CN203394353U - 一种楔形金刚石-硬质合金复合齿 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及土层或岩石的钻进，尤其涉及土层或岩石的钻进中的一种楔形金刚石-硬质合金复合齿。本实用新型提供了一种楔形金刚石-硬质合金复合齿，包括硬质合金基体和设置在所述硬质合金基体上的楔形金刚石，所述楔形金刚石包括楔形面和由楔形面顶端结合而成的结合界面，所述结合界面上设有顶端凹槽。本实用新型的有益效果是：可通过在楔形金刚石的楔由楔形面顶端结合而成的结合界面上设置顶端凹槽，来降低结合界面处的楔形金刚石顶端的径向压应力和轴向拉应力，增加界面结合强度，提高抗冲击性，以提高耐磨性能，延长使用寿命，提高效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及土层或岩石的钻进，尤其涉及土层或岩石的钻进中的一种楔形金刚石-硬质合金复合齿。
背景技术
金刚石-硬质合金复合齿作为聚晶金刚石复合材料的重要组成部分，为了适应不同工作环境，人们先后发明了球形金刚石-硬质合金复合齿，锥球形金刚石-硬质合金复合齿，楔形金刚石-硬质合金复合齿等几大类型。
楔形金刚石-硬质合金复合齿是将金刚石粉末添加一定的结合剂与硬质合金基体组装在一起后，在专用金刚石液压机上在超高压高温条件下烧结制得。它由一层多晶金刚石层和硬质合金基体构成。由于多晶金刚石层硬度高、耐磨性好，加上硬质合金基体的良好韧性和可焊性，使其在石油钻探、地质钻探及煤田开采应用中得到广泛应用。
目前市场上的牙轮钻头、潜孔钻头、截齿所用的钻进齿普遍选用硬质合金齿，该类钻头结构简单、制造方便，在开采硬度较软的岩层时，可以满足使用要求；但遇到偏硬的岩层时，由于硬质合金的耐磨性不够而使钻头的使用寿命过短，钻进速度变慢，频繁更钻头增加了停机时间，造成掘进效率低下。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种楔形金刚石-硬质合金复合齿。
本实用新型提供了一种楔形金刚石-硬质合金复合齿，包括硬质合金基体和设置在所述硬质合金基体上的楔形金刚石，所述楔形金刚石包括楔形面和由楔形面顶端结合而成的结合界面，所述结合界面上设有顶端凹槽。
作为本实用新型的进一步改进，所述硬质合金基体、楔形金刚石的接合界面的外缘设有过渡台面。
作为本实用新型的进一步改进，所述过渡台面位于所述硬质合金基体的顶面，所述过渡台面位于所述楔形金刚石的底面，所述过渡台面围合所述楔形金刚石。
作为本实用新型的进一步改进，所述过渡台面为圆环平台。
作为本实用新型的进一步改进，所述楔形面上设有面部凹槽。
作为本实用新型的进一步改进，所述面部凹槽至少有二条并相互平行。
作为本实用新型的进一步改进，所述面部凹槽的深度为0.3至0.5毫米。
作为本实用新型的进一步改进，所述面部凹槽与所述顶端凹槽相交叉。
作为本实用新型的进一步改进，所述顶端凹槽为梯形凹槽。
作为本实用新型的进一步改进，所述梯形凹槽的深度为0.2至0.7毫米，所述梯形凹槽的槽底为梯形的上底边。
本实用新型的有益效果是：通过上述方案，可通过在楔形金刚石的楔由楔形面顶端结合而成的结合界面上设置顶端凹槽，来降低结合界面处的楔形金刚石顶端的径向压应力和轴向拉应力，增加界面结合强度，提高抗冲击性，以提高耐磨性能，延长使用寿命，提高效率。
附图说明
图1是本实用新型一种楔形金刚石-硬质合金复合齿的立体结构示意图；
图2是本实用新型一种楔形金刚石-硬质合金复合齿的主视图；
图3是本实用新型一种楔形金刚石-硬质合金复合齿的右视图；
图4是本实用新型一种楔形金刚石-硬质合金复合齿的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。
图1至图4中的附图标号为：楔形金刚石1；硬质合金基体2；圆环平台3；面部凹槽4；顶端凹槽5。
如图1至图4所示，一种楔形金刚石-硬质合金复合齿，包括硬质合金基体2和设置在所述硬质合金基体2上的楔形金刚石1，所述楔形金刚石1包括楔形面和由楔形面顶端结合而成的结合界面，所述结合界面上设有顶端凹槽5。
如图1至图4所示，所述硬质合金基体2、楔形金刚石1的接合界面的外缘设有过渡台面，所述硬质合金基体2优选为圆柱体。
如图1至图4所示，所述过渡台面位于所述硬质合金基体2的顶面，所述过渡台面位于所述楔形金刚石1的底面，所述过渡台面围合所述楔形金刚石1，所述过渡台面为所述硬质合金基体2、楔形金刚石1的过滤台阶面。
如图1至图4所示，所述过渡台面为圆环平台3。
如图1至图4所示，所述楔形金刚石1包括楔形面和由楔形面顶端结合而成的结合界面，所述楔形面上设有面部凹槽4。
如图1至图4所示，所述面部凹槽4至少有二条并相互平行，本实用新型优选在所述楔形面上设置3至8条相互平行的面部凹槽4。
如图1至图4所示，所述面部凹槽4的深度优选为0.3至0.5毫米。
如图1至图4所示，所述顶端凹槽5优选为梯形凹槽。
如图1至图4所示，所述梯形凹槽5的深度优选为0.2至0.7毫米，所述梯形凹槽5的槽底为梯形的上底边。
如图1至图4所示，所述楔形金刚石1包括楔形面和由楔形面顶端结合而成的结合界面，所述楔形面上设有面部凹槽4，所述结合界面上设有顶端凹槽5，所述面部凹槽4与所述顶端凹槽5相交叉，所述面部凹槽4至少有二条并相互平行，所述顶端凹槽5为梯形凹槽。
本实用新型提供了一种具有较好的耐磨性和抗击性的楔形金刚石-硬质合金复合齿，所述硬质合金基体2、楔形金刚石1的结合界面特点为：
（1）结合界面外缘设有圆环平台3，该结构可以降低楔形金刚石1与硬质合金基体2的边缘结合应力，防止楔形金刚石1边缘因应力集中过大而开裂；
（2）在楔形金刚石1的楔形面上设有多条平行的面部凹槽4，该结构一方面可以保证超高压烧结时金刚石粉末的正常收缩，降低残余应力；另一方面利用面部凹槽4形成的凹凸变化加强了界面的结合力；
（3）在结合界面顶端设有梯形的顶端凹槽5，该种设计可以降低结合界面处的金刚石层顶端的径向压应力和降低轴向拉应力，增加界面结合强度，提高抗冲击性。
本实用新型提供的一种楔形金刚石-硬质合金复合齿，外径尺寸为12.20mm，总高度为19.70mm，楔形金刚石1的楔形面高8.7mm，结合界面外缘的圆环平台3宽为0.3-1.0mm；楔形金刚石1的楔形面上设有3-8个深0.3-0.5mm的面部凹槽4；楔形面顶端设有深0.3-1.0mm，宽0.2-0.7mm顶端凹槽5。
与现有技术相比，本实用新型提供的楔形金刚石-硬质合金复合齿具有很高的耐磨性和抗冲击性，具有广泛的适用范围，该楔形金刚石-硬质合金复合齿不仅保持了很好的抗冲击性，同时耐磨性比普通硬质合金切削齿提高200-500倍，在钻进过程中，钻进速度可以提高20%-30%，钻具使用寿命延长，钻进成本降低20%-50%。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种楔形金刚石-硬质合金复合齿，其特征在于：包括硬质合金基体和设置在所述硬质合金基体上的楔形金刚石，所述楔形金刚石包括楔形面和由楔形面顶端结合而成的结合界面，所述结合界面上设有顶端凹槽。
2.根据权利要求1所述的楔形金刚石-硬质合金复合齿，其特征在于：所述硬质合金基体、楔形金刚石的接合界面的外缘设有过渡台面。
3.根据权利要求2所述的楔形金刚石-硬质合金复合齿，其特征在于：所述过渡台面位于所述硬质合金基体的顶面，所述过渡台面位于所述楔形金刚石的底面，所述过渡台面围合所述楔形金刚石。
4.根据权利要求3所述的楔形金刚石-硬质合金复合齿，其特征在于：所述过渡台面为圆环平台。
5.根据权利要求1所述的楔形金刚石-硬质合金复合齿，其特征在于：所述楔形面上设有面部凹槽。
6.根据权利要求5所述的楔形金刚石-硬质合金复合齿，其特征在于：所述面部凹槽至少有二条并相互平行。
7.根据权利要求5所述的楔形金刚石-硬质合金复合齿，其特征在于：所述面部凹槽的深度为0.3至0.5毫米。
8.根据权利要求5所述的楔形金刚石-硬质合金复合齿，其特征在于：所述面部凹槽与所述顶端凹槽相交叉。
9.根据权利要求1所述的楔形金刚石-硬质合金复合齿，其特征在于：所述顶端凹槽为梯形凹槽。
10.根据权利要求9所述的楔形金刚石-硬质合金复合齿，其特征在于：所述梯形凹槽的深度为0.2至0.7毫米，所述梯形凹槽的槽底为梯形的上底边。
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| CN107386982A (zh) * | 2017-08-21 | 2017-11-24 | 浙江中锐重工科技股份有限公司 | 一种滚刀牙轮筒钻组合式钻头 |
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| US10329848B2 (en) | 2014-07-01 | 2019-06-25 | Element Six (Uk) Limited | Superhard constructions and methods of making same |
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