CN204729011U - 一种低切削阻力曲面结构聚晶金刚石复合片 - Google Patents
一种低切削阻力曲面结构聚晶金刚石复合片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204729011U CN204729011U CN201520471001.4U CN201520471001U CN204729011U CN 204729011 U CN204729011 U CN 204729011U CN 201520471001 U CN201520471001 U CN 201520471001U CN 204729011 U CN204729011 U CN 204729011U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- surface structure
- curved
- diamond
- composite polycrystal
- cutting resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 66
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 7
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
本实用新型公开一种低切削阻力曲面结构聚晶金刚石复合片，包括聚晶金刚石层及与其相粘结的硬质合金基体；所述聚晶金刚石层为曲面结构；所述曲面结构是由两斜面成一定夹角构成的屋脊形。本实用新型结构简单、制造成本较低，且其可有效大幅度降低钻进切削阻力，延长钻头寿命，提高钻井钻进效率及钻井平台的操作平稳性。同时，本实用新型结构进一步可提高复合片的聚晶金刚石层的抗崩裂，有较高的抗冲击性。
Description
技术领域
本实用新型涉及切削工具领域，其具体涉及一种低切削阻力曲面结构聚晶金刚石复合片。
背景技术
聚晶金刚石复合片（以下简称为PDC）自问世以来，以其超高的硬度和耐磨性等突出性能，被视为较理想的钻进材料和切削加工材料等。目前，PDC作为超耐磨切削元件已在牙轮钻头、固定齿钻头等工具中使用，其广泛应用于石油天然气钻探、煤炭开采等钻采业领域。随着钻采业的发展，对钻探工具的钻进效率、耐磨性、抗冲击性等提出更高需求。因此，PDC作为钻采工具的主要切削元件，其需更高的耐磨性、抗冲击性以及耐热性等，才能满足于市场需求。其中，改善聚晶金刚石（以下简称为PCD）层的上表面结构是提高PDC的耐磨性、抗冲击性以及降低切削阻力的重要途径之一。
目前，钻采业钻头用PDC切削元件一般采用平面PCD层和球头形、锥形头等异形PCD层。上述PDC在实际钻探使用中，平面结构PDC的钻进切削阻力较异形结构PDC小，但其易出现PCD层边缘崩刃甚至脱层等现象；异形结构PDC虽然改善PCD层崩刃或脱层问题，但在使用中钻进切削阻力较大，钻进效率低等。
实用新型内容
本实用新型的目的在于通过改善PCD层上表面结构，提供一种降低切削阻力的曲面结构聚晶金刚石复合片，使得此类PDC在使用中延长钻头寿命，提高钻进工作效率以及钻井平台的操作平稳性。
本实用新型采用以下具体方案：一种低切削阻力曲面结构聚晶金刚石复合片，包括聚晶金刚石层和粘结在聚晶金刚石层下方的硬质合金基体；所述聚晶金刚石层为曲面结构；所述曲面结构为两斜面成一定夹角构成的屋脊形。
进一步，所述的两斜面间的夹角为80°~179°。
进一步，所述的两斜面之间以弧面或非弧面过渡。
进一步，所述的聚晶金刚石层设有倒角或不设倒角。
进一步，所述的聚晶金刚石层的厚度至少为1.0mm。
进一步，所述的聚晶金刚石层设有无低熔点金属层或不设无低熔点金属层。
进一步，所述的聚晶金刚石层与硬质合金基体之间的粘接面为平面、凸起或沟槽。
本实用新型的有益效果为：本实用新型利用此类曲面结构聚晶金刚石复合片，较之平面结构以及球头形、锥形头等异形结构的聚晶金刚石复合片，在实际用于钻头钻进过程中曲面结构上不存在受力集中区域且切削锋利，达到提高钻头钻进效率和钻井平台的操作平稳性，大幅度降低复合片的聚晶金刚石层崩刃或脱层现象，而从另一面也起到了延长钻头寿命的作用。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图；
图2为本实用新型的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如附图1、图2所示，本实用新型包括聚晶金刚石层100及与其相粘结的硬质合金基体105，聚晶金刚石层100是由两斜面101、101’成一定夹角构成的屋脊形状曲面结构，两斜面101、101’间以一定半径的弧面102过渡相连。此外，聚晶金刚石层100存在一定的倒角103和脱低熔点金属层104。
实施例1：
本实施例的PDC直径为13.44 mm，总高度为13.2 mm。此曲面结构聚晶金刚石层的制造工艺采用直接烧结成型方法。此曲面结构的两斜面间夹角为169.5°，两斜面间过渡弧面半径为2.87 mm，倒角为0.25 mm，最低聚晶金刚石层厚度为1.98 mm。硬质合金基体采用凸起表界面。上述曲面结构聚晶金刚石复合片的PCD层经混合酸将部分或全部低熔点金属脱去，厚度约为225 μm。此曲面结构聚晶金刚石复合片与同尺寸的平面结构聚晶金刚石复合片进行实验室对比试验。试验结果表明，此曲面结构聚晶金刚石复合片的切削阻力远远小于对照实例，且递增幅度较小。同时，与对照实例相比，此曲面结构聚晶金刚石复合片的耐磨性、抗冲击性分别提高约50 %和600 %。
实施例2：
本实施例的PDC直径为13.44 mm，总高度为13.2 mm。此曲面结构聚晶金刚石层的制造工艺采用电火花加工成型方法。此曲面结构的两斜面间夹角为153.2°，两斜面间过渡弧面半径为2.87 mm，倒角为0.25 mm，最低聚晶金刚石层厚度为1.56 mm。硬质合金基体采用凸起表界面。上述曲面结构聚晶金刚石复合片的PCD层经经混合酸将部分或全部低熔点金属脱去，厚度约为225 μm。此曲面结构聚晶金刚石复合片与同尺寸的球头结构聚晶金刚石复合片进行实验室对比试验。试验结果表明，此曲面结构聚晶金刚石复合片的切削阻力远远小于对照实例，且递增幅度较小。同时，与对照实例相比，此曲面结构聚晶金刚石复合片的耐磨性、抗冲击性分别提高约70 %和30 %。
实施例3：
本实施例的PDC直径为15.88 mm，总高度为13.2 mm。此曲面结构聚晶金刚石层的制造工艺采用直接烧结成型方法。此曲面结构的两斜面间夹角为174.7°，两斜面间过渡弧面半径为3.25 mm，倒角为0.35 mm，最低聚晶金刚石层厚度为2.12 mm。硬质合金基体采用凸起表界面。上述曲面结构聚晶金刚石复合片的PCD层经经混合酸将部分或全部低熔点金属脱去，厚度约为225 μm。此曲面结构聚晶金刚石复合片与同尺寸的平面结构聚晶金刚石复合片进行实验室对比试验。试验结果表明，此曲面结构聚晶金刚石复合片的切削阻力远远小于对照实例，且递增幅度较小。同时，与对照实例相比，此曲面结构聚晶金刚石复合片的耐磨性、抗冲击性分别提高约50 %和570 %。
实施例4：
本实施例的PDC直径为15.88 mm，总高度为13.2 mm。此曲面结构聚晶金刚石层的制造工艺采用电火花加工成型方法。此曲面结构的两斜面间夹角为160.2°，两斜面间过渡弧面半径为3.35 mm，倒角为0.35 mm，最低聚晶金刚石层厚度为1.79 mm。硬质合金基体采用凸起表界面。上述曲面结构聚晶金刚石复合片的PCD层经混合酸将部分或全部低熔点金属脱去，厚度约为225 μm。此曲面结构聚晶金刚石复合片与同尺寸的球头结构聚晶金刚石复合片进行实验室对比试验。试验结果表明，此曲面结构聚晶金刚石复合片的切削阻力远远小于对照实例，且递增幅度较小。同时，与对照实例相比，此曲面结构聚晶金刚石复合片的耐磨性、抗冲击性分别提高约60 %和50 %。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案前提下，还可做出若干修改或等同替代，这均视为本实用新型的保护范畴。
Claims (7)
1.一种低切削阻力曲面结构聚晶金刚石复合片，其特征在于：包括聚晶金刚石层和粘结在聚晶金刚石层下方的硬质合金基体；所述聚晶金刚石层为曲面结构；所述曲面结构为两斜面成一定夹角构成的屋脊形。
2.根据权利要求1所述的一种低切削阻力曲面结构聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述的两斜面间的夹角为80°~179°。
3.根据权利要求1所述的一种低切削阻力曲面结构聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述的两斜面之间以弧面或非弧面过渡。
4.根据权利要求1所述的一种低切削阻力曲面结构聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述的聚晶金刚石层设有倒角或不设倒角。
5.根据权利要求1所述的一种低切削阻力曲面结构聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述的聚晶金刚石层的厚度至少为1.0mm。
6.根据权利要求1所述的一种低切削阻力曲面结构聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述的聚晶金刚石层设有无低熔点金属层或不设无低熔点金属层。
7.根据权利要求1所述的一种低切削阻力曲面结构聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述的聚晶金刚石层与硬质合金基体之间的粘接面为平面、凸起或沟槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520471001.4U CN204729011U (zh) | 2015-07-03 | 2015-07-03 | 一种低切削阻力曲面结构聚晶金刚石复合片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520471001.4U CN204729011U (zh) | 2015-07-03 | 2015-07-03 | 一种低切削阻力曲面结构聚晶金刚石复合片 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204729011U true CN204729011U (zh) | 2015-10-28 |
Family
ID=54387370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520471001.4U Ceased CN204729011U (zh) | 2015-07-03 | 2015-07-03 | 一种低切削阻力曲面结构聚晶金刚石复合片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204729011U (zh) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105840104A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-08-10 | 河南四方达超硬材料股份有限公司 | 一种热稳定型高抗冲击聚晶金刚石复合片及制造方法 |
| CN106089089A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-11-09 | 中石化石油机械股份有限公司江钻分公司 | 金刚石复合片 |
| CN106089091A (zh) * | 2016-08-15 | 2016-11-09 | 中石化石油机械股份有限公司江钻分公司 | 一种切削刃长度递减的金刚石复合片 |
| CN106089090A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-11-09 | 中石化石油机械股份有限公司江钻分公司 | 一种金刚石复合片 |
| CN106837183A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-06-13 | 湖南泰鼎新材料有限责任公司 | 一种异形复合超硬材料体及其制备工艺和钻头 |
| CN107448149A (zh) * | 2016-05-30 | 2017-12-08 | 成都百施特金刚石钻头有限公司 | 脊形切削齿 |
| CN108368727A (zh) * | 2015-12-14 | 2018-08-03 | 史密斯国际有限公司 | 由材料组合形成的切割元件以及包括所述切割元件的钻头 |
| CN109530679A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-29 | 中石化江钻石油机械有限公司 | 热稳定型高抗冲击的聚晶金刚石复合片及其制备方法 |
| WO2019075917A1 (zh) * | 2017-10-16 | 2019-04-25 | 河南四方达超硬材料股份有限公司 | 一种用于油气钻探的多功能非平面聚晶金刚石复合片 |
| CN110206490A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-09-06 | 河南四方达超硬材料股份有限公司 | 一次合成高强度界面结合的屋脊形聚晶金刚石复合片 |
| CN110328372A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-10-15 | 金华中烨超硬材料有限公司 | 聚晶复合刀具及3c刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺 |
| CN111720062A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-09-29 | 福建省万龙新材料科技有限公司 | 一种高寿命的凸脊型聚晶金刚石复合片 |
| USD997219S1 (en) | 2021-10-14 | 2023-08-29 | Sf Diamond Co., Ltd. | Polycrystalline diamond compact with a double-layer structure |
| US11772977B2 (en) | 2019-07-10 | 2023-10-03 | Sf Diamond Co., Ltd. | Polycrystalline diamond compact table with polycrystalline diamond extensions therefrom |
| USD1006073S1 (en) | 2021-10-14 | 2023-11-28 | Sf Diamond Co., Ltd. | Polycrystalline diamond compact with a raised surface sloping to a peripheral extension |
| USD1006074S1 (en) | 2021-10-14 | 2023-11-28 | Sf Diamond Co., Ltd. | Polycrystalline diamond compact with a raised triangular structure |
| USD1026980S1 (en) | 2021-10-14 | 2024-05-14 | Sf Diamond Co., Ltd. | Polycrystalline diamond compact with a raised surface and groove therein |
| USD1026981S1 (en) | 2021-10-14 | 2024-05-14 | Sf Diamond Co., Ltd. | Polycrystalline diamond compact with a tripartite raised surface |
-
2015
- 2015-07-03 CN CN201520471001.4U patent/CN204729011U/zh not_active Ceased
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10781643B2 (en) | 2015-12-14 | 2020-09-22 | Smith International, Inc. | Cutting elements formed from combinations of materials and bits incorporating the same |
| CN108368727A (zh) * | 2015-12-14 | 2018-08-03 | 史密斯国际有限公司 | 由材料组合形成的切割元件以及包括所述切割元件的钻头 |
| CN105840104B (zh) * | 2016-03-25 | 2018-07-17 | 河南四方达超硬材料股份有限公司 | 一种热稳定型高抗冲击聚晶金刚石复合片及制造方法 |
| CN105840104A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-08-10 | 河南四方达超硬材料股份有限公司 | 一种热稳定型高抗冲击聚晶金刚石复合片及制造方法 |
| CN107448149A (zh) * | 2016-05-30 | 2017-12-08 | 成都百施特金刚石钻头有限公司 | 脊形切削齿 |
| CN106089089A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-11-09 | 中石化石油机械股份有限公司江钻分公司 | 金刚石复合片 |
| CN106089090A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-11-09 | 中石化石油机械股份有限公司江钻分公司 | 一种金刚石复合片 |
| CN106089091A (zh) * | 2016-08-15 | 2016-11-09 | 中石化石油机械股份有限公司江钻分公司 | 一种切削刃长度递减的金刚石复合片 |
| CN106837183A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-06-13 | 湖南泰鼎新材料有限责任公司 | 一种异形复合超硬材料体及其制备工艺和钻头 |
| WO2019075917A1 (zh) * | 2017-10-16 | 2019-04-25 | 河南四方达超硬材料股份有限公司 | 一种用于油气钻探的多功能非平面聚晶金刚石复合片 |
| CN109530679A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-29 | 中石化江钻石油机械有限公司 | 热稳定型高抗冲击的聚晶金刚石复合片及其制备方法 |
| CN110206490A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-09-06 | 河南四方达超硬材料股份有限公司 | 一次合成高强度界面结合的屋脊形聚晶金刚石复合片 |
| US11772977B2 (en) | 2019-07-10 | 2023-10-03 | Sf Diamond Co., Ltd. | Polycrystalline diamond compact table with polycrystalline diamond extensions therefrom |
| US12103853B2 (en) | 2019-07-10 | 2024-10-01 | Sf Diamond Co., Ltd. | Polycrystalline diamond compact table with polycrystalline diamond extensions therefrom |
| CN110328372A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-10-15 | 金华中烨超硬材料有限公司 | 聚晶复合刀具及3c刀具用聚晶金刚石复合片制备工艺 |
| CN111720062A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-09-29 | 福建省万龙新材料科技有限公司 | 一种高寿命的凸脊型聚晶金刚石复合片 |
| USD997219S1 (en) | 2021-10-14 | 2023-08-29 | Sf Diamond Co., Ltd. | Polycrystalline diamond compact with a double-layer structure |
| USD1006073S1 (en) | 2021-10-14 | 2023-11-28 | Sf Diamond Co., Ltd. | Polycrystalline diamond compact with a raised surface sloping to a peripheral extension |
| USD1006074S1 (en) | 2021-10-14 | 2023-11-28 | Sf Diamond Co., Ltd. | Polycrystalline diamond compact with a raised triangular structure |
| USD1026980S1 (en) | 2021-10-14 | 2024-05-14 | Sf Diamond Co., Ltd. | Polycrystalline diamond compact with a raised surface and groove therein |
| USD1026981S1 (en) | 2021-10-14 | 2024-05-14 | Sf Diamond Co., Ltd. | Polycrystalline diamond compact with a tripartite raised surface |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204729011U (zh) | 一种低切削阻力曲面结构聚晶金刚石复合片 | |
| CN205259954U (zh) | 一种多刃异形结构聚晶金刚石复合片 | |
| WO2019075917A1 (zh) | 一种用于油气钻探的多功能非平面聚晶金刚石复合片 | |
| CN201024900Y (zh) | 齿面金刚石复合片 | |
| WO2019095511A1 (zh) | 一种复杂硬质岩层钻探用高抗冲击型非平面聚晶金刚石复合片 | |
| US20080166196A1 (en) | Drill Bit with High Performance for Chip Removal | |
| CN207110976U (zh) | 一种用于复杂硬地层的聚晶金刚石复合片 | |
| CN204295019U (zh) | 一种复合材料孔加工钻头 | |
| CN101852065B (zh) | 金刚石复合片基体 | |
| CN107448149A (zh) | 脊形切削齿 | |
| CN210685868U (zh) | 多面结构金刚石硬质合金复合片 | |
| CN102554323A (zh) | 一种直槽钻 | |
| CN104727752A (zh) | 一种聚晶金刚石复合齿及其制造方法和一种钻头 | |
| CN105863517A (zh) | 基于聚晶金刚石和孕镶金刚石的复合片 | |
| CN210798849U (zh) | 多切削刃金刚石复合片 | |
| CN204263371U (zh) | 一种高速干打多层钎焊金刚石孔钻 | |
| CN203961977U (zh) | 一种金刚石复合截齿 | |
| CN204729010U (zh) | 一种锥形金刚石复合片 | |
| CN203756042U (zh) | 台阶式规径钻头 | |
| CN203420638U (zh) | 一种曲面型金刚石复合片钻齿 | |
| CN202701423U (zh) | 一种菱形超硬焊接刀具 | |
| CN110206490A (zh) | 一次合成高强度界面结合的屋脊形聚晶金刚石复合片 | |
| CN205314922U (zh) | 一种刀翼式复合钻头 | |
| CN202451062U (zh) | 正弦曲线型金刚石硬质合金复合片 | |
| CN213980659U (zh) | 一种保径金刚石复合片及钻头 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| IW01 | Full invalidation of patent right | ||
| IW01 | Full invalidation of patent right |
Decision date of declaring invalidation: 20240116 Decision number of declaring invalidation: 565659 Granted publication date: 20151028 |