CN217270018U - 一种金刚石复合片基体 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种金刚石复合片基体，包括复合片基体本体，所述复合片基体本体的上表面具有多个槽型，所述槽型的排列方式为以所述复合片基体本体的上表面中心为基点形成的斐波那契阵列。本申请提供的上述金刚石复合片基体，能够减少沿径向的应力集中和应力叠加，提高产品的抗冲击性能，从而避免在冲击力作用下出现崩口、断裂和脱层的现象。

Description

一种金刚石复合片基体

技术领域

本实用新型涉及超硬设备技术领域，更具体地说，涉及一种金刚石复合片基体。

背景技术

目前，金刚石复合片使用的硬质合金基体种类繁多，其最重要的特征在于槽型的设计，具体而言，槽型有很多种，有平面槽型、凸起槽型、凹陷槽型、沟槽、曲面槽型和环状槽型等等。但是现有的金刚石复合片基体的槽型在半径方向上沿直线分布，这样在同一直线上的应力会发生叠加，在这种情况下，当冲击力方向和应力方向一致时，就容易出现崩口、断裂或脱层的问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种金刚石复合片基体，能够减少沿径向的应力集中和应力叠加，提高产品的抗冲击性能，从而避免在冲击力作用下出现崩口、断裂和脱层的现象。

本实用新型提供的一种金刚石复合片基体，包括复合片基体本体，所述复合片基体本体的上表面具有多个槽型，所述槽型的排列方式为以所述复合片基体本体的上表面中心为基点形成的斐波那契阵列。

优选的，在上述金刚石复合片基体中，所述槽型的排列方式包括3个至9个所述斐波那契阵列。

优选的，在上述金刚石复合片基体中，所述槽型的形状为凸起的半球形。

优选的，在上述金刚石复合片基体中，所述槽型的排列方式包括10个至16个所述斐波那契阵列。

优选的，在上述金刚石复合片基体中，所述槽型的形状为四棱锥体。

优选的，在上述金刚石复合片基体中，每一个所述斐波那契阵列中，位于中心的四棱锥体到位于边缘的四棱锥体高度递增，且高度范围为0.2mm至1.46mm。

优选的，在上述金刚石复合片基体中，每一个所述斐波那契阵列中，相邻的所述四棱锥体之间的距离为0.2mm至0.3mm。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的上述金刚石复合片基体，由于包括复合片基体本体，所述复合片基体本体的上表面具有多个槽型，所述槽型的排列方式为以所述复合片基体本体的上表面中心为基点形成的斐波那契阵列，这种斐波那契阵列形式的槽型呈螺旋状，各个槽型位置的应力的方向都不同，从而能够减少沿径向的应力集中和应力叠加，提高产品的抗冲击性能，从而避免冲击力作用下出现崩口、断裂和脱层的现象。

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为本实用新型提供的一种金刚石复合片基体的实施例的示意图；

图2为3个斐波那契阵列的排列方式的示意图；

图3为4个斐波那契阵列的排列方式的示意图；

图4为5个斐波那契阵列的排列方式的示意图；

图5为6个斐波那契阵列的排列方式的示意图；

图6为7个斐波那契阵列的排列方式的示意图；

图7为8个斐波那契阵列的排列方式的示意图；

图8为9个斐波那契阵列的排列方式的示意图；

图9为具有四棱锥体槽型的金刚石复合片基体的示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种金刚石复合片基体，能够减少沿径向的应力集中和应力叠加，提高产品的抗冲击性能，从而避免冲击力作用下出现崩口、断裂和脱层的现象。

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。

本实用新型提供的一种金刚石复合片基体的实施例如图1所示，图1为本实用新型提供的一种金刚石复合片基体的实施例的示意图，该金刚石复合片基体可以包括复合片基体本体1，复合片基体本体1的上表面具有多个槽型2，槽型2的排列方式为以复合片基体本体1的上表面中心为基点形成的斐波那契阵列，这里对于槽型本身的形状并不限制，可见这是一种从中心向外呈螺旋排列的方式，改变了金刚石与基体之间的界面结合形状，增加结合面积，减少沿径向的应力集中和应力叠加，从而能够优化内应力，改善抗冲击性能，优化上钴通道。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的上述金刚石复合片基体的实施例中，由于包括复合片基体本体，复合片基体本体的上表面具有多个槽型，槽型的排列方式为以复合片基体本体的上表面中心为基点形成的斐波那契阵列，这种斐波那契阵列形式的槽型呈螺旋状，各个槽型位置的应力的方向都不同，从而能够减少沿径向的应力集中和应力叠加，提高产品的抗冲击性能，从而避免冲击力作用下出现崩口、断裂和脱层的现象。

在上述金刚石复合片基体的具体实施例中，槽型的排列方式可以包括3个至9个斐波那契阵列，具体的可以参考图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8，图2为3个斐波那契阵列的排列方式的示意图，图3为4个斐波那契阵列的排列方式的示意图，图4为5个斐波那契阵列的排列方式的示意图，图5为6个斐波那契阵列的排列方式的示意图，图6为7个斐波那契阵列的排列方式的示意图，图7为8个斐波那契阵列的排列方式的示意图，图8为9个斐波那契阵列的排列方式的示意图，这样可以通过阵列次数的多少，制作出不同应力强度和不同结合强度的金刚石复合片基体，这些阵列渐变且由指向性，可以指导其它不同直径、不同厚度和不同性能要求的产品的开发，缩短试验周期，需要说明的是，单个阵列的基本单元中，沿着径向分布的相邻的2点之间的角度相差137.5度，然后可以对基本单元进行进一步的环形阵列，这种斐波那契阵列的密度越低，也就是阵列的次数少，则槽型的密度越低，这就适用于界面应力低的合金基体的需求，其原理是凸起越少，凸起的尺寸越小，则界面上产生的应力越低，而阵列的密度越高，也就是阵列的次数越多，槽型的密度越高，则适用于界面结合力高的合金基体的需求，其原理是槽型越多，槽型的尺寸越大，则界面上产生的结合力越大。根据产品不同的技术要求，可以确定排布密度，也就是阵列的次数，根据排布密度选择不同阵列次数的特征槽型。例如需要高耐磨的产品，那就选择阵列的密度越低也就是阵列的次数少的槽型，因为这样的选择生产出来的产品界面应力小，缺陷少，成品率高。而需要高抗冲击的产品，就选择阵列的密度更高也就是阵列的次数更多的槽型，这样生产出来的产品界面结合力大，更抗冲击。上面是2个最极端的举例，实际生产中需要均衡地考虑综合性能，该设计包含了以上2个极端之间的中间态，而且是渐变并有指向性的，这样就可以用最少的试验次数找到最佳的使用方案，有效的缩短试验周期，节约试验的成本。

在上述金刚石复合片基体的实施例中，槽型的形状可优选为凸起的半球形，这样可以更好地增大接触面积，当然还可以根据实际需要选择其他类型的槽型，例如凹槽或其他形状等等，此处并不限制。

在上述金刚石复合片基体的另一个具体实施例中，槽型的排列方式可以包括10个至16个斐波那契阵列，此时，槽型的形状可以为四棱锥体，参考图9，图9为具有四棱锥体槽型的金刚石复合片基体的示意图，可见其表面具有多个四棱锥体形状的槽型901，可见这些四棱锥体依据斐波那契阵列的规则，从中心向外高度依次递增，而且体积逐渐增大，整体呈现出螺旋样式，图9展示出了12个斐波那契阵列，当然这都可以根据实际对性能的需要来调整斐波那契阵列的数量，此处并不限制，只能具有足够的抗冲击性能即可。在制作时，以中心直径范围为1-2mm的圆上一点为基点，选取两段相同的部分斐波那契曲线且两段曲线以中心圆径向对称为特征，以圆心为中心进行阵列，阵列的个数范围为10-16个，其曲线相交形成沿斐波那契曲线面积逐渐增大的四边形，每个阵列中的四边形的个数范围为7-12个，以四边形为基础由中心沿斐波那契曲线高度依次递增，形成四棱锥体，四棱锥体的锥尖处的点位于四边形对角线相交点上，其高度递增范围可以为0.1-0.2mm，每一个斐波那契阵列中，位于中心的四棱锥体到位于边缘的四棱锥体高度递增，且高度范围可以为0.2mm至1.46mm。而且，每一个斐波那契阵列中，相邻的四棱锥体之间的距离可以优选为0.2mm至0.3mm。还需要说明的是，最外层的四棱锥体超出直径为14.88mm的圆的部分需消掉，形成的面与基体基准面夹角范围80-90°，没有超过的部分不需要切削掉。中心部位可以为台体，高度范围可以为0.2-0.6mm，并且对尖锐部分可以进行倒圆角。综合来说，采用斐波那契阵列造型，其四棱锥体的间隔也为曲线形式，这样就有利于优化整体应力分布，减少应力集中的情况，复合片在实际应用中的主要作用部位为外侧部分，外侧的四棱锥体与复合层的接触面积大，使复合片在实际使用过程中更有利于冲击能的传递，发挥硬质合金优良的抗冲击性能。另外，更好的槽型与复合片的接触面积更大，从而能减少使用过程中的复合层脱落情况。

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 (7)

1.一种金刚石复合片基体，其特征在于，包括复合片基体本体，所述复合片基体本体的上表面具有多个槽型，所述槽型的排列方式为以所述复合片基体本体的上表面中心为基点形成的斐波那契阵列。

2.根据权利要求1所述的金刚石复合片基体，其特征在于，所述槽型的排列方式包括3个至9个所述斐波那契阵列。

3.根据权利要求2所述的金刚石复合片基体，其特征在于，所述槽型的形状为凸起的半球形。

4.根据权利要求1所述的金刚石复合片基体，其特征在于，所述槽型的排列方式包括10个至16个所述斐波那契阵列。

5.根据权利要求4所述的金刚石复合片基体，其特征在于，所述槽型的形状为四棱锥体。

6.根据权利要求5所述的金刚石复合片基体，其特征在于，每一个所述斐波那契阵列中，位于中心的四棱锥体到位于边缘的四棱锥体高度递增，且高度范围为0.2mm至1.46mm。

7.根据权利要求6所述的金刚石复合片基体，其特征在于，每一个所述斐波那契阵列中，相邻的所述四棱锥体之间的距离为0.2mm至0.3mm。

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