專利名稱：一種聚晶金剛石復合片基體的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于超硬復合材料技術領域，特別涉及一種聚晶金剛石復合片基體。
背景技術：
聚晶金剛石復合片是由金剛石層與硬質合金襯底在超高溫高壓下燒結而成的超 硬復合材料，硬質合金襯底為基體。它不僅具有很高的硬度和耐磨性，還具有很強的抗沖擊 韌性，適用于制造石油與地質鉆頭、過程鉆頭等鉆探工具。聚晶金剛石復合片分為標準型復 合片和槽型復合片。標準型復合片的金剛石層與硬質合金襯底為平面結合，其結合強度低、 耐磨性和韌性差；而槽型復合片的金剛石層與硬質合金襯底為非平面結合，即硬質合金基 體上與金剛石層的結合面為非平面槽型，該種結合方式具有更高的強度、耐磨性和韌性。 目前，在槽型復合片的金剛石層與硬質合金基體的結合面上，基體的槽型出現(xiàn)了 采用小孔或者凹坑形式的，小孔或者凹坑的槽型有波浪型、圓柱型和同心圓型，最近也出現(xiàn) 了矩形槽型及相應的變種。上述的基體槽型存在以下缺陷硬質合金基體與金剛石粉末結 合時，金剛石粉末的流動性差，不利于壓實金剛石粉末，導致金剛石粉末壓實密度不一致； 基體上小孔或者凹坑形式的槽型不利于基體中的鈷向上擴散，易導致鈷聚集，使鈷的催化 作用得不到充分的發(fā)揮；國外槽型復合片價格昂貴，使用成本過高；基體上小孔或者凹坑 形式的槽型與金剛石結合后，會充滿金剛石，金剛石粉末用量大，制造成本高。另外，金剛石 層伸入基體槽型內，增加了金剛石層的應力集中，降低了金剛石層的強度和韌性及抗沖擊
強度，使用壽命短，競爭力差。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種綜合性能優(yōu)良、制造成本低的聚晶金剛石復合片基 體。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案是一種聚晶金剛石復合片基體，所述基 體的結合面上設有多個凸起。 所述的凸起為圓錐形、棱錐形、錐臺形或者圓臺形。 所述的凸起以硬質合金基體的結合面的中心為圓心，均勻分布在多個同心圓上。 所述相鄰凸起之間由過渡弧面相連。 所述硬質合金基體的結合面邊緣處設有倒角。 所述錐臺形或者圓臺形凸起的頂面為圓弧面。 本實用新型中，在硬質合金基體的結合面上設有多個凸起，首先是增大了與金剛 石層的結合面積，增加了基體與金剛石層的結合強度；其次是高溫高壓條件下在基體上形 成金剛石層時，凸起有利于金剛石粉末流動，有利于壓實金剛石粉末，使金剛石粉末的壓實 密度達到一致，提高產(chǎn)品的抗沖擊性和耐磨度；第三是凸起有利于硬質合金基體中的鈷向 上擴散，使鈷在高溫液相狀態(tài)下更能充分的擴散到金剛石粉末當中，不易使鈷形成聚集，從 而使鈷的催化作用更好、更充分的發(fā)揮出來，以充分提高產(chǎn)品性能。另外，金剛石層與硬質合金基體結合后，基體上的凸起深入到金剛石層中形成硬質合金骨架，有利于提高金剛石 層的韌性和抗沖擊強度，同時也降低金剛石粉末的使用量，降低制造成本。凸起均勻分布在 以硬質合金基體的結合面的中心為圓心的多個同心圓上，當基體與金剛石層結合時，能有 效消除應力集中，增強結構強度。在硬質合金基體的結合面的邊緣處設有倒角，增加了基體 與金剛石層的結合面積，增加強度和抗沖擊性能。兩兩相鄰的凸起之間由過渡弧面相連，能 減小應力集中，增強硬質合金基體的強度。錐臺形或者圓臺形凸起的頂面設計為圓弧面，可 增加金剛石層與凸起的接觸面積和結合強度。

圖1為本實用新型實施例一的結構示意圖； 圖2為圖1的A-A剖視圖； 圖3為本實用新型實施例二的結構示意圖； 圖4為本實用新型實施例三的結構示意圖； 圖5為圖4的B-B剖視圖。
具體實施方式實施例一 如圖1、圖2所示的聚晶金剛石復合片基體，其包括硬質合金基體l，在 硬質合金基體1的結合面2上設有多個凸起3，凸起3為圓錐臺形，圓錐臺形凸起3的高度 為2-4mm。硬質合金基體1為圓柱形，以硬質合金基體1的圓形結合面2的圓心為圓心，圓 錐臺形凸起3均勻分布在與結合面2同心的多個同心圓上，當基體上的凸起3呈同心圓形 式與金剛石層結合時，能有效消除應力集中，增強結構強度。在硬質合金基體1的結合面2 的邊緣處設有倒角4，能增加基體1與金剛石層的結合面積，增加強度和抗沖擊性能。兩兩 相鄰的凸起3之間由過渡弧面5相連，能減小應力集中，增強硬質合金基體的強度。圓錐臺 形凸起3的頂面設計為圓弧面6，此處圓弧面6設計為凹弧面，可增加金剛石層與凸起3的 接觸面積和結合強度。 實施例二 如圖3所示的聚晶金剛石復合片基體，與實施例一的不同之處在于凸 起3的圓錐面與圓弧面6之間設有過渡圓角7，使凸起3的上部無應力集中，進一步提高硬 質合金基體l的強度。 實施例三如圖4、5所示的聚晶金剛石復合片基體，其包括硬質合金基體l，在硬 質合金基體1的結合面2上設有多個凸起3，凸起3為四棱錐形狀，四棱錐形凸起3的高度 為2-4mm。硬質合金基體1為圓柱形，四棱錐形的凸起3均勻分布在以硬質合金基體1的圓 心為圓心的多個同心圓上，當基體上的凸起3呈同心圓形式與金剛石層結合時，能有效消 除應力集中，增強結構強度。在硬質合金基體1的結合面2的邊緣處設有倒角4，增加了基 體1與金剛石層的結合面積，增加強度和抗沖擊性能。 不限于上述實施方式本實用新型的凸起3也可以是圓錐形、多棱錐形，如三棱 錐、五棱錐或者六棱錐等，還可以是圓臺形或者棱錐臺形。
權利要求一種聚晶金剛石復合片基體，其特征在于所述基體的結合面上設有多個凸起。
2. 如權利要求1所述的聚晶金剛石復合片基體，其特征在于所述的凸起為圓錐形、棱 錐形、錐臺形或者圓臺形。
3. 如權利要求1或2所述的聚晶金剛石復合片基體，其特征在于所述的凸起以硬質 合金基體的結合面的中心為圓心，均勻分布在多個同心圓上。
4. 如權利要求3所述的聚晶金剛石復合片基體，其特征在于所述相鄰凸起之間由過 渡弧面相連。
5. 如權利要求1所述的聚晶金剛石復合片基體，其特征在于所述相鄰凸起之間由過 渡弧面相連。
6. 如權利要求4所述的聚晶金剛石復合片基體，其特征在于所述硬質合金基體的結 合面邊緣處設有倒角。
7. 如權利要求1所述的聚晶金剛石復合片基體，其特征在于所述硬質合金基體的結 合面邊緣處設有倒角。
8. 如權利要求2所述的聚晶金剛石復合片基體，其特征在于所述錐臺形或者圓臺形 凸起的頂面為圓弧面。
專利摘要本實用新型公開了一種聚晶金剛石復合片基體，所述基體的結合面上設有多個凸起。在硬質合金基體的結合面上設有多個凸起，首先是增大了與金剛石層的結合面積，增加了基體與金剛石層的結合強度；其次是高溫高壓條件下在基體上形成金剛石層時，凸起有利于金剛石粉末流動，有利于壓實金剛石粉末，使金剛石粉末的壓實密度達到一致，提高產(chǎn)品的抗沖擊性和耐磨度；第三是凸起有利于硬質合金基體中的鈷向上擴散，使鈷在高溫液相狀態(tài)下更能充分的擴散到金剛石粉末當中，不易使鈷形成聚集，從而使鈷的催化作用更好、更充分的發(fā)揮出來，以充分提高產(chǎn)品性能。另外，硬質合金基體的結合面上設有凸起，能有效降低金剛石粉末的使用量，降低制造成本。
文檔編號E21B10/46GK201521249SQ200920223439
公開日2010年7月7日 申請日期2009年9月14日 優(yōu)先權日2009年9月14日
發(fā)明者王曉 申請人:河南晶銳超硬材料有限公司