[发明专利]耐磨工具无效

专利信息
申请号: 201310643487.0 申请日: 2013-12-03
公开(公告)号: CN103726792A 公开(公告)日: 2014-04-16
发明(设计)人: 商伟锋;唐春怡 申请(专利权)人: 常州深倍超硬材料有限公司
主分类号: E21B10/46 分类号: E21B10/46
代理公司: 常州市维益专利事务所 32211 代理人: 何学成
地址: 213000 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 耐磨 工具
【说明书】:

技术领域

发明涉及研磨工具技术领域,具体涉及一种耐磨工具。

背景技术

耐磨工具在机械加工,石油钻井,及各种行业广泛应用。对于深海及坚硬地层的钻探,PDC复合齿尤其具有其独特的优势。要达到高性能的钻探效果,PDC复合齿需要具有极强的综合性能。这些性能包括耐磨性,耐冲击,以及高热稳定性。PDC复合齿通常由两部分组成:金刚石支持基体和工作层。为达到高的耐磨性,需要在高温高压下压制而成;在高温高压压制过程中,金属钴从基体中挤出,扫越钻石层,形成高强的钻石键合,此后降低温度和压力,完成烧结。然而,由于烧结固化后的钻石层和硬质合金层有较大的热膨胀系数差异,往往造成冷却后的拉伸残余应力。由此极大降低了工具的抗冲击性,以及实用的钻探性能。

为了提高PDC复合片的冲击性能,非平面界面被广泛的使用在复合片和基体的设计中,这些都围绕着非平面的界面设计。然而这些设计都一般针对同一种材料显微结构,大都具有单一的性能优势,或者是耐磨,或者耐冲击。无法达到一齿多用的效果。在实际的钻探中,为了满足使用的要求,往往需要使用两种以上的复合片。

发明内容

针对上述技术问题,本发明提供一种结构设计合理,具有不同性能、不同厚度工作层的耐磨工具,其同时具有耐磨工作层与耐冲击工作层,满足使用要求。

实现本发明的技术方案如下:

耐磨工具,包括支持基体,设置于支持基体上的超硬工作层,支持基体与超硬工作层之间形成连续的键合界面,所述超硬工作层至少包括两个不同耐磨性能、不同厚度的工作层。

进一步地,所述连续的键合截面为高度不一的起伏面。

进一步地,所述工作层厚度小的采用细的晶粒尺寸材料制成。

进一步地,所述工作层厚度大的采用细的晶粒尺寸材料制成。

进一步地,所述超硬工作层采用多晶金刚石材料制成,支持基体采用硬质合金材料制成。

采用了上述方案,支持基体与超硬工作层之间形成连续的键合界面,两者之间牢固结合,强度高,不易因冲击而分开,超硬工作层至少包括两个不同耐磨性能、不同厚度的工作层。由于包括不同的工作层,这样在耐磨工具工作时,其能够达到多种功能区域的使用效能,具有综合的高耐磨和耐冲击性能,满足使用要求。本发明结构简单、设计合理,便于生产制造,同时能够保证耐磨工具的高耐磨和耐冲击性能。

附图说明

图1为本发明的第一实施例结构示意图;

图2为第一实施例中支持基体一种结构的立体示意图;

图3为第一实施例中支持基体另一种结构的立体示意图;

图4为本发明的第二实施例结构示意图;

图5为本发明的第三实施例的结构示意图

图6为第三实施例中支持基体的立体示意图;

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

参见图1,耐磨工具,包括采用硬质合金材料制成的支持基体1,设置于支持基体上采用多晶金刚石材料制成的超硬工作层2,支持基体与超硬工作层之间形成连续的键合界面3,超硬工作层包括两个不同耐磨性能、不同厚度的工作层4、5。其中,连续的键合截面为高度不一的起伏面。工作层厚度小的采用细的晶粒尺寸材料制成。工作层厚度大的采用细的晶粒尺寸材料制成。

图2、3示出的不同支持基体的形状,其上表面的形状不相同,采用不同形状的起伏面。

图4示出了具有图3支持基体结构的耐磨工具,其工作层6、7部分具有不同的耐磨和耐冲击性,工作层6的平均厚度小具有高的耐磨性,工作层7的平均厚度高,具有高的耐冲击性。

图5示出了另一中支持基体的形状,图6示出了采用图5支持基体的耐磨工具,工作层8、9具有不同的耐磨和耐冲击性,工作层8平均厚度小具有高的耐磨性,工作层9平均厚度高,具有高的耐冲击性。

在此需要指出的是,支持基体与超硬工作层之间的键合界面形状,可以根据不同需要设置成不同形状,只要其能够实现不同厚度的工作层即可,如波浪形。

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