CN103726794A - 具有自锐性的耐磨工具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及研磨技术领域，具体涉及一种可使用于钻井、工件加工中的具有自锐性的耐磨工具，包括基体，及设置在基体上的耐磨层，所述耐磨层包括多层依次复合的耐磨单层，其中，一耐磨单层与相邻耐磨单层中的耐磨晶粒尺寸和耐磨性能不同。基体上的耐磨层包括多层依次复合的耐磨单层，其中，一耐磨单层与相邻耐磨单层中的耐磨晶粒尺寸和耐磨性能不同，由于耐磨晶粒尺寸、耐磨性能不同，从而通过控制该工具在使用中的不同磨损速率，这样达成耐磨工具的自锐性，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及研磨技术领域，具体涉及一种可使用于钻井、工件加工中的具有自锐性的耐磨工具。
背景技术
超硬材料耐磨工具在机械加工，石油钻井，及各种行业广泛应用。一般来讲，超硬材料包括金刚石，立方氮化硼，以及其多晶制品。相比普通的耐磨工具，多晶金刚石PDC在机械加工，钻井，拔丝磨具方面有重要的性能优势。对于深海及坚硬地层的钻探，尤其具有其独特的优势。要达到高性能的钻探效果，PDC复合齿需要具有极强的综合性能。这些性能包括耐磨性，耐冲击，以及高热稳定性。它们对钻头的使用寿命和钻井深度具有决定性的影响。
在深井钻探中，除了深度之外，为了提高整个钻进效率，钻进速度是另一重要因素。通常而言，钻进速度与一系列钻井参数，操作以及PDC的锐利程度相关。但是在钻头使用过程中，PDC的工作边角不可避免地会因为磨损而钝化。因此保持PDC复合片的锐度，即其自锐性至关重要。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种结构设计合理的具有自锐性的耐磨工具，其具有多层耐磨晶粒尺寸不同的耐磨层，通过控制该工具在使用中的不同磨损速率，这样达成耐磨工具的自锐性，提高工作效率。
实现本发明的技术方案如下：
具有自锐性的耐磨工具，包括基体，及设置在基体上的耐磨层，所述耐磨层包括多层依次复合的耐磨单层，其中，一耐磨单层与相邻耐磨单层中的耐磨晶粒尺寸和耐磨性能不同。
所述每耐磨单层的厚度不同。
所述最外耐磨单层的耐磨性高于其他耐磨单层。
所述最外耐磨单层的耐热性高于其他耐磨单层。
所述耐磨单层由多晶金刚石或立方氮化硼制成。
采用了上述方案，基体上的耐磨层包括多层依次复合的耐磨单层，其中，一耐磨单层与相邻耐磨单层中的耐磨晶粒尺寸和耐磨性能不同，由于耐磨晶粒尺寸、耐磨性能不同，从而通过控制该工具在使用中的不同磨损速率，这样达成耐磨工具的自锐性，提高工作效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的工作示意图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
参见图1、2，具有自锐性的耐磨工具，包括WC基体1，及设置在基体上的耐磨层2，耐磨层包括多层依次复合的耐磨单层，其中，一耐磨单层与相邻耐磨单层中的耐磨晶粒尺寸和耐磨性能不同，每个耐磨单层的平均晶粒尺寸和耐磨性能各不相同，交替变化。每耐磨单层的厚度不同。最外耐磨单层的耐磨性高于其他耐磨单层。最外耐磨单层的耐热性高于其他耐磨单层。耐磨单层由多晶金刚石或立方氮化硼制成。具体制造时，耐磨单层的数量根据需要可以自行设定，如可以3层、4层、5层、6层或者更多等等，图1中示出了具有4层的耐磨单层31、32、33、34，上面第一层31是由细晶粒构成，具有较高的耐磨性，上面第二层32是由粗颗粒晶粒构成，第三层33又是细晶粒结构，第四层34又由粗颗粒结构组成，其中的晶粒主要为金刚石或立方氮化硼；基体1是硬度低于超硬材料的WC-Co合金。在超过5GPa的高压，和超过1300℃的高温下合成，这样的结构使钻头在钻进过程中的各层磨损度不相同，从而形成复合片优良的自锐性。具体实施中，各个耐磨单层的宽度不相同，至少有一层的宽度等于复合片的直径，至少有一层的宽度小于复合片的直径。
图2示出了复合片在使用中各层的不同磨损示意；从图中明显看出工作层的锐性保持。
Claims (5)
1.具有自锐性的耐磨工具，包括基体，及设置在基体上的耐磨层，其特征在于，所述耐磨层包括多层依次复合的耐磨单层，其中，一耐磨单层与相邻耐磨单层中的耐磨晶粒尺寸和耐磨性能不同。
2.根据权利要求1所述的具有自锐性的耐磨工具，其特征在于，所述每耐磨单层的厚度不同。
3.根据权利要求1所述的具有自锐性的耐磨工具，其特征在于，所述最外耐磨单层的耐磨性高于其他耐磨单层。
4.根据权利要求1或2或3所述的具有自锐性的耐磨工具，其特征在于，所述最外耐磨单层的耐热性高于其他耐磨单层。
5.根据权利要求1或2或3所述的具有自锐性的耐磨工具，其特征在于，所述耐磨单层由多晶金刚石或立方氮化硼制成。
Priority Applications (1)
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| CN201310643878.2A Pending CN103726794A (zh) | 2013-12-03 | 2013-12-03 | 具有自锐性的耐磨工具 |
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Citations (6)
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2013
- 2013-12-03 CN CN201310643878.2A patent/CN103726794A/zh active Pending
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