合片的制作方法

本實用新型屬于耐磨技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種金剛石復(fù)合片，特別是涉及一種聚晶層表面傾斜的金剛石復(fù)合片。

背景技術(shù)：

聚晶金剛石復(fù)合片（Polycrystalline Diamond Compact）是一種由聚晶金剛石層覆蓋在硬質(zhì)合金基體表面所組成的復(fù)合材料。其中一些聚晶金剛石復(fù)合片由聚晶金剛石層與硬質(zhì)合金碳化鎢合金基體復(fù)合而成，這不僅結(jié)合了金剛石的高硬度、高耐磨性的長處，而且結(jié)合了硬質(zhì)合金的強度與抗沖擊韌性的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于石油鉆井、煤田開采、地質(zhì)勘探、木材或其它材料等機械加工領(lǐng)域。

聚晶金剛石復(fù)合片兼有聚晶金剛石極高的耐磨性以及硬質(zhì)合金的高抗沖擊性。金剛石層刃口鋒利而且具有自銳性，能夠始終保持切削刃的銳利，因此非常適用于石油和地質(zhì)鉆探中的軟地層直至中硬地層的勘探，效果非常好。聚晶金剛石復(fù)合片中的金剛石含量高達99%，故金剛石層硬度極高、耐磨性極好，其努氏硬度為6.5×10⁴~7.0×10⁴MPa，甚至更高。硬質(zhì)合金基體克服了聚晶金剛石硬而脆的不足，大大提高了產(chǎn)品整體的抗沖擊韌性。硬質(zhì)合金的易焊接性則解決了聚晶金剛石很難通過焊接方法與其他材料結(jié)合的難題，可以使聚晶金剛石復(fù)合片豎直鑲焊在鉆頭上。聚晶金剛石復(fù)合片因自身性能優(yōu)越，在諸多應(yīng)用領(lǐng)域的卓越表現(xiàn)證明，無疑是材料科學(xué)領(lǐng)域具有劃時代意義的發(fā)明。

現(xiàn)階段在石油鉆井、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域的主流復(fù)合片為上下表面平行的復(fù)合片，且柱體設(shè)計為圓柱形，復(fù)合片的上下表面與柱體的豎直截面垂直。復(fù)合片通過釬焊的方式垂直焊接在鉆頭的刀翼上，在工作過程中，其聚晶層的表面完全垂直于磨削的巖石。這樣的復(fù)合片在使用過程中存在兩個主要問題：第一，在磨削過程中產(chǎn)生的高溫碎屑的受力方向與復(fù)合片的運動方向一致，導(dǎo)致其容易堆積在聚晶層的表面，使得工作部位容易積累熱量，加大復(fù)合片的熱損耗，降低耐磨性；第二，復(fù)合片在遇到?jīng)_擊的而過程中，這種垂直設(shè)計容易使應(yīng)力集中，而限制抗沖擊強度。

中國專利CN201520862096.2公開了一種聚晶金剛石復(fù)合片，包括圓柱狀的復(fù)合片基體和工作端面，所述復(fù)合片基體包括硬質(zhì)合金基層和硬質(zhì)合金基層上表面覆蓋的聚晶金剛石層，工作端面位于聚晶金剛石層的上端面，所述工作端面上設(shè)有多層納米金剛石層，每層納米金剛石層包括兩層平均晶粒尺寸不同的納米晶層。該專利通過在復(fù)合片的外層設(shè)置多層納米金剛石層，提高了聚晶金剛石復(fù)合片的耐磨性和韌性，延長了復(fù)合片使用壽命，但是工作效率并不是很高。

由于聚晶金剛石復(fù)合片在鉆進過程中會受到向下的壓力和旋轉(zhuǎn)的沖擊力，在高速旋轉(zhuǎn)的高強度工作狀態(tài)下，會產(chǎn)生大量的熱量，再加上強大的負載力的作用，易造成聚晶金剛石復(fù)合片磨損、散熱不好、抗沖擊能力低以及工作效率不高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之外，提供一種聚晶層表面傾斜的金剛石復(fù)合片，即復(fù)合片的基體仍為圓柱形，但聚晶層的上表面不與基體的底面平行，而是成一定角度。這樣的設(shè)計可以使復(fù)合片的工作部位更加銳利，促進冷卻物質(zhì)在工作部位的流動，增加沖擊韌性，能有效延長聚晶金剛石復(fù)合片的實際工作時間、提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更多的價值。

為實現(xiàn)以上技術(shù)目的，本實用新型提供以下技術(shù)方案。

一種聚晶層表面傾斜的金剛石復(fù)合片，其包括聚晶金剛石層1和硬質(zhì)合金基體層2，所述聚晶金剛石層1固定在所述硬質(zhì)合金基體層2上，硬質(zhì)合金基體層的底面3和聚晶金剛石層的下表面4與所述硬質(zhì)合金基體層2的橫截面平行，聚晶金剛石層的上表面5與所述硬質(zhì)合金基體層的底面3之間形成的夾角為5~15度。

優(yōu)選地，所述聚晶金剛石層的上表面5具有最高處6。

優(yōu)選地，所述聚晶金剛石層的下表面4與所述硬質(zhì)合金基體層2的上表面完全重合。

優(yōu)選地，所述聚晶金剛石層的上表面5為橢圓形。

優(yōu)選地，所述聚晶金剛石層的上表面5的最高處6在對應(yīng)硬質(zhì)合金基體層2正下方的底部開有定位槽7。

所述聚晶金剛石層1為普通耐熱型聚晶金剛石片；優(yōu)選地，所述聚晶金剛石層1為熱穩(wěn)定的聚晶金剛石片。

優(yōu)選地，所述聚晶金剛石層1可以直接粘接在或者通過超高溫高壓燒結(jié)在所述硬質(zhì)合金基體層2的上表面。

優(yōu)選地，所述聚晶金剛石層的上表面5的最高處6在工作過程中損耗最大。

本實用新型的聚晶金剛石層1的邊緣經(jīng)過打磨處理。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的金剛石復(fù)合片在工作過程中有以下優(yōu)點：

1、聚晶層的表面由圓形變成橢圓，減小了工作部位的曲率，增大了聚晶層的表面積，使得工作部位更加銳利，可以有效提高磨削效率，且兼顧提高了散熱效率；

2、高溫碎屑的受力方向與復(fù)合片的運動方向有夾角，斜面將有效引導(dǎo)高溫碎屑的排泄，促進冷卻物質(zhì)的局部環(huán)流，提高工作部位的散熱效率；

3、工作部位受到?jīng)_擊時，銳角的設(shè)計可以更好的將力分散開，提高抗沖擊能力。

附圖說明

圖1是本實用新型一個實施例的主視圖；

圖2是圖1的側(cè)視圖；

圖3是圖1的俯視圖。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示是本實施例的主視圖，一種聚晶層表面傾斜的金剛石復(fù)合片，其包括聚晶金剛石層1和硬質(zhì)合金基體層2，所述硬質(zhì)合金基體層2的橫截面為圓形，硬質(zhì)合金基體層的底面3與所述硬質(zhì)合金基體層2的橫截面平行，聚晶金剛石層的下表面4與所述硬質(zhì)合金基體層2的橫截面平行。

如圖2所示是本實施例聚晶層表面傾斜的金剛石復(fù)合片的側(cè)視圖，其包括聚晶金剛石層1和硬質(zhì)合金基體層2，所述硬質(zhì)合金基體層2的橫截面為圓形，硬質(zhì)合金基體層的底面3與所述硬質(zhì)合金基體層2的橫截面平行，聚晶金剛石層的下表面4與所述硬質(zhì)合金基體層2的橫截面平行，聚晶金剛石層的上表面5與所述硬質(zhì)合金基體層的底面3之間形成的夾角度數(shù)為15度，所述聚晶金剛石層的上表面5具有最高處6。

如圖3所示是本實施例聚晶層表面傾斜的金剛石復(fù)合片的俯視圖。

所述聚晶金剛石層的下表面4與所述硬質(zhì)合金基體層2的上表面連接。

所述聚晶金剛石層的下表面4與所述硬質(zhì)合金基體層2的上表面完全重合。

所述聚晶金剛石層的上表面5為橢圓形。

所述聚晶金剛石層的上表面5的最高處6在對應(yīng)硬質(zhì)合金基體層2正下方的底部開有定位槽7。

所述聚晶金剛石層的上表面5的最高處6在工作過程中損耗最大。

所述聚晶金剛石層1通過超高溫高壓燒結(jié)在所述硬質(zhì)合金基體層2的上表面。

實施例2

本實施例的聚晶層表面傾斜的金剛石復(fù)合片，其組成和構(gòu)造與實施例1相同，唯一不同的是，聚晶金剛石層的上表面5與所述硬質(zhì)合金基體層的底面3之間形成的夾角度數(shù)為5度。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍之中。