[发明专利]半月形金刚石复合片

说明书

本发明公开一种半月形金刚石复合片，包括聚晶金刚石层和硬质合金基体；其特征是，所述聚晶金刚石层分为切削部和支撑部；切削部由聚晶金刚石制成，其在聚晶金刚石层的轴线俯视方向上呈类半月形；支撑部由硬质合金制成，其在聚晶金刚石层的轴线俯视方向上呈类凸字形；切削部和支撑部相互嵌合，即支撑部的突出处嵌入到切削部的凹陷处，并形成一个完整的圆片状的聚晶金刚石层。本发明能够最大限度地避免金刚石复合片的崩裂现象发生。

技术领域

本发明涉及金刚石复合片技术领域，具体涉及一种半月形金刚石复合片。

背景技术

金刚石复合片(PDC)是采用聚晶金刚石和硬质合金为原料，在高温高压下烧结而成的复合超硬材料。它既具有聚晶金刚石的硬度与耐磨性，又具有硬质合金的强度与抗冲击韧性，是一种卓越的切削工具与耐磨工具材料。现有的金刚石复合片如图1和2所示，其主要由聚晶金刚石层和硬质合金基体组成。聚晶金刚石层为圆片状，其整体均由聚晶金刚石粉末所制成。硬质合金基体为圆柱状，其整体由硬质合金所制成。圆片状的聚晶金刚石层叠置于圆柱状的硬质合金基体之上，在高温高压下两者烧结构成一个整体为圆柱形的金刚石复合片。

金刚石复合片作为PDC钻头的关键切削部件，需要将其嵌入到PDC前端开设的金刚石复合片安装孔内，即将金刚石复合片下部的硬质合金基体焊接到PDC钻头的金刚石复合片安装孔内，仅留出金刚石复合片上端部分的聚晶金刚石层实现来实现切削功能。由于金刚石复合片的轴线与PDC钻头的轴线在安装时形成一个锐角(约30°～60°)，因此当PDC钻头在进行地层切削时，地层会对金刚石复合片产生一个径向方向的冲击力，且该冲击力直接作用于金刚石复合片上部的聚晶金刚石层朝向PDC钻头径向外侧部分。此时，由于位于径向方向的冲击力后方(即金刚石复合片上部的聚晶金刚石层朝向PDC钻头径向外侧部分)为硬度高，而韧性较差的聚晶金刚石材质，因而无法对该径向方向的冲击力产生缓冲作用，从而使得冲击力无法有效从聚晶金刚石复合层中释放，进而导致聚晶金刚石复合层的发生崩裂现象，影响金刚石复合片的寿命。

发明内容

本发明所要解决的是现有金刚石复合片的聚晶金刚石复合层全部采用质地硬脆的聚晶金刚石粉末所制成，而容易出现金刚石复合片的上部崩裂的问题，提供一种半月形金刚石复合片。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

半月形金刚石复合片，包括聚晶金刚石层和硬质合金基体；其特征是，所述聚晶金刚石层分为切削部和支撑部；切削部由聚晶金刚石制成，其在聚晶金刚石层的轴线俯视方向上呈类半月形；支撑部由硬质合金制成，其在聚晶金刚石层的轴线俯视方向上呈类凸字形；切削部和支撑部相互嵌合，即支撑部的突出处嵌入到切削部的凹陷处，并形成一个完整的圆片状的聚晶金刚石层。

上述方案中，切削部中部的径向宽度H大于切削部两端的径向宽度h。

上述方案中，切削部中部的径向宽度H为1mm～4mm。

上述方案中，切削部的弧度r为180°～270°。

上述方案中，切削部两端与支撑部的交汇处设有圆倒角。

上述方案中，支撑部的材质与硬质合金基体的材质相同。

本发明将现有金刚石复合片的聚晶金刚石层由聚晶金刚石粉末制成的一体结构改进为前方切削部由聚晶金刚石粉末和后方支撑部由硬质合金制成的复合形式，由于位于前部的聚晶金刚石粉末的切削部具有良好的硬度与耐磨性，从而能够保证金刚石复合片对地层的切削力，而位于后方的硬质合金的支撑部具有良好的强度与抗冲击韧性，从而能够对地层所反馈的冲击力的起到缓冲，使得金刚石复合片的抗冲击力增强；此外，硬质合金的支撑部提高了金刚石复合片上端与PDC钻头的安装孔之间的可焊性，使得金刚石复合片能够更稳定地固定在PDC钻头的安装孔内，这样不仅能够减小金刚石复合片在安装孔内的抖动，而且能够更好地将聚晶金刚石层所受到的冲击力进一步引导到PDC钻头上，实现冲击力的进一步释放，最终使得金刚石复合片在抗冲击力成倍提高。

附图说明