CN202480460U - 一种能加强聚晶金刚石复合片结构的基体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能加强聚晶金刚石复合片结构的基体，包括圆柱状的硬质合金层，硬质合金层上端面上凸构成有圆柱状的凸起，凸起的中心线与硬质合金层的中心线重合，凸起上端面内凹构成有十字沟槽，十字沟槽分隔凸起构成四块扇形凸块。本实用新型采用上述结构，整体结构简单，便于实现，且将本实用新型与聚晶金刚石层结合构成聚晶金刚石复合片时，因有凸起、十字沟槽及扇形凸块构成的凹凸结构的作用，本实用新型与硬质合金层的结合处应力降低，结合强度高。

Description

一种能加强聚晶金刚石复合片结构的基体

技术领域

本实用新型涉及超硬复合材料领域，具体是一种能加强聚晶金刚石复合片结构的基体。

背景技术

随着制造科学技术的迅速发展，各种新型材料、功能材料及复合材料不断涌现，其应用领域不断扩大，所产生的经济和社会效益也显著增加。聚晶金刚石复合片是由聚晶金刚石层与硬质合金层在高温高压下烧结而成的超硬复合材料，作为一种重要的工具材料，聚晶金刚石复合片不仅具有极高的硬度和耐磨性，而且也具有极高的抗冲击性和热稳定性，因此，聚晶金刚石复合片成为石油、天然气和地质钻探的关键材料。

聚晶金刚石复合片应用在钻头上时，其是钻头上的主要工作部件，因此，其性能的好坏直接决定了油气地质钻探的效率，所以如何提高聚晶金刚石复合片的综合性能就成为人们主要研发的方向，而设计出合理的界面形状对提高聚晶金刚石复合片的综合性能有着非常大的作用。众所周知，金刚石和硬质合金是两种截然不同的材料，两者物理、化学性能均相差很大，前者热膨胀系数很小，后者热膨胀系数很大，在高温高压合成聚晶金刚石复合片时，因为有快速升温和降温过程，所以在两种材料的界面结合处会有较大的应力存在，该应力为有害应力，其对聚晶金刚石复合片的综合性能损害极大，所以如何降低界面处的残余应力成为目前人们普遍关注的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了在烧结聚晶金刚石复合片时能降低介面结合处应力，从而增强与聚晶金刚石层之间结合强度的一种能加强聚晶金刚石复合片结构的基体。

本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：一种能加强聚晶金刚石复合片结构的基体，包括圆柱状的硬质合金层，所述硬质合金层上端面上凸构成有圆柱状的凸起，所述凸起的中心线与硬质合金层的中心线重合，凸起上端面内凹构成有十字沟槽，所述十字沟槽分隔凸起构成四块扇形凸块。

所述硬质合金层上端面构成有四个接通其侧壁的缺口，且四个缺口与十字沟槽的四个端头位置一一对应。

所述四块扇形凸块的大小形状相同。本实用新型在通过十字沟槽分隔凸起时，将分隔后的四块扇形凸块设置为大小形状相同，这就使本实用新型结构匀称，如此，本实用新型在与聚晶金刚石层进行烧结时，烧结在本实用新型上的聚晶金刚石层也是结构对称，烧结后的聚晶金刚石复合片在受力时也受力均匀。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：（1）本实用新型的硬质合金层上端面上凸构成有凸起，凸起上端面内凹构成有十字沟槽，十字沟槽分隔凸起构成四块扇形凸块，本实用新型通过在硬质合金层的表面增设凹凸结构，如此，本实用新型与聚晶金刚石层进行烧结时，本实用新型与聚晶金刚石层的结合面积增加，降低了介面结合处的应力，且凸起、十字沟槽及扇形凸块的凹凸结构加强了本实用新型与聚晶金刚石层的嵌位结构，这就增强了本实用新型与聚晶金刚石层之间的结合强度。

（2）本实用新型硬质合金层上端面构成有四个接通其侧壁的缺口，本实用新型通过增设缺口，在本实用新型与聚晶金刚石层进行烧结时，聚晶金刚石层的金刚石粉末嵌入缺口内，这就更进一步的增强本实用新型与聚晶金刚石层间的嵌接结构，如此，构成的聚晶金刚石复合片结构更加稳定。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为采用本实用新型实施例构成的聚晶金刚石复合片的结构示意图。

附图中附图标记所对应的名称为：1、硬质合金层，2、聚晶金刚石层，3、扇形凸块，4、缺口。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例：

如图1所示，一种能加强聚晶金刚石复合片结构的基体，包括圆柱状的硬质合金层1，其中，硬质合金层1是以高硬度难熔金属碳化钨（WC)微米级粉末为主要成分，并以钴（Co）为粘结剂烧结而成。硬质合金层1上端面上凸构成有凸起，凸起也为圆柱状，且凸起的中心线与硬质合金层1的中心线重合，即凸起位于硬质合金层1上端面的中央部位。凸起上端面内凹构成有十字沟槽，十字沟槽的中心位于凸起的中心线上，即十字沟槽分隔凸起构成四块大小形状相同的扇形凸块3。为了进一步增强硬质合金层1表面的凹凸结构，硬质合金层1上端面构成有四个接通其侧壁的缺口4，缺口4具体位于硬质合金层1上端面没有构成凸起的部分，在具体设置时，四个缺口4与十字沟槽的四个端头位置一一对应，且四个缺口的宽度与十字沟槽的宽度相同。

如图2所示，一种能加强聚晶金刚石复合片结构的基体与聚晶金刚石层2集成为一体时，整体构成圆柱状的聚晶金刚石复合片。因硬质合金层1的结构对称，构成的聚晶金刚石复合片结构也对称，将聚晶金刚石复合片应用在钻头上时，当聚晶金刚石复合片受到外力冲击时，聚晶金刚石复合片每个部位受力均匀，从而能避免聚晶金刚石复合片因各部位之间受力不均匀而导致硬质合金层1与聚晶金刚石层2分离。

如上所述，则能很好的实现本实用新型。

Claims (3)

1.一种能加强聚晶金刚石复合片结构的基体，其特征在于：包括圆柱状的硬质合金层（1），所述硬质合金层（1）上端面上凸构成有圆柱状的凸起，所述凸起的中心线与硬质合金层（1）的中心线重合，凸起上端面内凹构成有十字沟槽，所述十字沟槽分隔凸起构成四块扇形凸块（3）。

2.根据权利要求1所述的一种能加强聚晶金刚石复合片结构的基体，其特征在于：所述硬质合金层（1）上端面构成有四个接通其侧壁的缺口（4），且四个缺口（4）与十字沟槽的四个端头位置一一对应。

3.根据权利要求1或2所述的一种能加强聚晶金刚石复合片结构的基体，其特征在于：所述四块扇形凸块（3）的大小形状相同。

Images