一種耐磨工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐磨工具，包含一個有非平面的界面的基體，一個連續(xù)的耐磨層，在基體和耐磨層之間形成界面，其特征在于，所述界面至少含有兩個傾斜的區(qū)域，所述區(qū)域在界面交匯；所述界面含有一個具有中心的環(huán)狀切削面和頂端平面；所述傾斜區(qū)域有不同的傾斜度；所述耐磨層厚度在不同環(huán)形外徑處測量厚度不同；所述界面中至少一個傾斜區(qū)域的傾斜度會連續(xù)變化；所述基體是硬質合金；所述耐磨層由多晶金剛石粘結劑組成。本發(fā)明通過設計不同的傾斜區(qū)域來控制在PDC工具在高溫高壓壓制過程中的拉伸殘余應力，實現最佳的催化劑的掃越，以及焊接在鉆頭過程中的應力分布，達到工具綜合的高耐磨和耐沖擊性能。
【專利說明】一種耐磨工具

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐磨工具。

【背景技術】
[0002]耐磨工具在機械加工，石油鉆井，及各種行業(yè)廣泛應用。對于深海及堅硬地層的鉆探，尤其具有其獨特的優(yōu)勢。要達到高性能的鉆探效果，PDC復合齒需要具有極強的綜合性能。這些性能包括耐磨性，耐沖擊，以及高熱穩(wěn)定性。PDC復合齒通常由兩部分組成:硬質合金基體和多晶金剛石耐磨層。為達到高的耐磨性，多晶金剛石需要在高溫高壓下壓制而成，見美國專利US3136615，US3141746，這樣燒成得多晶金剛石通常脆性較高，用于高沖擊的鉆探應用，會有較大的挑戰(zhàn)。美國專利US4109737公開了一種鉆頭，這種應用是以WC硬質合金(碳化鎢)作為基體；美國專利US4518659進一步開發(fā)出通過催化劑掃越的工藝壓制高性能復合片。這種催化劑通常是金屬鈷。
[0003]在高溫高壓壓制過程中，金屬鈷從WC基體中擠出，掃越鉆石層，形成高強的鉆石鍵合，此后降低溫度和壓力，完成燒結。然而，由于燒結固化后的鉆石層和WC硬質合金層有較大的熱膨脹系數差異，往往造成冷卻后的拉伸殘余應力。這些殘余應力極大降低了工具的抗沖擊性，限制了耐磨層的厚度，以及實用的鉆探地層。
[0004]為了控制冷卻后的拉伸殘余應力，一系列的發(fā)明被開發(fā)出來，見美國專利US4784023,US4972637,US5486137,US6315652,US6933049 都圍繞著非平面的界面設計。然而這些設計都沒有考慮到界面變化對催化劑掃越的各種影響。所以進一步提高沖擊性能，優(yōu)化界面來控制應力和金屬鈷的掃越分布就非常有必要了。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明為了解決現有技術的不足，提供一種耐磨工具，通過設計不同的傾斜區(qū)域來控制在PDC工具在高溫高壓壓制過程中的拉伸殘余應力，實現最佳的催化劑的掃越，以及焊接在鉆頭過程中的應力分布，達到工具綜合的高耐磨和耐沖擊性能。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供的一種耐磨工具，采用如下技術方案:
[0007]一種耐磨工具，包含一個有非平面的界面的基體，一個連續(xù)的耐磨層，在基體和耐磨層之間形成界面，其特征在于，所述界面至少含有兩個傾斜的區(qū)域，所述區(qū)域在界面交匯。
[0008]所述界面含有一個具有中心的環(huán)狀切削面和頂端平面。
[0009]所述傾斜區(qū)域有不同的傾斜度，分別為5至75度之間及O至90度之間。
[0010]所述耐磨層厚度在不同環(huán)形外徑處測量厚度范圍在O到5mm之間。
[0011]所述界面中至少一個傾斜區(qū)域的傾斜度會連續(xù)變化,在小于Imm的相鄰區(qū)域的傾斜度變化小于10度。
[0012]所述基體是硬質合金。
[0013]所述耐磨層由多晶金剛石粘結劑組成。
[0014]本發(fā)明提供的一種耐磨工具，通過設計不同的傾斜區(qū)域來控制在PDC工具在高溫高壓壓制過程中的拉伸殘余應力，實現最佳的催化劑的掃越，以及焊接在鉆頭過程中的應力分布，達到工具綜合的高耐磨和耐沖擊性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實施例所述的一種耐磨工具的結構示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明實施例所述的一種耐磨工具的不同斜面連續(xù)變化之后的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明實施例提供的一種耐磨工具，通過設計不同的傾斜區(qū)域來控制在PDC工具在高溫高壓壓制過程中的拉伸殘余應力，實現最佳的催化劑的掃越，以及焊接在鉆頭過程中的應力分布，達到工具綜合的高耐磨和耐沖擊性能。
[0018]下面結合附圖對本發(fā)明實施例提供給的一種耐磨工具進行詳細描述。
[0019]如圖1、2所示，本發(fā)明實施例提供的一種耐磨工具，包含一個有非平面的界面的基體1，一個連續(xù)的耐磨層2，在基體I和耐磨層2之間形成界面，其特征在于，所述界面包含第一傾斜區(qū)域3和第二傾斜區(qū)域4，所述區(qū)域在界面交匯。
[0020]所述界面3含有一個具有中心的環(huán)狀切削面和頂端平面。
[0021]所述傾斜區(qū)域4有不同的傾斜度，分別為5至75度之間及O至90度之間。
[0022]所述耐磨層2厚度在不同環(huán)形外徑處測量厚度范圍在O到5mm之間。
[0023]所述界面3中至少一個傾斜區(qū)域4的傾斜度會連續(xù)變化,在小于Imm的相鄰區(qū)域的傾斜度變化小于10度。
[0024]所述基體I是硬質合金。
[0025]所述耐磨層2由多晶金剛石粘結劑組成。
[0026]本發(fā)明提供的一種耐磨工具，通過設計不同的傾斜區(qū)域來控制在PDC工具在高溫高壓壓制過程中的拉伸殘余應力，實現最佳的催化劑的掃越，以及焊接在鉆頭過程中的應力分布，達到工具綜合的高耐磨和耐沖擊性能。
[0027]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種耐磨工具，包含一個有非平面的界面的基體，一個連續(xù)的耐磨層，在基體和耐磨層之間形成界面，其特征在于，所述界面至少含有兩個傾斜的區(qū)域，所述區(qū)域在界面交匯。
2.根據權利要求1所述的一種耐磨工具，其特征在于，所述界面含有一個具有中心的環(huán)狀切削面和頂端平面。
3.根據權利要求1所述的一種耐磨工具，其特征在于，所述傾斜區(qū)域有不同的傾斜度，分別為5至75度之間及O至90度之間。
4.根據權利要求1所述的一種耐磨工具，其特征在于，所述耐磨層厚度在不同環(huán)形外徑處測量厚度范圍在O到5mm之間。
5.根據權利要求1所述的一種耐磨工具，其特征在于，所述界面中至少一個傾斜區(qū)域的傾斜度會連續(xù)變化，在小于Imm的相鄰區(qū)域的傾斜度變化小于10度。
6.根據權利要求1所述的一種耐磨工具，其特征在于，所述基體是硬質合金。
7.根據權利要求1所述的一種耐磨工具，其特征在于，所述耐磨層由多晶金剛石粘結劑組成。
【文檔編號】E21B10/46GK104343391SQ201310335835
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月5日 優(yōu)先權日:2013年8月5日
【發(fā)明者】唐春怡, 商偉峰 申請人:常州深倍超硬材料有限公司