CN212614526U - 多斜面金刚石复合片和钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多斜面金刚石复合片和钻头，复合片包括金刚石层和合金基体，金刚石层上设置有两个或两个以上表面结构，两个或两个以上的表面结构对称设置，两个表面结构的交汇处设置有屋脊形状曲面结构，屋脊形状曲面结构包括曲面和两个切削刃，两个切削刃分别位于曲面的两端上；表面结构包括第一斜面和第二斜面，第一斜面和第二斜面沿金刚石层的径向由金刚石层的中心至金刚石层的外周依次连接，两个表面结构的第一斜面相互背离；第一斜面与金刚石层的基准平面之间的夹角大于第二斜面与金刚石层的基准平面之间的夹角，通过以上结构，实现两个第一斜面之间夹角调整范围更宽，提高金刚石复合片的进尺速度和抗冲击性能。

Description

多斜面金刚石复合片和钻头

技术领域

本实用新型涉及超硬复合材料领域，具体是涉及一种多斜面金刚石复合片和钻头。

背景技术

目前市场上金刚石复合片存在以下结构：金刚石复合片中的金刚石层包括两个斜面结构，两个斜面结构之间形成有切削角，由于该种斜面结构上只包括一个斜面，使得两个斜面结构的切削角度的大小是受限于其中金刚石层的厚度；而金刚石层的厚度较小，一定程度上也增加金刚石加工的复杂程度；在金刚石层厚度有限的情况下，该种两斜面结构的结合结构，使得切削角只能固定于某一度数范围，无法根据地质的软硬程度调整形成度数范围更广的切削角。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是提供一种切削角度数范围更广、抗冲击性和切削效果更好的多斜面金刚石复合片。

本实用新型的第二目的是提供一种具有上述金刚石复合片的钻头

为了实现上述的第一目的，本实用新型提供的多斜面金刚石复合片包括金刚石层和合金基体，金刚石层设置在合金基体上，金刚石层上设置有至少两个表面结构，表面结构沿金刚石层的中心轴线对称旋转设置，表面结构的交汇处设置有屋脊形状曲面结构，屋脊形状曲面结构包括至少一个曲面和至少两个切削刃，切削刃分别位于曲面的两端上，切削刃位于金刚石层的周向上，切削刃位于金刚石层的外边缘；表面结构包括第一斜面和第二斜面，第一斜面和第二斜面沿金刚石层的径向由金刚石层的中心至金刚石层的外周依次连接，表面结构的第一斜面相互背离；第一斜面与金刚石层的基准平面之间的夹角大于第二斜面与金刚石层的基准平面之间的夹角。

由上述方案可见，一个表面结构包括第一斜面和第二斜面，并且两个斜面与基准平面之间的夹角不同，在第二斜面存在的情况下，能够在有限的金刚石层厚度下，更好地调整第一斜面与基准平面之间的夹角的范围，从而实现两个第一斜面之间的夹角的范围更大，可根据地质的软硬程度，加工调整两个第一斜面之间的夹角的范围，两个第一斜面的夹角更小时，该金刚石复合片适用于更软的地质，并且提高切削刃的锋利度，提高钻头的进尺效率，两个第一斜面的夹角更大时，提高金刚石复合片的抗冲击性。

进一步的方案是，第一斜面为斜平面，第一斜面与基准平面的夹角为3°～55°。

进一步的方案是，第二斜面为斜平面，第二斜面与基准平面的夹角为1°～35°。

可见，第一斜面的倾斜角度大于第二斜面的倾斜角度，逐步突出切削刃的同时，减少金刚石层的切割量，保证金刚石复合片的抗冲击性。

进一步的方案是，第一斜面和第二斜面中至少一个为斜弧面，斜弧面的弧长为2.5mm～7.5mm，弧面半径为2.5mm～20mm。

可见，第一斜面和第二斜面可为不同形状，提高钻头的切削能力，并且弧形切削面可提高钻头的切削效率。

进一步的方案是，表面结构还包括第三斜面，第一斜面、第二斜面和第三斜面沿金刚石层的径向由金刚石层的中心至金刚石层的外周依次连接，第二斜面与所基准平面的夹角大于第三斜面与基准平面的夹角。

可见，表面结构增加第三斜面，使第一斜面与基准平面的夹角的调节更加灵活，两个第一斜面之间的夹角之间的范围更广。

进一步的方案是，第三斜面为斜平面，第三斜面与基准平面之间的夹角为1°～25°。

进一步的方案是，第一斜面、第二斜面和第三斜面中至少一个为斜弧面，斜弧面的弧长为2.5mm～7.5mm，弧面半径为2.5mm～20mm。

进一步的方案是，表面结构的个数为两个，两个表面结构沿金刚石层的径向中心线对称设置，屋脊形状曲面结构包括一个曲面和两个切削刃，两个切削刃位于曲面的两端。

进一步的方案是，表面结构的个数为三个，屋脊形状曲面结构包括三个曲面和三个切削刃，一个曲面上设置有一个切削刃。

为实现上述的第二目的，本实用新型提供的钻头包括如上述的多斜面金刚石复合片。

附图说明

图1是本实用新型多斜面金刚石复合片实施例一的立体图。

图2是本实用新型多斜面金刚石复合片实施例一的侧视图。

图3是本实用新型多斜面金刚石复合片实施例二的立体图。

图4是本实用新型多斜面金刚石复合片实施例二的侧视图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，本实用新型的多斜面金刚石复合片包括金刚石层1和合金基体2，金刚石层1设置在合金基体2上，合金基体2和金刚石层1分别呈圆柱形。

在本实施例中，金刚石层1上设置有两个表面结构3，两个表面结构3沿金刚石层1的径向中心线对称设置，两个表面结构3沿金刚石层1的轴向中心线180度旋转对称设置。两个表面结构3相互背离，两个表面结构3之间交汇形成夹角C，该夹角C相对表面结构3凸起设置有屋脊形状曲面结构4，在本实施例汇总，屋脊形状曲面结构4包括远离合金基体2的一个曲面41和两个切削刃42，屋脊形状曲面结构4在竖直方向的投影为直线，两个切削刃42分别位于该直线沿金刚石层1径向的两端上，两个切削刃42分别位于金刚石层1的外边缘的同时，两个切削刃42位于金刚石层1的周向上。

两个表面结构3沿金刚石层1的周向设置有倒角30，两个切削刃42上分别设置有倒角421，倒角30和倒角421在竖直方向的投影连接形成光滑曲线。切削刃42上设置有倒角421，使得切削刃42更加突出其抗冲击性能，在保证金刚石层1的结构稳定的同时，进一步提高钻进整体的切削能力。

参见图1和图2，本实施例中的金刚石复合片中的表面结构3包括第一斜面31和第二斜面32。第一斜面31和第二斜面32沿金刚石层1的径向由金刚石层1的中心至金刚石层1的外周依次连接。两个表面结构3的第一斜面31相互背离，夹角C位于两个表面的第一斜面之间。第一斜面31与金刚石层1的基准平面L之间的夹角C大于第二斜面32与金刚石层1的基准平面L之间的夹角C。金刚石层1与合金基体2压制形成复合片后，由于金刚石层1与合金基体2的材质不同，金刚石层1与合金基体2之间形成分界线X，基准平面L与该分界线X平行，基准平面L也与合金基体2的底面21平行。

在本实施例中，第一斜面31为斜平面，第一斜面31与基准平面的夹角为3°～55°。第二斜面32为斜平面，第二斜面32与基准平面的夹角为1°～35°。作为另一实施方式，第一斜面31和第二斜面32中至少一个下凹曲面，下凹曲面可为光滑的斜弧面或不规则的曲面。当下凹去面为斜弧面时，斜弧面的弧长为2.5mm～7.5mm，弧面半径为2.5mm～20mm，弧形切削面在工作时，可提高切削量，提高钻头的切削效率，提高钻头的切削能力。在本实施例中，第一斜面31为斜平面，第一斜面31和基准平面L之间夹角为16°，第二斜面32为斜弧面，第二斜面32与基准平面L的夹角为4.5°，第二斜面的弧长为2.5mm，弧面半径为5mm。

在本实施例中，第一斜面31的面积可大于第二斜面32的面积，此时两个第一斜面31之间的夹角C较大，当两个第一斜面31之间的夹角C逐渐缩小，第一斜面31的面积可逐渐缩小，第二斜面32的面积逐渐增大，从而便于实现两个第一斜面31之间的夹角C可变。

参见图3和图4，实施例二的金刚石复合片中的表面结构3还包括第三斜面33，第一斜面31、第二斜面32和第三斜面33沿金刚石层1的径向由金刚石层1的中心至金刚石层1的外周依次连接，第二斜面32与基准平面L的夹角C大于第三斜面33与基准平面L的夹角C。在本实施例中，第三斜面33为斜平面，第三斜面33与基准平面L之间的夹角C为1°～15°。作为另一实施方式，第一斜面31、第二斜面32和第三斜面33中至少一个下凹曲面，下凹曲面可为光滑的斜弧面或不规则的曲面。当下凹去面为斜弧面时，第一斜面31、第二斜面32和第三斜面33中至少一个斜弧面，斜弧面的弧长为2.5mm～7.5mm，弧面半径为2.5mm～20mm。在本实施例中，第一斜面31的面积可大于第二斜面32的面积，第二斜面32的面积大于第三斜面33的面积，随着两个第一斜面31之间夹角C的变化，调整第一斜面31、第二斜面32和第三斜面33的面积。表面结构3增加第三斜面33，使第一斜面31与基准平面L的夹角C的调节更加灵活，两个第一斜面31之间的夹角C之间的范围更广。在本实施例中，第一斜面31为斜平面，第一斜面31和基准平面L之间夹角为14.5°；第二斜面32为斜平面，第二斜面32与基准平面L的夹角为17°；第三斜面33为斜弧面，第三斜面33与基准平面L的夹角为13.5°，第三斜面的弧长为2.5mm，弧面半径为5.3mm。

一个表面结构3包括第一斜面31和第二斜面32，并且两个斜面与基准平面L之间的夹角C不同，在第二斜面32存在的情况下，能够在有限的金刚石层1厚度下，更好地调整第一斜面31与基准平面L之间的夹角C的范围，从而实现两个第一斜面31之间的夹角C的范围更宽，可根据地质的软硬程度，加工调整两个第一斜面31之间的夹角C的范围，两个第一斜面31的夹角C更小时，该金刚石复合片适用于更软的地质，并且提高切削刃的锋利度，提高钻头的进尺效率，两个第一斜面31的夹角C更大时，提高金刚石复合片的抗冲击性，适用开采较硬质的地层。

作为另一实施方式，表面结构的个数为三个，三个表面结构沿金刚石层的轴向中心线对称设置，三个表面结构交汇处的屋脊形状曲面结构包括三个曲面和三个切削刃，当复合片水平放置时，曲面在竖直方向的投影为直线，三根直线中每两根相邻的直线之间的夹角相同，一个切削刃对应设置在一根直线的自由端上。

本实用新型的钻头包括如上述的多斜面金刚石复合片，钻头可安装在钻探设备上，钻头通过多斜面金刚石复合片对岩石等硬材质进行切割。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.多斜面金刚石复合片，包括金刚石层和合金基体，所述金刚石层设置在所述合金基体上，其特征在于：

所述金刚石层上设置有至少两个表面结构，所述表面结构沿所述金刚石层的中心轴线旋转对称设置，所述表面结构的交汇处设置有屋脊形状曲面结构，所述屋脊形状曲面结构包括至少一个曲面和至少两个切削刃，所述切削刃分别位于所述曲面上，所述切削刃位于所述金刚石层的周向上，所述切削刃位于所述金刚石层的外边缘；

所述表面结构包括第一斜面和第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面沿所述金刚石层的径向由所述金刚石层的中心至所述金刚石层的外周依次连接，所述表面结构的所述第一斜面相互背离；

所述第一斜面与所述金刚石层的基准平面之间的夹角大于所述第二斜面与所述金刚石层的所述基准平面之间的夹角。

2.根据权利要求1所述的多斜面金刚石复合片，其特征在于：

所述第一斜面为斜平面，所述第一斜面与所述基准平面的夹角为3°～55°。

3.根据权利要求2所述的多斜面金刚石复合片，其特征在于：

所述第二斜面为斜平面，所述第二斜面与所述基准平面的夹角为1°～35°。

4.根据权利要求1所述的多斜面金刚石复合片，其特征在于：

所述第一斜面和所述第二斜面中至少一个为斜弧面，所述斜弧面的弧长为2.5mm～7.5mm，弧面半径为2.5mm～20mm。

5.根据权利要求1至4任一项所述的多斜面金刚石复合片，其特征在于：

所述表面结构还包括第三斜面，所述第一斜面、所述第二斜面和所述第三斜面沿所述金刚石层的径向由所述金刚石层的中心至所述金刚石层的外周依次连接，所述第二斜面与所述基准平面的夹角大于所述第三斜面与所述基准平面的夹角。

6.根据权利要求5所述的多斜面金刚石复合片，其特征在于：

所述第三斜面为斜平面，所述第三斜面与所述基准平面之间的夹角为1°～25°。

7.根据权利要求5所述的多斜面金刚石复合片，其特征在于：

所述第一斜面、所述第二斜面和所述第三斜面中至少一个为斜弧面，所述斜弧面的弧长为2.5mm～7.5mm，弧面半径为2.5mm～20mm。

8.根据权利要求1所述的多斜面金刚石复合片，其特征在于：

所述表面结构的个数为两个，两个所述表面结构沿所述金刚石层的径向中心线对称设置，所述屋脊形状曲面结构包括一个曲面和两个切削刃，两个所述切削刃位于所述曲面的两端。

9.根据权利要求1所述的多斜面金刚石复合片，其特征在于：

所述表面结构的个数为三个，所述屋脊形状曲面结构包括三个曲面和三个切削刃，一个所述曲面上设置有一个所述切削刃。

10.钻头，其特征在于：包括如权利要求1至9任一项所述的多斜面金刚石复合片。

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