[实用新型]一种聚晶金刚石复合片

说明书

本实用新型属于钻探工程领域，尤其涉及一种聚晶金刚石复合片。本实用新型提供的聚晶金刚石复合片为圆柱体型，包括依次接触的聚晶金刚石层、富钴硬质合金过渡层和硬质合金基体层；所述富钴硬质合金过渡层的底面具有内凹；所述硬质合金基体层的顶面具有与所述内凹相配合的凸起。本实用新型提供的聚晶金刚石复合片在传统聚晶金刚石复合片基础上增加了内薄外厚的富钴硬质合金过渡层作为夹层，可以在很大程度上平衡复合片合成过程中硬质合金与聚晶金刚石层交界处附近硬质合金的钴流失量，避免在硬质合金与聚晶金刚石层的交界处出现贫钴区，从而大幅改善聚晶金刚石复合片的冲击韧性和稳定性。

技术领域

本实用新型属于钻探工程领域，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(PDC)是由金刚石微粉与硬质合金(WC-Co)基体片在高压高温条件下烧结而成，属于复合材料，既具有金刚石的高硬度、高耐磨与导热性，又具有硬质合金的冲击韧性，是制造切削刀具、钻井钻头和其他耐磨工具的理想材料。

随着市场的发展，钻井范围的扩大，钻井效率越来越高，聚晶金刚石复合片工作的地层也越来越复杂，客户对产品的冲击韧性与稳定性要求也越来越高。提高产品的冲击韧性与稳定性一直是行业工作人员的目标。

对于聚晶金刚石复合片(PDC)来说，其冲击韧性的体现主要在于硬质合金(WC-Co)，硬质合金的冲击韧性主要在于其内部粘结剂钴(Co)的含量。聚晶金刚石复合片的现有技术的生产制造就是金刚石微粉与某一钴(Co)含量的硬质合金在高温高压下烧结，通过在高温高压条件下催动硬质合金内部的钴进入金刚石层，以此让金刚石层微粉在催化剂钴的作用下形成D-D键从而形成聚晶金刚石层。

但是在高温高压合成过程中，由于聚晶金刚石复合片的热传递是由复合片外部至内部的，其对硬质合金内钴的催动是由复合片外部至内部的，也即在合成过程中，硬质合金外部钴的流失量要大于内部钴的流失量，很容易在与聚晶金刚石层交界处的外部形成贫钴区，导致产品在贫钴区产生应力缺陷，严重影响产品的冲击韧性和稳定性，导致其在实际工作过程中很容易出现片脱层、裂纹、崩片等现象。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种聚晶金刚石复合片，本实用新型提供的聚晶金刚石复合片具有良好的冲击韧性和稳定性。

本实用新型提供了一种聚晶金刚石复合片，为圆柱体型，包括依次接触的聚晶金刚石层、富钴硬质合金过渡层和硬质合金基体层；

所述富钴硬质合金过渡层的底面具有内凹；

所述硬质合金基体层的顶面具有与所述内凹相配合的凸起。

优选的，所述内凹的中心区域为平行于径向的圆平面。

优选的，所述圆平面与所述富钴硬质合金过渡层的底面边缘之间为弧面。

优选的，所述弧面朝向所述硬质合金基体层外凸。

优选的，所述富钴硬质合金过渡层的底面边缘距离所述富钴硬质合金过渡层顶面的高度为所述富钴硬质合金过渡层和硬质合金基体层总高度的30～50％。

优选的，所述圆平面距离所述富钴硬质合金过渡层顶面的高度为所述富钴硬质合金过渡层和硬质合金基体层总高度的15～35％。

优选的，所述圆平面的直径为所述聚晶金刚石复合片直径的30～60％。

优选的，所述聚晶金刚石复合片的直径为10～30mm。

优选的，所述富钴硬质合金过渡层和硬质合金基体层的总高度为6～16mm。

优选的，所述聚晶金刚石复合片的总高度为8～20mm。