CN213928245U - 金刚石复合片基体、金刚石复合片和钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种金刚石复合片基体、金刚石复合片和钻头，金刚石复合片基体呈圆柱形，基体上设置有凸弧面，凸弧面位于基体的轴向上，凸弧面沿基体的周向设置；凸弧面的中部凸起设置有第一结合齿，第一结合齿位于基体的径向上，第一结合齿沿基体的轴向弧形延伸；第一结合齿上设置有顶面，顶面位于基体的顶部，采用以上结构，能够有效增加基体与金刚石微粉的接触面积，增大基体与金刚石层的结合力；第一结合齿的位置正对金刚石层上的屋脊形状曲面结构，屋脊形状曲面结构上形成有切削刃，使得屋脊形状曲面结构上的金刚石微粉相对应地与设置有第一结合齿的基体有更好的烧结结合状态，从而增强复合片的抗冲击性能和耐磨性。

Description

金刚石复合片基体、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，具体是涉及一种金刚石复合片基体、金刚石复合片和钻头。

背景技术

在现有的金刚石复合片生产过程中，将基体和混合有不同粒径的金刚石微粉放在金属圆杯中，然后将金属圆杯放置在叶腊石块内，将叶腊石块在高温高压设备中进行加工，高温高压设备中的模具将金刚石微粉在高温高压的环境中，将金刚石微粉烧结在金属基体上。

现有的金刚石基体上与金刚石微粉结合的接触面为光滑的平面，该光滑的平面与金刚石微粉烧结，虽然能够实现金刚石微粉与基体的结合状态，但是金刚石微粉与该光滑的平面的结合力较弱，并且复合片工作的过程中，复合片震动强烈，使得复合片的耐磨性较弱。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是提供一种结合力更好的金刚石复合片基体。

本实用新型第二目的是提供一种包括上述金刚石复合片基体的金刚石复合片。

本实用新型第三目的是提供一种包括上述金刚石复合片的钻头。

为了实现上述的主要目的，本实用新型提供的金刚石复合片基体，基体呈圆柱形，基体上设置有凸弧面，凸弧面位于基体的轴向上，凸弧面沿基体的周向设置；凸弧面的中部凸起设置有第一结合齿，第一结合齿位于基体的径向上，第一结合齿沿基体的轴向弧形延伸；第一结合齿上设置有顶面，顶面位于基体的顶部。

由上述方案可见，凸弧面作为基体与金刚石微粉烧结后的接触面，能够有效增加基体与金刚石微粉的接触面积，增大基体与金刚石层的结合力；凸弧面上凸起设置有第一结合齿，第一结合齿的位置正对金刚石层上的屋脊形状曲面结构，屋脊形状曲面结构上形成有切削刃，使得屋脊形状曲面结构上的金刚石微粉相对应地与设置有第一结合齿的基体有更好的烧结结合状态的同时，能够有效增强复合片的抗冲击性能和耐磨性。

进一步的方案是，顶面包括第一连接段和第二连接段，第一连接段呈弧形，第二连接段为平面，第二连接段位于第一连接段与基体的中心轴线之间，第一连接段、第二连接段分别与凸弧面连接；第一结合齿包括两个支撑面，顶面位于两个支撑面之间，支撑面分别与顶面、凸弧面连接，支撑面呈弧形。

进一步的方案是，凸弧面上设置有两个第一结合齿，凸弧面的尖端位于两个第一结合齿之间，两个第一结合齿位于同一直线上。

可见，两个位于同一直线上的第一结合齿对应屋脊形状曲面结构上的两处切削刃，提供复合片的使用便携度。

进一步的方案是，凸弧面上设置有多个第二结合齿，第二结合齿分别位于第一结合齿的两侧上，第一结合齿两侧上的第二结合齿沿第一结合齿对称设置；基于凸弧面，第一结合齿的设置高度大于第二结合齿的设置高度。

可见，第二结合齿增加进一步增加基体与金刚石层的结合力。

进一步的方案是，第二结合齿呈水滴形，多个第二结合齿围绕凸弧面的尖端呈放射状设置在凸弧面上。

可见，水滴状的第二结合齿结合凸弧面的弧形，使得金刚石增粉在装料和压制的过程中，金刚石微粉具有良好的流动性，使得不同粒径的金刚石微粉的致密性更好，避免烧结后的金刚石层内出现架空状态，从而复合片具有更好的耐磨性。

为实现上述的第一目的，本实用新型提供的金刚石复合片基体呈圆柱形，基体上设置有凸弧面，凸弧面位于基体的轴向上，凸弧面沿基体的周向设置；凸弧面的中部上凸起设置有第一结合齿，第一结合齿位于基体的径向上，第一结合齿沿基体的轴向弧形延伸；第一结合齿的中部内凹设置有凹槽，凹槽沿基体的轴向弧形延伸。

由上述方案可见，在第一结合齿上增加凹槽，进一步增加基体与金刚石微粉的接触面积，进而增加基体与金刚石层的结合力。

进一步的方案是，凸弧面上设置有多个第二结合齿，第二结合齿分别位于第一结合齿的两侧上，第一结合齿两侧上的第二结合齿沿第一结合齿对称设置；基于凸弧面，第一结合齿的设置高度大于第二结合齿的设置高度；第二结合齿呈水滴形，多个第二结合齿围绕凸弧面的尖端呈放射状设置在凸弧面上。

为实现上述的第二目的，本实用新型提供的金刚石复合片包括如上述的基体和金刚石层，金刚石层设置在凸弧面上。

进一步的方案是，金刚石层上设置有屋脊形状曲面结构，屋脊形状曲面结构的边缘处设置切削刃，屋脊形状曲面结构与第一结合齿相对设置。

为实现上述的第三目的，本实用新型提供的钻头包括如上述的金刚石复合片。

附图说明

图1是本实用新型金刚石复合片实施例的立体图。

图2是本实用新型金刚石复合片基体实施例一的立体图。

图3是本实用新型金刚石复合片基体实施例一的侧视图。

图4是本实用新型金刚石复合片基体实施例二的立体图。

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

本实用新型的金刚石复合片应用在钻头上，钻头用于进行破碎岩石。参见图1，本实施例中的金刚石复合片包括基体1和金刚石层2，基体1呈圆柱形，金刚石层2设置在基体1的轴向外壁上。金刚石层2由不同粒径的金刚石微粉烧结而成。金刚石层2上设置有两个表面结构22和屋脊形状曲面结构21，两个表面结构22分别设置在屋脊形状曲面结构21连接，并且两个表面结构22分别设置在屋脊形状曲面结构21的两侧上，两个表面结构22沿屋脊形状曲面结构21对称设置。在本实施例中，表面结构22呈斜平面。屋脊形状曲面结构21沿基体1的径向的两端形成有切削刃23，切削刃23沿复合片的周向设置，切削刃23位于复合片的边缘。

参见图2和图3，基体1上设置有凸弧面3，金刚石层2烧结在凸弧面3上。凸弧面3位于基体1的轴向上，凸弧面3沿基体1的周向设置。基体1上设置有基准平面L，基准平面L与基体1的底面11平行。基于基准平面L，凸弧面3的高度为1mm～2mm。凸弧面3的顶部形成有尖端31，尖端31呈圆弧形。

在金刚石复合片基体实施例中，凸弧面3的中部凸起设置有两个第一结合齿4，尖端31设置在两个第一结合齿4之间。第一结合齿4位于基体1的径向上，第一结合齿4沿基体1的轴向弧形延伸；两个第一结合齿4沿基体1的轴向对称设置。

在本实施例中，第一结合齿4上设置有顶面41和两个支撑面42，顶面41位于基体1的顶部，顶面41位于两个支撑面42之间，两个支撑面42沿顶面41对称设置。支撑面42分别与顶面41、凸弧面3连接。支撑面42呈弧形，支撑面42的中部朝向顶面41外凸起。

顶面41包括第一连接段411和第二连接段412，第一连接段411呈弧形，第二连接段412为平面在本实施例中，第二连接段412倾斜设置。第二连接段412位于第一连接段411与基体1的中心轴线之间，第一连接段411、第二连接段412分别与凸弧面3连接，第一连接段411、第二连接段412分别与凸弧面3连接。第一连接段411朝向尖端31的自由端呈弧形。

第二连接段412的自由端与基体1的边缘设置有距离l a，距离l a为0.2mm～2.2mm，优选地，距离L为1.2mm；该距离l a的设置避免金刚石层2在基体1边缘处的位置的厚度过小，对复合片的性能造成影响。

凸弧面3上设置有六个第二结合齿5，在本实施例中，第二结合齿5呈水滴形，第二结合齿5的尖端朝向凸弧面3的尖端，第二结合齿5的弧形端远离凸弧面3的尖端。第二结合齿5分别位于第一结合齿4沿基体1的径向的两侧上，第一结合齿4两侧上的第二结合齿5沿第一结合齿4对称设置，其中第一结合齿4的两侧上分别设置有三个第二结合齿5，第一结合齿4的一侧上的第二结合齿5的设置位置对应一个表面结构22。第二结合齿5上靠近基体1的边缘的自由端与基体1的边缘之间设置有距离，该距离与第二连接段412的自由端可与基体1的边缘的距离l a相等。

基于凸弧面3，第一结合齿4的设置高度大于第二结合齿5的设置高度，第一结合齿4在凸弧面3设置高度，其中基于基准平面L，尖端31的设置高度大于第一结合齿4的设置高度，尖端31的设置高度为1mm～2mm，优选地，尖端31的设置高度为1.5mm，第一结合齿4的设置高度为0.7mm～1.5mm，第一结合齿4的设置高度为1mm，第二结合齿5的设置高度为0.5mm～1.2mm，第二结合齿5的设置高度为0.7mm。

多个第二结合齿5围绕凸弧面3的尖端31呈放射状设置在凸弧面3上，第二结合齿5的水滴尖端朝向凸弧面3的尖端31。水滴状的第二结合齿5结合凸弧面3的弧形，使得金刚石增粉在装料和压制的过程中，金刚石微粉具有良好的流动性，使得不同粒径的金刚石微粉的致密性更好，避免烧结后的金刚石层2内出现架空状态，从而复合片具有更好的耐磨性。作为另一实施方式，第二结合齿5可为椭圆形，第二结合齿5的外表面的弧形结构使得金刚石微粉的流动性更好。

在金刚石复合片基体实施例二中，参见图4，基体1上设置有凸弧面3，凸弧面3位于基体的轴向上，凸弧面3沿基体的周向设置；凸弧面3的中部上凸起设置有第一结合齿6，第一结合齿6位于基体1的径向上，第一结合齿6沿基体1的轴向弧形延伸；第一结合齿6的中部内凹设置有凹槽61，凹槽61位于凸弧面3上，凹槽61沿基体1的轴向弧形延伸。在第一结合齿6上增加凹槽61，进一步增加基体1与金刚石微粉的接触面积，进而增加基体1与金刚石层的结合力。

凸弧面3上设置有多个第二结合齿5，第二结合齿5分别位于第一结合齿6沿基体1的径向的两侧上，第一结合齿6两侧上的第二结合齿5沿第一结合齿5对称设置；基于凸弧面3，第一结合齿6的设置高度大于第二结合齿5的设置高度；第二结合齿5呈水滴形，多个第二结合齿5围绕凸弧面3的尖端呈放射状设置在凸弧面3上。

凸弧面3作为基体1与金刚石微粉烧结后的接触面，能够有效增加基体1与金刚石微粉的接触面积，增大基体1与金刚石层2的结合力。凸弧面3上凸起设置有第一结合齿4，第一结合齿4的位置正对金刚石层2上的屋脊形状曲面结构21，屋脊形状曲面结构21上形成有切削刃23。第一结合齿4对应屋脊形状曲面结构21，每一侧上的第二结合齿5的设置位置分别对应一个表面结构22，使得基体1的凸弧面3的形状与金刚石层2上的形状对应，使得屋脊形状曲面结构21上的金刚石微粉与基体1有更好的烧结结合状态的同时，能够有效增强复合片的抗冲击性能和耐磨性。

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.金刚石复合片基体，所述基体呈圆柱形，其特征在于：

所述基体上设置有凸弧面，所述凸弧面位于所述基体的轴向上，所述凸弧面沿所述基体的周向设置；

所述凸弧面的中部凸起设置有第一结合齿，所述第一结合齿位于所述基体的径向上，所述第一结合齿沿所述基体的轴向弧形延伸；所述第一结合齿上设置有顶面，所述顶面位于所述基体的顶部。

2.根据权利要求1所述的金刚石复合片基体，其特征在于：

所述顶面包括第一连接段和第二连接段，所述第一连接段呈弧形，所述第二连接段为平面，所述第二连接段位于所述第一连接段与所述基体的中心轴线之间，所述第一连接段、所述第二连接段分别与所述凸弧面连接；所述第一结合齿包括两个支撑面，所述顶面位于两个所述支撑面之间，所述支撑面分别与所述顶面、所述凸弧面连接，所述支撑面呈弧形。

3.根据权利要求1所述的金刚石复合片基体，其特征在于：

所述凸弧面上设置有两个所述第一结合齿，所述凸弧面的尖端位于两个所述第一结合齿之间，两个所述第一结合齿位于同一直线上。

4.根据权利要求1至3任一项所述的金刚石复合片基体，其特征在于：

所述凸弧面上设置有多个第二结合齿，所述第二结合齿分别位于所述第一结合齿的两侧上，所述第一结合齿两侧上的所述第二结合齿沿所述第一结合齿对称设置；

基于所述凸弧面，所述第一结合齿的设置高度大于所述第二结合齿的设置高度。

5.根据权利要求4所述的金刚石复合片基体，其特征在于：

所述第二结合齿呈水滴形，多个所述第二结合齿围绕所述凸弧面的尖端呈放射状设置在所述凸弧面上。

6.金刚石复合片基体，所述基体呈圆柱形，其特征在于：

所述基体上设置有凸弧面，所述凸弧面位于所述基体的轴向上，所述凸弧面沿所述基体的周向设置；所述凸弧面的中部上凸起设置有第一结合齿，所述第一结合齿位于所述基体的径向上，所述第一结合齿沿所述基体的轴向弧形延伸；所述第一结合齿的中部内凹设置有凹槽，所述凹槽沿所述基体的轴向弧形延伸。

7.根据权利要求6所述的金刚石复合片基体，其特征在于：

所述凸弧面上设置有多个第二结合齿，所述第二结合齿分别位于所述第一结合齿的两侧上，所述第一结合齿两侧上的所述第二结合齿沿所述第一结合齿对称设置；基于所述凸弧面，所述第一结合齿的设置高度大于所述第二结合齿的设置高度；所述第二结合齿呈水滴形，多个所述第二结合齿围绕所述凸弧面的尖端呈放射状设置在所述凸弧面上。

8.金刚石复合片，其特征在于：包括如权利要求1至7任一项所述的基体和金刚石层，所述金刚石层设置在所述凸弧面上。

9.根据权利要求8所述的金刚石复合片，其特征在于：

所述金刚石层上设置有屋脊形状曲面结构，所述屋脊形状曲面结构的边缘处设置切削刃，所述屋脊形状曲面结构与所述第一结合齿相对设置。

10.钻头，其特征在于：包括如权利要求8或9所述的金刚石复合片。

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