CN213510458U - 一种聚晶金刚石复合片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种聚晶金刚石复合片，在硬质合金层的上表面沿直径方向设置凸起的屋脊伸入聚晶金刚石层，以复合层形成两个相对独立的合成体系，其单一合成体积减小能优化内部应力；能够在合成条件下使复合片复合层外侧压力与中心所受压力更加均匀，从而提高复合片的合成性能，减小高拉伸残余应力和高潜在冲击波破坏；能够在传统复合片复合层体积相同的情况下做到更高复合层厚度，提高复合片使用过程中的作用面积；要求同等复合层高度的情况下能减少金刚石微粉的使用量，优化成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及超硬材料领域，具体涉及一种聚晶金刚石复合片。
背景技术
聚晶金刚石复合片是由金刚石粉末添加粘结剂与硬质合金基体在超高温高压条件下烧结而成，兼顾了金刚石的高硬度高耐磨性与硬质合金的高抗冲击性。优异的综合性能使其广泛应用于石油、煤炭、地质钻探等领域。
聚晶金刚石复合片作为主要切削元件，其性能由耐磨性、抗冲击性、耐热性等性能指标进行表征。经理论与实践验证表明，通过合理改变合金与金刚石界面形状有效降低应力集中，提高其抗冲击性。但那些设计在金刚石表面和临界面附近仍然存在复合片外侧压力与中心所受压力不均匀而导致的高拉伸残余应力和高潜在冲击波破坏。
实用新型内容
随着聚晶金刚石复合片行业的发展，为应对在实际使用过程中出现的高拉伸残余应力、高潜在冲击波破坏等问题，通过应用修改生产环节中各个方面来提高聚晶金刚石复合片的整体性能，使其能更好的应对产生的问题。现提供一种新理念聚晶金刚石复合片，利用其技术特点能有效的优化聚晶金刚石复合片复合层的内部应力，合成时候的压力分布的均匀性提高复合片整体抗冲击性且本复合片还兼具着聚晶金刚石复合片行业未来向高厚度复合层发展趋势的特性。
本实用新型的目的是以下述方式实现的：
一种聚晶金刚石复合片，包括硬质合金层及与固定连接在硬质合金层上表面的聚晶金刚石层，所述硬质合金层的上表面沿直径方向设置凸起的屋脊伸入聚晶金刚石层。
所述屋脊中正脊的长度≤硬质合金层直径。
所述脊侧面和脊顶面的整体形状为平面或曲面或弧面构成。
所述聚晶金刚石层为平齿层，所述屋脊中正脊的长度等于硬质合金层直径，脊侧面和脊顶面的整体形状为平面构成，脊顶面的宽度H6范围为：2mm-6mm，垂直于正脊沿直径的剖面形状为梯形的底边向两侧伸出平台，该平台最宽H5的范围为：0.4mm-1mm，复合层顶角到合金面A距离H3范围为:1.9mm-4.5mm。
所述整体形状为平面或曲面或弧面的脊侧面和脊顶面的表面形状为凹凸不平的摩擦面。
所述整体形状为平面或曲面或弧面的脊侧面和脊顶面的表面形状为齿状面，齿状面的齿顶连线与正脊平行。
所述凸起的屋脊伸入聚晶金刚石层，指伸入聚晶金刚石层的硬质合金层的屋脊完全被聚晶金刚石层覆盖。
所述凸起的屋脊伸入聚晶金刚石层，指伸入聚晶金刚石层的硬质合金层屋脊两端露出聚晶金刚石层。
所述硬质合金层顶点到聚晶金刚石层顶点间距H4的范围为：0.15mm-0.35mm，所述聚晶金刚石层最大厚度H2范围为：2mm-5mm。
相对于现有技术，本实用新型在硬质合金层的上表面沿直径方向设置凸起的屋脊伸入聚晶金刚石层，以复合层形成两个相对独立的合成体系，其单一合成体积减小能优化内部应力；能够在合成条件下使复合片复合层外侧压力与中心所受压力更加均匀，从而提高复合片的合成性能，减小高拉伸残余应力和高潜在冲击波破坏；能够在传统复合片复合层体积相同的情况下做到更高复合层厚度，提高复合片使用过程中的作用面积；要求同等复合层高度的情况下能减少金刚石微粉的使用量，优化成本。
附图说明
图1 是本实用新型聚晶金刚石复合片结构示意图。
图2是硬质合金层结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图1-2，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。
一种聚晶金刚石复合片，包括硬质合金层20及固定连接在硬质合金层20上表面的的聚晶金刚石层10，所述硬质合金层的上表面20沿直径方向设置凸起的屋脊30伸入聚晶金刚石层10。
硬质合金层20的上表面沿直径方向设置凸起的屋脊30伸入聚晶金刚石层10，聚晶金刚石复合片被分割的具有对称性，对称轴是凸起的屋脊30；使复合层形成两个相对独立的合成体系，其单一合成体积减小能优化内部应力，也就是硬质合金层20和聚晶金刚石层10各个体积小于合成的复合片，因此体积小对应的应力分布更好，拉压应力更小；对称性能够在合成条件下使复合片复合层外侧压力与中心所受压力更加均匀，从提高复合片的合成性能，减小高拉伸残余应力和高潜在冲击波破坏；能够在传统复合片复合层体积相同的情况下做到更高复合层厚度，提高复合片使用过程中的作用面积；要求同等复合层高度的情况下能减少金刚石微粉的使用量，优化成本。聚晶金刚石复合片在实际使用过程中其作用点与切削面呈一定的夹角，合金的分割样式能更好的发挥合金抵抗冲击波的作用，提高复合片抗冲击性。聚晶金刚石层10和硬质合金层20的合成需要一定的合成粘结剂钴元素，分割合金样式，能优化钴元素从硬质合金层的上表面上升到聚晶金刚石层10，减少从聚晶金刚石层10底部钴元素的缺失增强其合金稳定性提高复合片抗冲击性。
所述屋脊30中正脊的长度≤硬质合金层20的直径。也就是硬质合金层20与聚晶金刚石层10结合后，聚晶金刚石层10既可以完全包裹住凸起的屋脊30，也可以是屋脊30的两端未被包裹。当屋脊30中正脊的长度等于硬质合金层20的直径时，屋脊30的两端未被聚晶金刚石层包裹；当屋脊中正脊的长度小于硬质合金层20的直径时，屋脊30的两端完全被聚晶金刚石层包裹。
所述脊侧面22和脊顶面21的整体形状为平面或曲面或弧面构成。
所述聚晶金刚石层10为平齿层，所述屋脊30中正脊的长度等于硬质合金层20直径，脊侧面22和脊顶面21的整体形状为平面构成，脊顶面的宽度H6范围为：2mm-6mm，垂直于正脊沿直径的剖面形状为梯形的底边向两侧伸出平台，该平台最宽H5的范围为：0.4mm-1mm，复合层顶角到合金面A距离H3范围为:1.9mm-4.5mm。
所述整体形状为平面或曲面或弧面的脊侧面22和脊顶面21的表面形状为凹凸不平的摩擦面。增强硬质合金层20与聚晶金刚石层10的结合强度。
所述整体形状为平面或曲面或弧面的脊侧面和脊顶面的表面形状为齿状面，齿状面的齿顶连线与正脊平行。
所述凸起的屋脊30伸入聚晶金刚石层10，指伸入聚晶金刚石层的硬质合金层的屋脊30完全被聚晶金刚石层10覆盖。
所述凸起的屋脊30伸入聚晶金刚石层，指伸入聚晶金刚石层的硬质合金层屋脊30两端露出聚晶金刚石层10。
所述硬质合金层顶点到复合层顶点间距H4的范围为：0.15mm-0.35mm，所述聚晶金刚石侧10最大厚度H2范围为：2mm-5mm。
其他参照现有技术。
本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“顶面”、“侧面”、“表面”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所示的装置或元件必须具有的特定方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种聚晶金刚石复合片，包括硬质合金层及与固定连接在硬质合金层上表面的聚晶金刚石层，其特征在于：所述硬质合金层的上表面沿直径方向设置凸起的屋脊伸入聚晶金刚石层。
2.根据权利要求1所述的聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述屋脊中正脊的长度≤硬质合金层直径。
3.根据权利要求2所述的聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述脊侧面和脊顶面的整体形状为平面或曲面或弧面构成。
4.根据权利要求3所述的聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述聚晶金刚石层为平齿层，所述屋脊中正脊的长度等于硬质合金层直径，脊侧面和脊顶面的整体形状为平面构成，脊顶面的宽度H6范围为：2mm-6mm，垂直于正脊沿直径的剖面形状为梯形的底边向两侧伸出平台，该平台最宽H5的范围为：0.4mm-1mm，复合层顶角到合金面A距离H3范围为:1.9mm-4.5mm。
5.根据权利要求3-4之一所述的聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述整体形状为平面或曲面或弧面的脊侧面和脊顶面的表面形状为凹凸不平的摩擦面。
6.根据权利要求5所述的聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述整体形状为平面或曲面或弧面的脊侧面和脊顶面的表面形状为齿状面，齿状面的齿顶连线与正脊平行。
7.根据权利要求1-4之一所述的聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述凸起的屋脊伸入聚晶金刚石层，指伸入聚晶金刚石层的硬质合金层的屋脊完全被聚晶金刚石层覆盖。
8.根据权利要求1-4之一所述的聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述凸起的屋脊伸入聚晶金刚石层，指伸入聚晶金刚石层的硬质合金层屋脊两端露出聚晶金刚石层。
9.根据权利要求1-4之一所述的聚晶金刚石复合片，其特征在于：所述硬质合金层顶点到聚晶金刚石层顶点间距H4的范围为：0.15mm-0.35mm，所述聚晶金刚石层最大厚度H2范围为：2mm-5mm。
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