[实用新型]一种聚晶金刚石超硬复合片

说明书

技术领域

本实新型属于超硬复合材料技术领域，尤其涉及一种金刚石超硬复合片。

背景技术

常规金刚石复合片一般由表层的聚晶金刚石复合片和底层的硬质合金基体通过高温高压复合烧结而成。聚晶金刚石复合片具有硬度高、耐磨性好的特点，而硬质合金基体又从整体上提高了复合材料的柔韧性和可焊性。因此，聚晶金刚石复合片成为石油、天然气和地质钻探的关键材料。但是由于金刚石和硬质合金是两种截然不同的材料，物理、化学性能相差很大，前者热膨胀系数很小，后者热膨胀系数很大，在高温高压合成聚晶金刚石复合片时，因为有快速升温和降温过程，所以在两种材料的界面结合处会有较大的应力存在，该应力为有害应力，其对聚晶金刚石复合片的综合性能损害极大。

因此，在使用中，由于复杂地质条件对聚晶金刚石硬质合金复合片的影响，使得聚晶金刚石硬质合金复合片有时会开裂，大大降低复合片的使用寿命，这种开裂可能发生在硬质合金层，硬质合金层与聚晶金刚石层的界面，也可能发生在聚晶金刚石层。硬质合金与金刚石的界面开裂主要是由于硬质合金与聚晶金刚石的热膨胀系数相差较大，存在较大的内应力以及硬质合金层与聚晶金刚石层结合力较小等原因造成，而聚晶金刚石层的破裂则是由微裂纹开始，由于地质结构的变化，特别是聚晶金刚层会不断受到不均衡的冲击力，导致聚晶金刚石层边界出现微小的裂纹，并导致大面积的聚晶金刚石层从聚晶金刚石上脱落。如果是在硬岩层中钻进，切削刃的磨耗也很严重。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种聚晶金刚石超硬复合片，包括位于表层的聚晶金刚石层和位于底层的硬质合金基体，其特征在于所述聚晶金刚石层外表面设有耐磨层，所述聚晶金刚石层的上部为椭圆弧面，下部为圆柱体，所述聚晶金刚石层底面周围设有边缘凹槽，所述聚晶金刚石层底面中部设有一中心槽，所述中心槽边缘设有与所述中心槽连接的中心凹槽，所述中心凹槽与所述边缘凹槽间隔分布，所述硬质合金基体上设有与所述边缘凹槽、中心槽、中心凹槽分别过盈配合的边缘凸起、中心凸起、凸台。

所述中心凹槽的数量为3个。

所述中心凹槽与所述边缘凹槽之间的夹角为60°。

所述硬质合金基体的截面为圆形。

本实用新型的有益效果为：耐磨层可有效防止聚晶金刚石层在地质钻探过程的严重磨损，边缘凹槽、中心槽、中心凹槽分别与边缘凸起、中心凸起、凸台过盈配合，然后再将聚晶金刚石层与硬质合金基体烧结复合，增加了二者的结合力，使聚晶金刚石超硬复合片的界面不易开裂，聚晶金刚石层的上部为椭圆弧面，一方面减小了磨损，另一方面增加了对地质冲击力的抵抗能力，延长了聚晶金刚石超硬复合片的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型硬质合金基体的俯视图；

图3为本实用新型聚晶金刚石层的截面图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步解释说明。

图中，1、聚晶金刚石层，2、硬质合金基体，3、耐磨层，4、边缘凹槽，5、中心槽，6、中心凹槽，7、边缘凸起，8、中心凸起，9、凸台。

如图1-3所示，本实用新型提供一种聚晶金刚石超硬复合片，包括位于表层的聚晶金刚石层1和位于底层的硬质合金基体2，聚晶金刚石层1外表面设有耐磨层3，聚晶金刚石层1的上部为椭圆弧面，下部为圆柱体，聚晶金刚石层1底面周围设有边缘凹槽4，聚晶金刚石层1底面中部设有一中心槽5，中心槽5边缘设有与中心槽5连接的中心凹槽6，中心凹槽6与边缘凹槽4间隔分布，硬质合金基体2上设有与边缘凹槽4、中心槽5、中心凹槽6分别过盈配合的边缘凸起7、中心凸起8、凸台9。中心凹槽6和中心凸起8的数量为3个，中心凹槽6与边缘凹槽4之间的夹角为60°，硬质合金基体2的截面为圆形。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。