專利名稱：一種金剛石復(fù)合片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種金剛石復(fù)合片，屬于鉆探用金剛石復(fù)合片制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
金剛石復(fù)合片是由細(xì)顆粒金剛石在高溫超高壓條件下燒結(jié)而成的帶硬質(zhì)合金襯底的多晶金剛石產(chǎn)品。該產(chǎn)品具有高硬度、高耐磨性以及良好的沖擊韌性和可焊接性，在油田鉆頭制造和機(jī)加工刀具領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
傳統(tǒng)的金剛石復(fù)合片金剛石層與硬質(zhì)合金襯底的結(jié)合面是平面的，這樣的復(fù)合片結(jié)合面結(jié)合比較脆弱，抗沖擊能力較低。為解決這一問(wèn)題，有人發(fā)明了結(jié)合面為溝槽狀的復(fù)合片。目前市場(chǎng)上銷售的復(fù)合片其金剛石與硬質(zhì)合金襯底的結(jié)合面大多是溝槽狀或鋸齒狀的，這類結(jié)合面結(jié)構(gòu)提高了復(fù)合片金剛石層與襯底的結(jié)合力及復(fù)合片的抗沖擊強(qiáng)度，但由于界面的鋸齒或溝槽是直線形的，其承受應(yīng)力的能力與應(yīng)力方向有關(guān)。為消除復(fù)合片承受應(yīng)力能力的方向性，有人將鋸齒或溝槽做成同心圓、間斷圓弧或放射狀凹陷，但由于金剛石與硬質(zhì)合金熱膨脹系數(shù)的差異，溝槽或凹陷部分易出現(xiàn)應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于改進(jìn)金剛石復(fù)合片硬質(zhì)合金基體與金剛石層結(jié)合面的結(jié)構(gòu)，提供一種抗沖擊性能、高耐磨性、在復(fù)合片合成過(guò)程中合格率高且承受應(yīng)力能力不存在方向性差異的金剛石復(fù)合片。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種金剛石復(fù)合片，由金剛石層與硬質(zhì)合金基體在高溫超高壓條件下燒結(jié)而成，硬質(zhì)合金基體(1)與金剛石層(3)的結(jié)合面上有一與之同體同軸的凸臺(tái)(4)，凸臺(tái)上設(shè)有均勻分布的突起(2)。
凸臺(tái)高度為0.2-2mm，直徑比金剛石復(fù)合片直徑小1-6mm；凸臺(tái)的側(cè)面與基底垂直面成0-45°角，金剛石層最大厚度不小于2.5mm。凸臺(tái)上均勻分布的突起形狀為半球形、錐形、錐球形中的一種或它們的組合，突起數(shù)大于3。凸臺(tái)和突起與鄰面由圓弧過(guò)渡連接。當(dāng)突起形狀為半球形時(shí)，球半徑為0.5-2mm。


圖1為本實(shí)用新型金剛石復(fù)合片剖視圖圖2為本實(shí)用新型金剛石復(fù)合片硬質(zhì)合金基體的俯視圖圖中標(biāo)號(hào)1--硬質(zhì)合金基體2-突起 3-金剛石層 4-凸臺(tái)具體實(shí)施例實(shí)施例1如圖1的金剛石復(fù)合片，由金剛石層3與硬質(zhì)合金基體1在高溫超高壓條件下燒結(jié)而成，硬質(zhì)合金基體1與金剛石層3的結(jié)合面如圖2所示，硬質(zhì)合金基體1的凸臺(tái)4的高度為0.8mm，凸臺(tái)4側(cè)面與基底垂直面成15°角，凸臺(tái)4上均勻分布著19個(gè)半球形突起2，突起2的球形半徑為1mm，金剛石層3的厚度為2.5mm。
實(shí)施例2如實(shí)施例1所述復(fù)合片，硬質(zhì)合金基體1凸臺(tái)4的高度為0.8mm，凸臺(tái)4側(cè)面與基底垂直面成20°角，凸臺(tái)4上均勻分布著37個(gè)圓錐形突起2，圓錐形突起底部直徑為1mm，高度1mm，金剛石層3的厚度為2.5mm。
本金剛石復(fù)合片與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1.硬質(zhì)合金襯底上的半球形突起可分散沖擊應(yīng)力，從而提高復(fù)合片的抗沖擊性能。此外，由于半球形突起沿圓周方向均布，使得其承受應(yīng)力的能力沒(méi)有方向性。
2.由于凸臺(tái)的存在，邊緣部分金剛石層厚度可超過(guò)2.5mm，使金剛石復(fù)合片更耐磨，延長(zhǎng)了鉆頭的使用壽命。
3.凸臺(tái)及突起部分與相鄰面的交接部分均采用了圓弧過(guò)渡，避免了應(yīng)力集中可能造成的裂紋。試驗(yàn)表明采用這種界面結(jié)構(gòu)的復(fù)合片，其合成合格率可提高15％。
權(quán)利要求1.一種金剛石復(fù)合片，由金剛石層與硬質(zhì)合金基體在高溫超高壓條件下燒結(jié)而成，其特征在于硬質(zhì)合金基體(1)與金剛石層(3)的結(jié)合面上有一與之同體同軸的凸臺(tái)(4)，凸臺(tái)(4)上設(shè)有均勻分布的突起(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石復(fù)合片，其特征在于凸臺(tái)(4)高度為0.2-2mm，直徑比金剛石復(fù)合片直徑小1-6mm；凸臺(tái)(4)的側(cè)面與基底垂直面成0-45°角；金剛石層(3)最大厚度不小于2.5mm；凸臺(tái)上的突起數(shù)大于3，凸臺(tái)(4)和突起(2)與鄰面由圓弧過(guò)渡連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金剛石復(fù)合片，其特征在于突起的形狀為半球形、錐形、錐球形中的一種或它們的組合。
專利摘要本實(shí)用新型金剛石復(fù)合片，由金剛石層與硬質(zhì)合金基體在高溫超高壓條件下燒結(jié)而成，硬質(zhì)合金基體(1)與金剛石層(3)的結(jié)合面上有一與之同體同軸的凸臺(tái)(4)，凸臺(tái)(4)上設(shè)有均勻分布的突起(2)。突起的形狀為半球形、錐形、錐球形中的一種或它們的組合，凸臺(tái)側(cè)面與基底垂直面成一定角度，凸臺(tái)和突起與鄰面由圓弧過(guò)渡連接。本實(shí)用新型通過(guò)改進(jìn)金剛石復(fù)合片硬質(zhì)合金基體與金剛石層結(jié)合面的結(jié)構(gòu)，提高了其抗沖擊性和耐磨性，復(fù)合片承載能力也不存在方向性的差異。適于作石油、地質(zhì)鉆頭的切削元件。
文檔編號(hào)B23P5/00GK2726791SQ20042006870
公開(kāi)日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2004年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月15日
發(fā)明者徐國(guó)平 申請(qǐng)人:金瑞新材料科技股份有限公司