CN217632275U - 一种阵列凸起界面的硬质合金基体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阵列凸起界面的硬质合金基体，上端面设有第一圆台，第一圆台上设有同轴的第二圆台；第一圆台的腰部设有与上端面共中心点且呈若干同心圆分布的第一凸起，第二圆台的腰部设有与上端面共中心点呈同心圆分布的第二凸起。所述硬质合金基体能够降低复合片不同区域的烧结质量差异，增强金刚石层的侧向抗冲击能力并提高结合力。

Description

一种阵列凸起界面的硬质合金基体

技术领域

本实用新型涉及石油与地质钻探工具技术领域，具体为一种阵列凸起界面的硬质合金基体。

背景技术

金刚石复合片是由金刚石层与硬质合金基体组成的超硬复合材料。它集金刚石的超高硬度、耐磨性，和硬质合金的抗冲击、可焊接等特性于一身，主要应用于石油、地质钻探、资源开采工具等行业。随着近年来各行业的不断发展，对复合片的性能提出了更高的需求，更快的钻井机速，在不降低使用寿命的前提下抗冲击性更好，对复杂地质条件的适应性更强等新的需求不断出现。随着金刚石层的厚度不断增加，烧结中复合片边缘和中心部分的性能差异变得越来越显著，而传统的硬质合金基体界面结构并没有对于边缘和中心的压力差异进行针对性的设计，中国专利文献CN208203142U提出了一种硬质合金基体，主要增强了硬质合金和金刚石的结合力，虽然一定程度上解决了合金基体边缘与中心的压力差异问题，但金刚石层侧向抗冲击能力未能明显提升。

为了降低复合片不同区域的烧结质量差异，以及增强金刚石层的侧向抗冲击能力，有必要针对这些差异，进行硬质合金基体界面结构的相应设计。

实用新型内容

本实用新型提供了一种阵列凸起界面的硬质合金基体，以至少解决以上现有技术中出现的诸多问题之一。

为实现上述目的，本实用新型的方案如下：

一种阵列凸起界面的硬质合金基体，上端面设有第一圆台，第一圆台上设有同轴的第二圆台；第一圆台的腰部设有与上端面共中心点且呈若干同心圆分布的第一凸起，第二圆台的腰部设有与上端面共中心点呈同心圆分布的第二凸起。

进一步地，所述第一凸起底部的外接圆直径大于第二凸起。

进一步地，所述第一圆台的锥角小于第二圆台。

进一步地，所述第一凸起、第二凸起为圆台状或具有多边形截面的锥形台状。

进一步地，所述第一凸起底部外接圆直径从上端面中心向边缘方向依次增大。

优选地，所述第一凸起沿径向呈直线排列，相邻的直线之间设有第三凸起，与第一圆台共中心点呈同心圆分布，第三凸起的底部的外接圆直径大于第一凸起。

更进一步地，所述第三凸起为圆台状。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型提供的复合基体采用双层圆台，中心区域明显要高于边缘的设计，当复合片受到沿径向的侧向冲击时，基体中心比边缘要高出的部分，在冲击方向上为边缘的金刚石提供了支撑，进一步提升了抗冲击性能。

2.本实用新型提供的复合基体中心区域高于边缘，相应的中心区域的金刚石层的厚度会低于边缘区域的厚度，可以降低中心和边缘的性能差异。

3.本实用新型采用多层凸起和不同结构的凸起组合，不但扩大了基体和金刚石层之间的接触面积，使金刚石层和基体之间的结合力更强；同时在一定程度上，降低了边缘的金刚石层厚度，使得烧结过程中，边缘部分的金刚石层区域可以充分被钴相所浸润，提高烧结边缘的烧结质量，以提升产品的性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的硬质合金基体立体图。

图2为本实用新型实施例一的硬质合金基体主视图。

图3为本实用新型实施例二的硬质合金基体立体图。

图中的标记为：1、圆柱基体；2、第一圆台；3、第二凸起；4、第二圆台；5、第一凸起；31、第三凸起。

具体实施方式

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。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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指的装置或元件必须具有特定的方位、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。

如图1-2所示，本实用新型提供一种阵列凸起界面的硬质合金基体，圆柱基体1上端面设有与其共中心轴线的第一圆台2和第二圆台4，第一圆台2和第二圆台4的腰部沿中心线截面后的母线为直线或弧线，第二圆台4上端面为平面或弧面；第二圆台4的锥角(沿中心轴线截面内，母线或其切线与中心轴线之间的夹角)小于第一圆台2，第二圆台4和第一圆台2的锥角范围分别为10°～50°，45°～89°，使得第二圆台4相对第一圆台2更凸出。第一圆台2的腰部设有与圆柱基体1上端面中心为圆心且构成同心圆分布的若干第一凸起3；第二圆台4上设有与圆柱基体1上端面中心为圆心形成环形分布的第二凸起5，与第一凸起构成阵列式排布。第一凸起3的尺寸大于第二凸起5，即第一凸起3底部外接圆直径大于第二凸起5底部外接圆的直径。此外，构成同心多环的第一凸起3在径向上，从内向外尺寸逐渐增大，即靠近上端面边缘的第一凸起3的底部外接圆的直径相比靠近中心的大，以抵御边缘相比中心部位更强的冲击力。上述第一凸起3和第二凸起5选自圆台状，或具有多边形截面的锥形台状(图1-2中均为六棱柱截面的锥形台)，或其组合，并且第一凸起3和第二凸起5上端面均与底面平行。

在另一个实施例中，如图3所示，第一凸起3同样环圆柱基体1上端面中心点成多个同心圆布置，并且在上端面径向方向呈直线排列，相邻的队列之间还设有第三凸起31，第三凸起31同样组合成环且与上端面同圆心。第三凸起31呈圆台型，其底面直径大于第一凸起3底部外接圆的最大直径。第三凸起31的设置扩大了基体和金刚石层之间的接触面积，使金刚石层和基体之间的结合力更强，且降低了边缘的金刚石层厚度。

上述实施例中，圆柱基体1，以及位于其上端面的各结构的尺寸，及相对距离，可以根据实际硬质合金基体性能需要进行设计，尺寸的调整或具体的限定都在本实用新型保护的范围之内。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种阵列凸起界面的硬质合金基体，其特征在于，上端面设有第一圆台(2)，第一圆台(2)上设有同轴的第二圆台(4)；第一圆台(2)的腰部设有与上端面共中心点且呈若干同心圆分布的第一凸起(3)，第二圆台(4)的腰部设有与上端面共中心点呈同心圆分布的第二凸起(5)。

2.根据权利要求1所述的硬质合金基体，其特征在于，所述第一凸起(3)的底部外接圆直径大于第二凸起(5)。

3.根据权利要求1所述的硬质合金基体，其特征在于，所述第一圆台(2)的锥角小于第二圆台(4)。

4.根据权利要求3所述的硬质合金基体，其特征在于，所述第二圆台(4)和第一圆台(2)的锥角范围分别为10°～50°，45°～89°。

5.根据权利要求1所述的硬质合金基体，其特征在于，所述第一凸起(3)、第二凸起(5)为圆台状或具有多边形截面的锥形台状。

6.根据权利要求1所述的硬质合金基体，其特征在于，所述第一凸起(3)底部外接圆直径从上端面中心向边缘方向依次增大。

7.根据权利要求6所述的硬质合金基体，其特征在于，所述第一凸起(3)沿径向呈直线排列，相邻的直线之间设有第三凸起(31)，与第一圆台(2)共中心点呈同心圆分布，第三凸起(31)的底部的外接圆直径大于第一凸起(3)。

8.根据权利要求7所述的硬质合金基体，其特征在于，所述第三凸起(31)为圆台状。

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