專利名稱：仿生非光滑聚晶金剛石復(fù)合片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于超硬復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及軟到硬巖石的鉆進(jìn)，尤其涉及一種適用于各種聚晶金剛石(roc)鉆頭用的PDC復(fù)合片，也涉及到金屬切屑刀頭用的PDC復(fù)合片，特別涉及一種仿生非光滑聚晶金剛石復(fù)合片。
背景技術(shù)：
基于仿生非光滑理論的仿生技術(shù)由于脫附、減阻、耐磨等特性成為節(jié)省材耗、提高效率、降低成本的一個(gè)新型技術(shù)，正在起著革命性作用，是有悖常理的新思想。目前國內(nèi)外聚晶金剛石復(fù)合片制品很多，聚晶層表面大都是平面，為減少切屑粘附現(xiàn)象，還要求聚晶層表面具有較高的光潔度，要磨成鏡面，使得PDC復(fù)合片成本大幅度提高。此外，用這些金剛石復(fù)合片做成PDC鉆頭，在鉆進(jìn)初期由于復(fù)合片的著力點(diǎn)小，鉆頭的鉆進(jìn)速度較快，但隨著復(fù)合片工作部位磨損成平面，復(fù)合片與巖石的接觸面積在加大，致使PDC切削部位越來越鈍，切削速度降低且磨損加快。這些常規(guī)的PDC鉆頭鉆進(jìn)硬巖時(shí)，存在的不足之處是使用壽命短、破巖效率低、單位進(jìn)尺費(fèi)用高等，尤其在鉆進(jìn)深孔或超深孔時(shí)由于鉆頭的磨損報(bào)廢需不斷提取鉆具而用去了大量的時(shí)間，造成大量的人力、財(cái)力的消耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種運(yùn)用仿生非光滑理論的仿生非光滑聚晶金剛石復(fù)合片。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是所述的仿生非光滑聚晶金剛石復(fù)合片是在聚晶金剛石層表面形成有凸包形或凹坑形仿生非光滑形態(tài)。仿生非光滑形態(tài)層在聚晶金剛石切削層中形成。所述的凸包形或凹坑形仿生非光滑形態(tài)以一定大小、間距和規(guī)律排布。仿生非光滑形態(tài)應(yīng)用到聚晶金剛石復(fù)合片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，能減輕聚晶金剛石復(fù)合片的切削粘附性，改善聚晶金剛石復(fù)合片排屑環(huán)境，降低聚晶金剛石復(fù)合片的摩擦阻力，提高聚晶金剛石復(fù)合片的壽命和切削效率的目的。本發(fā)明應(yīng)用到聚晶金剛石(roc)鉆頭，可以使PDC鉆頭始終保持快鉆速和耐磨性。仿生非光滑形態(tài)改善了 PDC鉆頭齒的局部水力學(xué)狀態(tài)、切削條件和排屑環(huán)境，可以提高機(jī) 械鉆速和使用壽命。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明之仿生非光滑聚晶金剛石復(fù)合片，具有壽命長、鉆速聞、能耗低、防粘能力強(qiáng)等特點(diǎn)，極大地節(jié)約成本、提聞廣品質(zhì)量。


圖I是斷面為凸包形非光滑形態(tài)之聚晶金剛石復(fù)合片示意圖。圖2是圖I的俯視圖。圖3是斷面為凹坑形非光滑形態(tài)之聚晶金剛石復(fù)合片示意圖。
圖4是圖3的俯視圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖I、圖2、圖3和圖4所示,聚晶金剛石層2的表面設(shè)有多個(gè)凸包形仿生非光滑形態(tài)1，如圖I、和圖2所示，或凹坑形仿生非光滑形態(tài)1，如圖3和圖4所示；聚晶金剛石層2通過高溫高壓法結(jié)合在硬質(zhì)合金基體3上，凸包形仿生非光滑形態(tài)I為球冠形。凸包和凹坑的直徑為I. 5_，球冠的高度和凹坑深度為0. 5_，球冠的高度和凹坑深度不應(yīng)大于球的半徑，相鄰?fù)拱鞍伎拥那蛐木嚯x為2. 5mm，該距離不應(yīng)小于球直徑，凸包形仿生非光滑形態(tài)I或凹坑形仿生非光滑形態(tài)I按照均勻分布方式分布于聚晶金剛石層的表面。
權(quán)利要求
1.一種仿生非光滑聚晶金剛石復(fù)合片，其特征在于是在聚晶金剛石層表面形成有凸包形或凹坑形仿生非光滑形態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種仿生非光滑聚晶金剛石復(fù)合片，其特征在于所述的聚晶金剛石層通過高溫高壓法結(jié)合在硬質(zhì)合金基體上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種仿生非光滑聚晶金剛石復(fù)合片，其是在聚晶金剛石層表面形成有凸包形或凹坑形仿生非光滑形態(tài)，仿生非光滑形態(tài)層在聚晶金剛石切削層中形成；凸包形或凹坑形仿生非光滑形態(tài)以一定大小、間距和規(guī)律排布；本發(fā)明具有壽命長、鉆速高、能耗低、防粘能力強(qiáng)等特點(diǎn)，極大地節(jié)約成本；本發(fā)明應(yīng)用到聚晶金剛石(PDC)鉆頭，可以使PDC鉆頭始終保持快鉆速和耐磨性，仿生非光滑形態(tài)改善了PDC鉆頭齒的局部水力學(xué)狀態(tài)、切削條件和排屑環(huán)境，可以提高機(jī)械鉆速和使用壽命。
文檔編號(hào)E21B10/46GK102619473SQ201210083108
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者劉寶昌, 孫友宏, 王秋雯, 謝曉波, 韓志武, 韓霖, 馬銀龍, 高科 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)