[发明专利]石油勘探及采矿用金刚石硬质合金复合齿

说明书

技术领域

本发明属于复杂岩层、高硬度岩层截割工具技术领域，具体涉及石油勘探及采矿用金刚石硬质合金复合齿。

背景技术

随着石油钻探、各种采矿业以及交通隧道建设的技术发展，对截割复杂岩层、高硬度岩层所用的截割工具刀头有了更高要求，而国内能够提供的此类产品基本上是以硬质合金为主，以硬质合金的配料比例来改变其截割性能，纯硬质合金齿不能满足市场的要求，已有的金刚石硬质合金复合齿在结构方面存在着较大缺陷，由于金刚石复合层与硬质合金基体为面结合，以及金刚石复合层的硬度高，易破碎，抗冲击性能差等特性，造成复合层易剥落，对地质条件要求高，抗冲击能力差，且成本较高。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的金刚石复合层易破碎，抗冲击性能差的问题，采用在硬质合金基体上镶嵌填充金刚石复合层制成复合齿。

本发明为解决上述技术问题而采取的技术方案是：

石油勘探及采矿用金刚石硬质合金复合齿，由刀头硬质合金基体与金刚石镶嵌体构成；其特征是：在刀头硬质合金基体的参与切割的表面上镶嵌金刚石镶嵌体。

所述刀头硬质合金基体为圆柱状，参与切割的表面为圆柱状的端部圆锥侧表面；所述金刚石镶嵌体镶嵌填充在所述圆柱状的端部圆锥侧表面与顶尖上。

所述金刚石镶嵌体的形状为圆管镶嵌体；或为圆柱镶嵌体；或为多面体镶嵌体。

所述金刚石镶嵌体在圆柱状刀头硬质合金基体上，俯视形状分别为同心圆环；或为在同心圆周上等距离分布的小圆；或为在同心圆周上等距离分布的三角形或多边形。

所述圆柱状刀头硬质合金基体的顶尖上镶嵌填充金刚石镶嵌体的形状为柱状体，该柱状体端头为圆锥体或球面体。

所述刀头硬质合金基体为片状，参与切割的表面为片状刀头硬质合金基体的斜面；所述金刚石镶嵌体镶嵌填充在所述斜面上；所述片状刀头硬质合金基体的顶尖上的端部镶嵌体的形状为多面体。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、金刚石镶嵌体被嵌入硬质合金基体，有效的克服了金刚石复合层易破碎，抗冲击性能差的缺陷；

2、硬质合金工作表层镶嵌填充金刚石镶嵌体后，由于镶嵌体长度比现有技术的金刚石复合层厚度大，耐磨且不易脱落，有效提高了截割强度及耐磨性，从而延长使用寿命。

附图说明

图1为本发明环状镶嵌体圆柱状刀头示意图；

图2为本发明圆柱镶嵌体圆柱状刀头示意图；

图3为本发明多面体镶嵌圆柱状刀头示意图；

图4为本发明环状镶嵌体圆柱状刀头俯视图；

图5为本发明圆柱镶嵌体圆柱状刀头俯视图；

图6为本发明多面体镶嵌体圆柱状刀头俯视图；

图7为本发明圆柱镶嵌体片状刀头示意图；

图8为本发明圆柱镶嵌体片状刀头A—A向剖面图；

图9为本发明棱柱镶嵌体片状刀头示意图；

图10为本发明棱柱镶嵌体片状刀头B—B向剖面图；

图11为现有技术的圆柱状刀头示意图；

图12为现有技术的片状刀头横向剖面示意图。

图中：1—刀头硬质合金基体；2—圆管镶嵌体；3—端部镶嵌体；4—圆柱镶嵌体；5—多面体镶嵌体；6—斜面；7—面状金刚石复合层；

具体实施方式

实施例一：

如图1、图2和图3所示，石油勘探及采矿用金刚石硬质合金复合齿，在圆柱状刀头硬质合金基体1的端部圆锥侧表面和顶尖上镶嵌填充金刚石镶嵌体，镶嵌体按形状分为：圆管镶嵌体2、圆柱镶嵌体4、多面体镶嵌体5；如图4、图5和图6所示，其俯视图形状分别为同心圆环、在同心圆周上等距离分布的小圆、在同心圆周上等距离分布的三角形或多边形；所述圆柱状刀头的端部镶嵌体3形状为柱状体，该柱状体端头为球面体。

实施例二：

如图9、图10和图11所示，在片状刀头的硬质合金基体1斜面6上镶嵌填充金刚石镶嵌体，金刚石镶嵌体按形状分为：圆柱镶嵌体4、多面体镶嵌体5，片状刀头顶尖的端部镶嵌体3形状为多面体。

结构原理：

如图11和图12所示，现有技术中圆柱状刀头面状金刚石复合层7与硬质合金基体1是面与面结合；现有技术中片状刀头面状金刚石复合层7与硬质合金基体1亦是面与面结合；如图1和图4所示，本发明将这种面结合改进为圆管镶嵌体2与硬质合金基体1圈状结合；如图2、图3、图5和图6所示的圆柱镶嵌体4、多面体镶嵌体5与硬质合金基体1呈点状结合。