[实用新型]一种聚晶金刚石复合片

说明书

技术领域

本实用新型涉及超硬材料技术领域，尤其涉及一种聚晶金刚石复合片。

背景技术

聚晶金刚石复合片（Polycrystalline Diamond Compact, PDC）是由金刚石粉末与硬质合金基体经过超高压高温烧结而成的层状结构的复合材料。将有极高耐磨性的金刚石和抗冲击韧性良好的硬质合金连接在一起，可以使这两种材料的优点综合在一种产品中，加上硬质合金基体的可焊性，使PDC在石油钻探、地质钻探及煤田开采应用中得到广泛应用。

PDC的聚晶金刚石层（PCD）与硬质合金基体之间的结合面的形貌影响PDC的使用效果。PDC的抗冲击性是PDC承受冲击载荷的能力，反映了PDC的韧性和粘接强度，是决定PDC使用效果的关键因素之一。不同形貌的界面结构，直接影响烧成过程中粘接剂的扩散速度和分布，且降温过程由于热膨胀系数不同导致的残余应力，从而影响PDC的抗冲击性能和使用寿命。

目前国内外的PDC的界面结构已采用非平面结构，主要形貌有两种，一种是沟或槽的纵横交错状排布，另一种是凸台或凹坑等单元的放射状排布。以上两种主要结构，都存在一定的技术缺陷，沟或槽的纵横交错排布结构，使得粘结剂在接触尖端流动性差，易造成材料极不均匀，同时也会导致残余应力过大，不利于提高PDC的使用寿命；凸台或凹坑等单元的放射状排布结构，在放射单元形状设计不合理或放射单元尺寸不搭配时，影响到超高压烧结时金刚石粉末的流动性和金刚石粉收缩所产生的残余应力，在超高压烧结时会阻止外圈金刚石粉的正常收缩，烧结后产生切向残余应力，这对PDC的性能是不利的。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种聚晶金刚石复合片，旨在解决现有技术中聚晶金刚石复合片的金刚石粉末与粘接剂流动性差、残余应力过大和PDC使用寿命短的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种聚晶金刚石复合片，包括聚晶金刚石层和硬质合金基体，所述聚晶金刚石层位于硬质合金基体的上表面，其中，所述聚晶金刚石层和所述硬质合金基体形成的界面基面居中部分为球顶面。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，所述聚晶金刚石层和所述硬质合金基体形成的界面基面还包括一环状锥面，所述环状锥面和所述球顶面组合为一整体，所述整体呈“W”状。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，所述球顶面和所述环状锥面两者间还设有一过渡面。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，所述球顶面上设有1个以上的凸起。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，所述凸起为液滴状凸起，所述液滴状凸起以硬质合金基体的轴线为中心线呈圆周对称排布。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，所述凸起设有1-3层，且每层凸起的尺寸按凸起与轴心距离由近向远依次增大。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，每层顶点的高度按凸起与轴心距离由近向远依次降低。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，相邻层间凸起交错排布。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，所述凸起为圆滑过渡的界面结构。

有益效果： 采用本实用新型的聚晶金刚石复合片界面结构能保证超高压烧结时粘结剂的充分流动和金刚石粉末的正常收缩，结合面的凸凹变化极大的增加了接触面积，提高了整体界面结合强度，且减小了因界面结构引起的残余应力，利于提高PDC的使用寿命，增强PDC的使用性能。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的聚晶金刚石复合片的结构示意图。

图2为本实用新型较佳实施例的聚晶金刚石复合片界面结构的第一视角结构示意图。

图3为本实用新型较佳实施例的聚晶金刚石复合片界面结构的第二视角结构示意图。

图4为本实用新型较佳实施例的聚晶金刚石复合片界面结构的第三视角结构示意图。

图5为本实用新型较佳实施例的聚晶金刚石复合片的硬质合金基体的第一视角剖面图。

图6为本实用新型较佳实施例的聚晶金刚石复合片的硬质合金基体的第二视角剖面图。

具体实施方式

本实用新型提供一种聚晶金刚石复合片，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。