鋼盔形聚晶金剛石截齒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超硬材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼盔形聚晶金剛石截齒。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的煤炭和礦物的掘進(jìn)開采以及隧道的掘進(jìn)等基本上都是采用硬質(zhì)合金截齒。為了提高硬質(zhì)合金截齒頭的自銳性，其硬質(zhì)合金截齒的齒尖結(jié)構(gòu)多為錐面體或子彈頭形狀。此外，硬質(zhì)合金截齒的鉆頭體的齒座，往往都設(shè)計(jì)成切削角為45度的角度。這樣，硬質(zhì)合金截齒在使用過程中，能夠讓硬質(zhì)合金截齒的軸向線與被切削的巖石面呈45度的夾角，硬質(zhì)合金截齒頭能被均勻地磨削，齒尖不斷的變尖，自銳性好，較為鋒利。通過上述結(jié)構(gòu)，雖然能夠保證硬質(zhì)合金截齒的自銳性，但依舊不可避免因硬質(zhì)合金的材質(zhì)所導(dǎo)致的硬質(zhì)合金不耐磨和使用壽命短等不足，特別是遇到較硬的巖層，使用幾分鐘截齒都磨損壞了，因此硬質(zhì)合金截齒的使用成本非常高，效率非常低。
[0003]考慮到聚晶金剛石的硬度遠(yuǎn)大于硬質(zhì)合金的硬度，目前有很多公司都在積極地研發(fā)聚晶金剛石截齒，來取代硬質(zhì)合金截齒，以提高截齒的耐磨性。但是如果按照原硬質(zhì)合金截齒頭形狀設(shè)計(jì)成錐面體或子彈頭形狀的齒尖結(jié)構(gòu)，由于受截齒的齒座角度限制，在切削巖石時(shí)不是截齒的齒尖頭部先接觸巖石，而是齒尖腹部先接觸巖石，因而對巖石的切削能力比較鈍、進(jìn)尺慢和效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在傳統(tǒng)硬質(zhì)合金截齒的齒座角度不變的情況下應(yīng)用聚晶金剛石截齒時(shí)，所出現(xiàn)的切削能力比較鈍、進(jìn)尺慢和效率低的不足，提供一種鋼盔形聚晶金剛石截齒。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]鋼盔形聚晶金剛石截齒，由硬質(zhì)合金基體和聚晶金剛石層組成；所述硬質(zhì)合金基體包括圓柱形的基體底部、圓臺(tái)形的基體腹部和鋼盔形的基體頭部；圓臺(tái)形的基體腹部的下部與圓柱形的基體底部的上部相接，圓臺(tái)形的基體腹部的上部與鋼盔形的基體頭部的下部相接；所述聚晶金剛石層覆蓋在硬質(zhì)合金基體的基體頭部和基體腹部的外側(cè)表面上。
[0007]上述方案中，所述鋼盔形的基體頭部由半球形和環(huán)形唇邊組成；半球形處于中部，并向上突起；環(huán)形唇邊環(huán)繞在半球形底部周邊并向外延伸，環(huán)形唇邊的內(nèi)緣與半球形的底部邊緣相接，環(huán)形唇邊的外緣與基體腹部相接。
[0008]上述方案中，所述聚晶金剛石層在平行于硬質(zhì)合金基體上表面方向上，由至少2層硬度不同的聚晶金剛石平行層組成。
[0009]上述方案中，聚晶金剛石平行層的硬度由內(nèi)向外逐漸增加。
[0010]上述方案中，所述聚晶金剛石層在平行于水平面的橫向方向上，由至少2層硬度不同的聚晶金剛石橫向?qū)咏M成。
[0011]上述方案中，覆蓋在基體頭部外側(cè)表面的聚晶金剛石橫向?qū)拥挠捕雀哂诟采w在基體腹部外側(cè)表面的聚晶金剛石橫向?qū)拥挠捕取?br>[0012]上述方案中，覆蓋在基體腹部外側(cè)表面的聚晶金剛石橫向?qū)舆M(jìn)一步分為至少2層硬度交替變化的聚晶金剛石橫向?qū)印?br>[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特點(diǎn):
[0014]1、鋼盔形聚晶金剛石截齒的前端面為聚晶金剛石制成的鋼盔形錐面，該鋼盔錐形表面由半球形和環(huán)形唇邊組成，半球形處于中部，并向上突起，環(huán)形唇邊環(huán)繞在半球形基體底部周邊并向外延伸，環(huán)形唇邊的內(nèi)緣與半球形的基體底部邊緣相接，環(huán)形唇邊的外緣與錐形面相接。
[0015]2、鋼盔形聚晶金剛石截齒的聚晶金剛石層采用橫向分層式結(jié)構(gòu)，既能保證截齒耐磨性的要求，又能大幅度提高截齒的抗沖擊性能和使用壽命。
[0016]3、這種齒頂部為鋼盔帽形狀的多層聚晶金剛石結(jié)構(gòu)的截齒在使用過程中不是齒尖的腹部先接觸巖石，而是鋼盔帽的唇邊先切削巖石，且在切削巖石時(shí)，鋼盔帽的唇邊與巖石形成一個(gè)較鋒利的銳角，使截齒切削巖石時(shí)較為鋒利。
【附圖說明】
[0017]圖1為一種鋼盔形聚晶金剛石截齒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中標(biāo)號(hào):1、硬質(zhì)合金基體；1_1、基體底部；1_2、基體腹部；1_3、基體頭部；2、聚晶金剛石層；2-1、聚晶金剛石平行層；2-2、聚晶金剛石橫向?qū)印?br>【具體實(shí)施方式】
[0019]一種鋼盔形聚晶金剛石截齒，如圖1所示，包括硬質(zhì)合金基體I和聚晶金剛石層2。所述硬質(zhì)合金基體I包括圓柱形的基體底部1-1、圓臺(tái)形的基體腹部1-2和鋼盔形的基體頭部1-3。圓臺(tái)形的基體腹部1-2的下部與圓柱形的基體底部1-1的上部相接，圓臺(tái)形的基體腹部1-2的上部與鋼盔形的基體頭部1-3的下部相接。其中鋼盔形的基體頭部1-3由半球形和環(huán)形唇邊組成；半球形處于中部，并向上突起；環(huán)形唇邊環(huán)繞在半球形底部周邊并向外延伸，環(huán)形唇邊的內(nèi)緣與半球形的底部邊緣相接，環(huán)形唇邊的外緣與基體腹部1-2相接。
[0020]所述聚晶金剛石層2覆蓋在硬質(zhì)合金基體I的基體頭部1-3和基體腹部1-2的外側(cè)表面上。為了提高聚晶金剛石層2的性能，所述聚晶金剛石層2包括在平行于硬質(zhì)合金基體I上表面方向上的聚晶金剛石平行層2-1和/或平行于水平面的橫向方向上，并與基體腹部1-2的錐面形成一定夾角的聚晶金剛石橫向?qū)?-2。其組合方式可以為如下幾種:
[0021]第一種方式是單獨(dú)平行分層方式。即:所述聚晶金剛石層2僅在平行于硬質(zhì)合金基體I上表面方向上，由至少2層硬度不同的聚晶金剛石平行層2-1組成。而這些聚晶金剛石平行層2-1的硬度分布方式可以由內(nèi)向外逐漸增加，也可以由內(nèi)向外逐漸降低。
[0022]第二種方式是單獨(dú)橫向分層方式。即:所述聚晶金剛石層2僅在平行于水平面的橫向方向上，由至少2層硬度不同的聚晶金剛石橫向?qū)?-2組成。而這些聚晶金剛石橫向?qū)?-2的硬度分布方式可以由上向下逐漸降低，也可以采用硬軟交替的方式。