CN208203143U - 一种金刚石复合片 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种金刚石复合片，为柱体状，包括硬质合金基体、接合在所述硬质合金基体界面上的金刚石层；所述金刚石层的端面为围绕中心、沿周向连续波动的曲面。所述金刚石复合片应用于钻探中作为钻齿，在工作过程中驱动金刚石复合片以钻头中心轴转动，在旋转中通过其曲面形端面以犁削的方式进行钻探，相比于现有技术可提高钻探效率。

Description

一种金刚石复合片

技术领域

本实用新型涉及超硬材料生产技术领域，更具体地说，涉及一种金刚石复合片。

背景技术

聚晶金刚石复合片是由硬质合金和聚晶金刚石层组成的超硬复合材料，硬质合金的抗冲击韧性好、热导率高、膨胀系数小；金刚石晶体呈无序排列、各向同性，克服了天然金刚石有解离面，各向异性的缺点，金刚石层能够始终保持稳定的自锐性。由于该材料兼具硬质合金和金刚石的优点，因而替代硬质合金广泛应用于矿山开采、地质、石油钻探及刀具切削。

现有技术中，聚晶金刚石复合片应用于钻探中，其工作方式为切削，钻探效率低。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种金刚石复合片，应用于钻探中变工作方式为犁割，可提高钻探效率。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的一种金刚石复合片，为柱体状，包括硬质合金基体、接合在所述硬质合金基体界面上的金刚石层；所述金刚石层的端面为围绕中心、沿周向连续波动的曲面。

可选的，所述金刚石层的所述端面为沿周向按照预设周期规律波动的曲面。

可选的，在所述端面的一个周期内，前半周期曲面和后半周期曲面的长度为相等或者不相等，或/和，前半周期曲面和后半周期曲面的振幅为相等或者不相等。

可选的，所述金刚石层的所述端面为沿周向以正弦波波动的曲面。

可选的，从所述金刚石层端面中心沿径向向外，所述端面的波谷面深度逐渐增大。

可选的，所述硬质合金基体与所述金刚石层接合的界面为围绕中心、沿周向连续波动的曲面。

可选的，所述硬质合金基体的所述界面与所述金刚石层的所述端面保持平行。

可选的，在所述金刚石层的端面中心设置有凸起。

可选的，所述凸起为球形或者圆台形。

可选的，所述端面的波峰面与所述凸起底面处于同一水平面。

由上述技术方案可知，本实用新型所提供的金刚石复合片，包括硬质合金基体以及接合在硬质合金基体界面上的金刚石层，其中金刚石层的端面为围绕中心、沿周向连续波动的曲面。所述金刚石复合片应用于钻探中作为钻齿，在工作过程中驱动金刚石复合片以钻头中心轴转动，在旋转中通过其曲面形端面以犁削的方式进行钻探，相比于现有技术可提高钻探效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种金刚石复合片的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供一种金刚石复合片，为柱体状，包括硬质合金基体、接合在所述硬质合金基体界面上的金刚石层；所述金刚石层的端面为围绕中心、沿周向连续波动的曲面。

本实施例金刚石复合片，应用于钻探中作为钻齿，在工作过程中驱动金刚石复合片以钻头中心轴转动，在旋转中通过其曲面形端面以犁削的方式进行钻探，相比于现有技术可提高钻探效率。

请参考图1，图1为本实施例提供的一种金刚石复合片的结构示意图。由图可知，金刚石复合片包括硬质合金基体10和金刚石层11。

其中，硬质合金基体10采用硬质合金材料制作形成，可以是任意种类的硬质合金材料，均在本实用新型保护范围内。

金刚石层11接合在硬质合金基体10界面上，金刚石层11的端面为围绕中心、沿周向连续波动的曲面，可参考图1所示。金刚石层11的端面采用这种连续波动曲面结构，应用于钻探中驱动金刚石复合片以其中心轴转动，在旋转中通过其曲面形端面与物体接触，其工作方式为犁削，相比于现有金刚石复合片用于钻探中为切削的工作方式，提高了钻探效率；并且，钻探时产生的排渣可以由金刚石复合片端面上的凹面排出。

在一种具体实施方式中，金刚石层11的端面为沿周向按照预设周期规律波动的曲面，该曲面形端面以一定的周期规律地波动变化。

其中，在所述端面的一个周期内，前半周期曲面和后半周期曲面的长度为相等或者不相等，或/和，前半周期曲面和后半周期曲面的振幅为相等或者不相等，多种设置方式均在本实用新型保护范围内。其中，前半周期曲面/后半周期曲面的长度是指前半周期曲面或者后半周期曲面在水平面内投影的长度，前半周期曲面/后半周期曲面的振幅是指前半周期曲面或者后半周期曲面的波峰与波谷之间距离的一半。

在一种优选实施例中，所述金刚石层11的端面为沿周向以正弦波波动的曲面，即在金刚石层11的端面以中心为圆心的任意圆周上，曲面为正弦波形式。这种情况下，不仅便于对金刚石复合片端面的结构设计，并且有助于提高钻探效率。可选的，沿周向正弦波曲面包括3-18个周期。

进一步的，从金刚石层11端面的中心沿径向，所述端面各圆周上对应的波峰连接成一直线，所述端面各圆周上对应的波谷连接成一直线，即以金刚石层端面的中心，各波峰、各波谷呈现辐射状。这种结构设计便于在钻探过程中产生的排渣排出。

优选的，从所述金刚石层端面11中心沿径向向外，所述端面的波谷面深度逐渐增大，在到达金刚石复合片端面边缘时波谷面深度最大。这样更有助于工作过程中产生的排渣顺延凹面向外排出，达到良好的排渣效果。

进一步优选的，所述硬质合金基体10与所述金刚石层11接合的界面为围绕中心、沿周向连续波动的曲面。硬质合金基体10与金刚石层11以连续曲面接合，一方面，增大了合金基体与金刚石层之间的接触面积，减小了单位面积上的残余应力，使在硬质合金基体与金刚石层烧结过程中，能够减少金刚石各部分性能之间的差异，保证金刚石层烧结的均匀性，提高金刚石复合片的稳定性；另外，能有效减小金刚石复合片合成过程中的横向压力梯度，分散界面内部应力，能提高金刚石复合片的抗冲击韧性，进而提高金刚石复合片的质量。本金刚石复合片应用于聚晶金刚石复合片，能够提高聚晶金刚石复合片的质量。

优选的，所述硬质合金基体10的所述界面与所述金刚石层11的端面保持平行，有助于提高金刚石层与硬质合金基体接合的稳定性。

进一步优选的，在所述金刚石层11的端面中心设置有凸起，所述凸起的中心线经过所述金刚石层的端面中心，中心凸起能够有效降低界面中心的应力集中。

在具体实施时，所述凸起可以是球形或者圆台形。端面的波峰面与所述凸起底面处于同一水平面。

可选的，在具体实施时，所述金刚石复合片的形状可以是柱状，比如为圆柱体。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种金刚石复合片，为柱体状，包括硬质合金基体、接合在所述硬质合金基体界面上的金刚石层；其特征在于，所述金刚石层的端面为围绕中心、沿周向连续波动的曲面。

2.根据权利要求1所述的金刚石复合片，其特征在于，所述金刚石层的所述端面为沿周向按照预设周期规律波动的曲面。

3.根据权利要求2所述的金刚石复合片，其特征在于，在所述端面的一个周期内，前半周期曲面和后半周期曲面的长度为相等或者不相等，或/和，前半周期曲面和后半周期曲面的振幅为相等或者不相等。

4.根据权利要求1所述的金刚石复合片，其特征在于，所述金刚石层的所述端面为沿周向以正弦波波动的曲面。

5.根据权利要求1所述的金刚石复合片，其特征在于，从所述金刚石层端面中心沿径向向外，所述端面的波谷面深度逐渐增大。

6.根据权利要求1-5任一项所述的金刚石复合片，其特征在于，所述硬质合金基体与所述金刚石层接合的界面为围绕中心、沿周向连续波动的曲面。

7.根据权利要求6所述的金刚石复合片，其特征在于，所述硬质合金基体的所述界面与所述金刚石层的所述端面保持平行。

8.根据权利要求1所述的金刚石复合片，其特征在于，在所述金刚石层的端面中心设置有凸起。

9.根据权利要求8所述的金刚石复合片，其特征在于，所述凸起为球形或者圆台形。

10.根据权利要求8或者9所述的金刚石复合片，其特征在于，所述端面的波峰面与所述凸起底面处于同一水平面。