CN214498921U - 异型齿金刚石复合片和钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种异型齿金刚石复合片和钻头，异型齿金刚石复合片包括合金基体和金刚石层，金刚石层的表面与外缘面的第一交汇处形成切削刃；外缘面在切削刃的相对两侧分别形成一个第一斜面结构，表面具有相对设置的两个第二斜面结构，两个第二斜面结构之间具有第二交汇处，第二交汇处凸起于第一交汇处，第二斜面结构从第二交汇处倾斜延伸至第一交汇处，表面上还具有第三斜面结构，第三斜面结构从第二交汇处倾斜延伸至背部。钻头包括异型齿金刚石复合片。本实用新型能提高切削刃的进齿自锐性，减小切削阻力，提高排屑能力。

Description

异型齿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技术领域，具体是涉及一种异型齿金刚石复合片和钻头。

背景技术

聚晶金刚石复合片是由聚晶金刚石微粉与硬质合金基体在高温高压环境下烧结而成，目前，PDC作为超耐磨切削元件广泛应用于石油、天然气钻探等领域。

现有一种异型齿金刚石复合片包括相连的合金基体和金刚石层，金刚石层端部的表面和外缘面的交汇处形成切削刃。为提高岩层吃入能力，在异型齿金刚石复合片的外缘、切削刃的相对两侧分别形成一个斜面结构，斜面结构倾斜于轴向延伸至金刚石层的上述交汇处。

现有的该种异型齿金刚石复合片存在的问题是，其金刚石层端部表面较为平整，切削阻力较大、排屑处理能力较差而影响自锐效果。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种减小切削阻力、提高排屑能力和提升自锐效果的异型齿金刚石复合片。

本实用新型的第二目的在于提供一种减小切削阻力、提高排屑能力和提升自锐效果及提高抗冲击性能的钻头。

本实用新型第一目的提供的异型齿金刚石复合片包括沿其轴向依次相连的合金基体和金刚石层，金刚石层具有位于轴向的端部的表面，异型齿金刚石复合片具有位于外周的外缘面，表面与外缘面的第一交汇处形成切削刃；外缘面上在切削刃的相对两侧分别形成一个第一斜面结构，第一斜面结构倾斜于轴向延伸至第一交汇处，且第一斜面结构与切削刃相邻设置；表面具有相对设置的两个第二斜面结构，两个第二斜面结构之间具有第二交汇处，在轴向上，第二交汇处凸起于第一交汇处，第二斜面结构从第二交汇处倾斜延伸至第一交汇处，且第二斜面结构与第一斜面结构交汇于第一交汇处；表面上还具有第三斜面结构，第一交汇处包括在金刚石层的外缘上与切削刃相背对的背部，第三斜面结构从第二交汇处倾斜延伸至背部。

由上述方案可见，本实用新型的异型齿金刚石复合片通过对金刚石层的表面进行设计，在切削刃的左右两侧形成两个第二斜面结构，且在与切削刃相对的背部形成第三斜面结构，由于第一斜面结构和第二斜面结构均以后倾角式设置在切削刃的左右两侧，异型齿金刚石复合片进行切削工作时，切削刃的进齿自锐性提高，切削刃的切削阻力降低，且能引导废屑排出；第三斜面结构的设置能降低切削时的接触程度，减小对切削的阻碍，还能提高排屑能力。

进一步的方案是，第二交汇处为垂直于轴向的第一平面。

更进一步的方案是，第一平面为矩形平面。

由上可见，第二交汇处处于金刚石层端部平面的顶部，第二交汇处设置为平面能提高钻头的抗冲击能力。

进一步的方案是，外缘面上具有沿轴向延伸至切削刃的第二平面。

更进一步的方案是，在轴向上，异型齿金刚石复合片具有与表面相对的底部；第二平面延伸至底部。

另一更进一步的方案是，第二平面为矩形平面。

由上可见，第一平面与第二平面相互垂直，且第一平面和第二平面均为矩形表面，第一表面、第二表面和切削刃之间形成稳定的三角结构以提高抗冲击能力。

进一步的方案是，第三斜面结构延伸于两个第二斜面结构之间。

由上可见，进行切削时，废屑能从第二斜面结构通过第三斜面结构的引导而到达复合片的背部而排出，进一步提高排屑能力。

进一步的方案是，第三斜面结构为平面。

由上可见，此设置能减小第三斜面结构对废屑的阻碍，保证排屑能力。

进一步的方案是，第二交汇处为弧形凸边。

由上可见，当第二交汇处不设置为面积较大的表面时，采用弧形凸边过渡于两个第二斜面结构之间能进一步提高排屑能力和切削时的吃入能力。

本实用新型第二目的提供的钻头包括异型齿金刚石复合片，异型齿金刚石复合片采用上述的异型齿金刚石复合片。

附图说明

图1为本实用新型异型齿金刚石复合片第一实施例的结构图。

图2为本实用新型异型齿金刚石复合片第一实施例的俯视图。

图3为本实用新型异型齿金刚石复合片第一实施例的主视图。

图4为本实用新型异型齿金刚石复合片第一实施例的侧视图。

图5为本实用新型异型齿金刚石复合片第二实施例的结构图。

图6为本实用新型异型齿金刚石复合片第二实施例的主视图。

图7为本实用新型异型齿金刚石复合片第三实施例的俯视图。

具体实施方式

异型齿金刚石复合片第一实施例

本实用新型提供异型齿金刚石复合片以及具有该种异型齿金刚石复合片的钻头。参见图1至图4，图1至图4分别为异型齿金刚石复合片第一实施例不同视角的视图，异型齿金刚石复合片由沿其轴向依次相连的合金基体2和金刚石层1组成，合金基体2和金刚石层1的分界在于如图1中示出的分界线107处。

合金基体2用于与钻头的座体固定装配，金刚石层1用于进行切削工作。金刚石层1具有位于轴向的端部的表面10，异型齿金刚石复合片具有位于外周的外缘面20，表面10与外缘面20之间形成沿周向环绕的第一交汇处101，第一交汇处101上的其中一处形成切削刃109。

为提高异型齿金刚石复合片的性能，异型齿金刚石复合片的外缘面20上设置有第一斜面结构11和第二平面14，表面10上设置有第二斜面结构12和第三斜面结构13，且形成了第二交汇处102。

如图1和图2所示，外缘面20上，在切削刃109的相对两侧分别形成一个第一斜面结构11，第一斜面结构11为平面。在异型齿金刚石复合片的轴向上，异型齿金刚石复合片具有与表面10相对的底部29；第一斜面结构11倾斜地延伸于第一交汇处101与底部29之间，且第一斜面结构11与切削刃109相邻设置。

参见图1至图3，表面10上形成相对设置的两个第二斜面结构12，两个第二斜面结构12之间形成第二交汇处102。第二斜面结构12为平面，第二交汇处102为长方形的第一平面，在异型齿金刚石复合片的轴向上，第二交汇处102凸起于第一交汇处101(图3所示)，第二斜面结构12从第二交汇处102倾斜地延伸至第一交汇处101，且第二斜面结构12与第一斜面结构11交汇于第一交汇处101。

再结合图4，沿异型齿金刚石复合片的径向，第二交汇处102的一端延伸至切削刃109处，第二交汇处102的另一端与第三斜面结构13相连。第三斜面结构13为平面，第一交汇处101包括在金刚石层1的外缘上与切削刃109相背对的背部108，第三斜面结构13从第二交汇处102倾斜延伸至背部108。另外，从图1和图2可见，第三斜面结构13的两侧分别延伸至两个第二斜面结构12处并与两个第二斜面结构12相连。

另外，在外缘面20上，两个第一斜面结构11之间还设有第二平面14，第二平面14为长方形平面，第二平面14沿异型齿金刚石复合片的轴向从底部29延伸至切削刃109。如图4所示，第一平面(第二交汇处102)、第二平面14与切削刃109构成屋脊式的三角结构。

异型齿金刚石复合片进行切削工作时，由于第一斜面结构11和第二斜面结构12均具有后倾角地设置在切削刃109的左右两侧，有效提高切削刃109的进齿自锐性，切削刃109的切削阻力有效降低，还能引导废屑排出。另外，第三斜面结构13的设置能降低切削时的接触程度，减小对切削的阻碍，还能形成排屑空间以提高排屑能力，也能进一步提高自锐性。另外，第一平面(第二交汇处102)、第二表面14和切削刃109之间形成稳定的三角结构以提高抗冲击能力。

异型齿金刚石复合片第二实施例

参见图5和图6，本实施例中，第二交汇处302为具有弧形凸边的进齿结构。另外，在外缘面上，两个第一斜面结构31之间不设置第二平面，而是保留合金基体原有的圆弧表面34。当第二交汇处不设置为面积较大的表面时，采用弧形凸边作为进齿结构过渡于两个第二斜面结构之间能进一步提高排屑能力和切削吃入能力。

异型齿金刚石复合片第三实施例

参见图7，本实施例中，位于两个第二斜面结构52之间的第二交汇处502为轮廓呈三角形的平面，在异型齿金刚石复合片的径向上，第二交汇处502的宽度从切削刃509向背部508逐渐减小，第三斜面结构52从第二交汇处502的端点延伸至背部508。

在其他实施例中，第一斜面结构为内凹弧面。

在其他实施例中，在异型齿金刚石复合片的轴向，第一斜面结构从合金基体的中部延伸至第一交汇处。

在其他实施例中，第二斜面结构和第三斜面结构之间的第三交汇处上设有平面或弧形凸边结构。

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.异型齿金刚石复合片，包括沿其轴向依次相连的合金基体和金刚石层，所述金刚石层具有位于所述轴向的端部的表面，所述异型齿金刚石复合片具有位于外周的外缘面，所述表面与所述外缘面的第一交汇处形成切削刃；

所述外缘面上在所述切削刃的相对两侧分别形成一个第一斜面结构，所述第一斜面结构倾斜于所述轴向延伸至所述第一交汇处，且所述第一斜面结构与所述切削刃相邻设置；

其特征在于：

所述表面具有相对设置的两个第二斜面结构，两个所述第二斜面结构之间具有第二交汇处，在所述轴向上，所述第二交汇处凸起于所述第一交汇处，所述第二斜面结构从所述第二交汇处倾斜延伸至所述第一交汇处，且所述第二斜面结构与所述第一斜面结构交汇于所述第一交汇处；

所述表面上还具有第三斜面结构，所述第一交汇处包括在所述金刚石层的外缘上与所述切削刃相背对的背部，所述第三斜面结构从所述第二交汇处倾斜延伸至所述背部。

2.根据权利要求1所述的异型齿金刚石复合片，其特征在于：

所述第二交汇处为垂直于所述轴向的第一平面。

3.根据权利要求2所述的异型齿金刚石复合片，其特征在于：

所述第一平面为矩形平面。

4.根据权利要求2或3所述的异型齿金刚石复合片，其特征在于：

所述外缘面上具有沿所述轴向延伸至所述切削刃的第二平面。

5.根据权利要求4所述的异型齿金刚石复合片，其特征在于：

所述第二平面为矩形平面。

6.根据权利要求4所述的异型齿金刚石复合片，其特征在于：

在所述轴向上，所述异型齿金刚石复合片具有与所述表面相对的底部；

所述第二平面延伸至所述底部。

7.根据权利要求1至3任一项所述的异型齿金刚石复合片，其特征在于：

所述第三斜面结构延伸于两个所述第二斜面结构之间。

8.根据权利要求1至3任一项所述的异型齿金刚石复合片，其特征在于：

所述第三斜面结构为平面。

9.根据权利要求1至3任一项所述的异型齿金刚石复合片，其特征在于：

所述第二交汇处为弧形凸边。

10.钻头，包括异型齿金刚石复合片，其特征在于：

所述异型齿金刚石复合片采用上述权利要求1至9任一项所述的异型齿金刚石复合片。

Images