專利名稱：金剛石復合片基體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種金剛石復合片基體，應(yīng)用于石油、天然氣、地質(zhì)鉆頭的切削部 分。
背景技術(shù)：
金剛石復合片是由聚晶金剛石和硬質(zhì)合金基體通過超高溫高壓技術(shù)復合而成，具 有高硬度和高耐磨性，鑲有金剛石復合片的鉆頭已廣泛應(yīng)用于石油、天然氣、礦山地質(zhì)等領(lǐng) 域，鉆進效率比普通鉆頭高出多倍。在復合片的合成及應(yīng)用過程中，單一采用含鈷量低和晶 粒細的硬質(zhì)合金基體合成的復合片有較好的熱穩(wěn)定性及耐磨性，但韌性較差；單一采用含 鈷量高和晶粒粗的硬質(zhì)合金基體合成的復合片有較好的韌性，但熱穩(wěn)定性及耐磨性較差。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種金剛石復合片基體。本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)金剛石復合片基體，特點是所述基體為雙層結(jié)構(gòu)，包括上部和與其連接的下部， 上部與下部的結(jié)合面為互相嵌入的圓形波浪槽結(jié)構(gòu)。進一步地，上述的金剛石復合片基體，其中，所述上部的成分質(zhì)量百分含量為鈷 8% 15%，碳化鎢85% 92% ；所述碳化鎢晶粒尺寸為0. 5 3μπι。更進一步地，上述的金剛石復合片基體，其中，所述下部的成分質(zhì)量百分含量為 鈷12% 20%，碳化鎢80% 88% ；所述碳化鎢晶粒尺寸為2 10 μ m。再進一步地，上述的金剛石復合片基體，其中，所述基體的上部和下部的直徑為 Φ9 25mm，上部的高度為2 5mm，下部的高度為5 15_。再進一步地，上述的金剛石復合片基體，其中，所述圓形波浪槽呈等間距分布，為 3 8槽，槽間距為1. 5 3. 5讓。本實用新型技術(shù)方案的實質(zhì)性特點和進步主要體現(xiàn)在①在金剛石復合片基體中同時具有成分和粒度梯度，基體上下部分設(shè)計為可互相 嵌入的圓環(huán)波浪槽結(jié)構(gòu)；與金剛石結(jié)合的基體上部因具有更細的晶粒及更低的鈷含量，進 一步提高復合片的熱穩(wěn)定性和耐磨性；②遠離金剛石層的基體下部基體因晶粒略粗、鈷含量略高，提高復合片的韌性和 使用壽命；③兩基體間圓環(huán)波浪槽結(jié)構(gòu)的結(jié)合面，顯著提高兩基體的結(jié)合強度。以下結(jié)合附圖對本實用新型技術(shù)方案作進一步說明


圖1 本實用新型的主剖示意圖；圖2 本實用新型的主視示意圖；[0017]圖3 基體下部的俯視示意圖。圖中各附圖標記的含義為1-上部；2-圓形波浪槽；3-下部。
具體實施方式
本實用新型設(shè)計一種同時具有鈷含量梯度及粒度梯度的硬質(zhì)合金基體，以及基體 部分的嵌入式結(jié)合，從而保證復合片有較高的熱穩(wěn)定性、耐磨性及韌性。如
圖1 3所示，金剛石復合片基體，基體為雙層結(jié)構(gòu)，包括上部1和與其連接的 下部3，上部1與下部3的結(jié)合面采用可互相嵌入的圓形波浪槽2。其中，上部1的成分質(zhì)量百分含量為鈷8% 15%，碳化鎢85% 92% ；碳化鎢 晶粒尺寸為0. 5 3μπι。下部3的成分質(zhì)量百分含量為鈷12% 20%，碳化鎢80% 88%;碳化鎢晶粒尺寸為2 10 μ m?；w的上部1和下部3的直徑D為Φ9 25mm，上部 的高度Hl為2 5mm，下部的高度H2為5 15mm。圓形波浪槽2呈等間距分布，根據(jù)直徑 大小設(shè)計為3 8槽，槽間距d為1. 5 3. 5mm ；槽的深度hi為0. 6 1. 6mm,深度h2為 0. 3 0. 8mm。在金剛石復合片基體中同時具有成分和粒度梯度，基體上下部分設(shè)計為可互相嵌 入的圓環(huán)波浪槽結(jié)構(gòu)。凸現(xiàn)以下特點1)與金剛石結(jié)合的基體上部因具有更細的晶粒及更 低的鈷含量，進一步提高復合片的熱穩(wěn)定性和耐磨性；2)遠離金剛石層的基體下部因晶粒 略粗、鈷含量略高，提高復合片的韌性和使用壽命；3)兩基體間圓環(huán)波浪槽結(jié)構(gòu)的結(jié)合面 有效提高兩基體的結(jié)合強度。需要理解到的是以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些 改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求金剛石復合片基體，其特征在于所述基體為雙層結(jié)構(gòu)，包括上部和與其連接的下部，上部與下部的結(jié)合面為互相嵌入的圓形波浪槽結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石復合片基體，其特征在于所述基體的上部和下部的 直徑為Φ9 25mm，上部的高度為2 5mm，下部的高度為5 15mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石復合片基體，其特征在于所述圓形波浪槽呈等間距 分布,為3 8槽，槽間距為1. 5 3. 5_。
專利摘要本實用新型提供一種金剛石復合片基體，基體為雙層結(jié)構(gòu)，包括上部和與其連接的下部，上部與下部的結(jié)合面為互相嵌入的圓形波浪槽結(jié)構(gòu)；上部的成分質(zhì)量百分含量為鈷8％～15％，碳化鎢85％～92％，碳化鎢晶粒尺寸為0.5～3μm；下部的成分質(zhì)量百分含量為鈷12％～20％，碳化鎢80％～88％，碳化鎢晶粒尺寸為2～10μm。與金剛石結(jié)合的基體上部因具有更細的晶粒及更低的鈷含量，進一步提高復合片的熱穩(wěn)定性和耐磨性；遠離金剛石層的基體下部因晶粒略粗、鈷含量略高，提高復合片的韌性和使用壽命；兩基體間圓環(huán)波浪槽結(jié)構(gòu)的結(jié)合面，顯著提高兩基體的結(jié)合強度。
文檔編號E21B10/46GK201671548SQ20102018995
公開日2010年12月15日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者余立新, 廖江雄, 陸慶忠 申請人:蘇州新銳硬質(zhì)合金有限公司