專利名稱：金剛石/硬質(zhì)合金復(fù)合片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種金剛石/硬質(zhì)合金復(fù)合片，屬于超硬材料制造領(lǐng)域。
金剛石/硬質(zhì)合金復(fù)合片是采用金剛石層與硬質(zhì)合金襯底在超高壓高溫條件下燒結(jié)而成的復(fù)合超硬材料，它兼有金剛石與硬質(zhì)合金的優(yōu)異性能，被廣泛地用作石油或地質(zhì)鉆頭上的鉆齒，鉆井時(shí)鉆頭上的復(fù)合片鉆齒承受地層強(qiáng)大的切削阻力與沖擊力，發(fā)生強(qiáng)烈的磨損，甚至金剛石層從硬質(zhì)合金襯底上破裂脫落，嚴(yán)重影響鉆井效果與鉆具的耐用度。為改進(jìn)金剛石/硬質(zhì)合金復(fù)合片鉆齒的結(jié)構(gòu)，實(shí)用新型專利ZL942015363.3、ZL95209001.5以及ZL96245178.9分別提出了若干種在硬質(zhì)合金襯底結(jié)合面上開槽的方案，使復(fù)合片鉆齒的耐磨性與抗沖擊韌性有所提高，但是由于所開的槽是處于同一方向的若干條直槽，其性能在園周上具有方向性，把復(fù)合片鉆齒焊接到鉆頭基體上時(shí)，要確保槽端正對(duì)著鉆削的地層，否則達(dá)不到預(yù)期的使用效果。但由于焊接時(shí)焊料覆蓋了復(fù)合片的鉆齒的表面，無法判別槽端位置，結(jié)果使復(fù)合片鉆齒的性能得不到完全發(fā)揮甚至適得其反，所以仍不能滿足鉆削硬巖、膠結(jié)夾層砂巖等惡劣工況上的使用要求。
本實(shí)用新型之目的是改進(jìn)金剛石/硬質(zhì)合金復(fù)合片結(jié)構(gòu)，提供一種在惡劣工況下抗磨損、抗沖擊能力強(qiáng)的鉆頭用金剛石/硬質(zhì)合金復(fù)合片。
上述目的是通過下列方案實(shí)現(xiàn)的金剛石/硬質(zhì)合金復(fù)合片(


圖1)系由金剛石層(1)與結(jié)合面上開有徑向輻射狀凹槽的硬質(zhì)合金襯底(2)在超高壓高溫下燒結(jié)而成。其襯底(2)所開的凹槽(3)呈徑向輻射狀均勻分布于結(jié)合表面，金剛石層最大厚度不小于1.5mm。
所述凹槽(3)的寬度為0.3～5mm、深度為0.3～3mm、長度為2mm～襯底(2)的半徑長度；槽(3)數(shù)量與復(fù)合片直徑有關(guān)，一般直徑越大槽數(shù)越多；槽(3)的橫斷面可呈矩形或梯形或三角形或園弧形，或它們的組合形，且相鄰面由園弧過渡連接。
因此，本金剛石/硬質(zhì)合金復(fù)合片與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)金剛石層(1)與襯底(2)結(jié)合面上的凹槽(3)呈徑向輻射狀均勻分布，其性能在園周上無方向性，因此把復(fù)合片鉆齒焊接到鉆頭基體上時(shí)無需選擇槽的方向位置，也不必耽心焊接時(shí)焊料覆蓋復(fù)合片鉆齒，始終有一定數(shù)量的槽端正對(duì)著鉆削的地層，能充分發(fā)揮復(fù)合片鉆齒的抗磨損與抗沖擊的能力，大大提高了其切削地層的效果。實(shí)驗(yàn)證明本金剛石/硬質(zhì)合金復(fù)合片作鉆齒鉆進(jìn)硬巖與膠結(jié)夾層砂巖時(shí)，鉆頭的使用壽命提高30％以上。
圖1為本實(shí)用新型金剛石/硬質(zhì)合金復(fù)合片的示意圖。
實(shí)施例1一種金剛石/硬質(zhì)合金復(fù)合片(
圖1)，由金剛石層(1)和結(jié)合面上開有徑向輻射狀凹槽(3)的硬質(zhì)合金襯底(2)在超高壓高溫下燒結(jié)而成，其襯底結(jié)合面上均勻地開有10條橫斷面呈矩形的徑向輻射狀凹槽，槽的外端(園周處)寬1.5mm、深1mm，槽的內(nèi)端寬1mm、深1mm，槽的長度為4mm，凹槽各相鄰面過渡園弧半徑0.5mm，金剛石層(1)的最大厚度2mm。
實(shí)施例2如實(shí)施例1所述之金剛石/硬質(zhì)合金復(fù)合片(
圖1)，不同的是其襯底結(jié)合面上均勻地開有20條斷面呈梯形的徑向輻射狀凹槽，槽的外端寬1mm、深1mm，槽的內(nèi)端寬0.5mm、深0.5mm，槽的長度3.5mm，凹槽各相鄰面過渡園弧半徑0.25mm，金剛石層(1)的最大厚度1.8mm。
權(quán)利要求1.一種金剛石/硬質(zhì)合金復(fù)合片，系由金剛石層(1)與硬質(zhì)合金襯底(2)在超高壓高溫下燒結(jié)而成，其特征是在襯底(2)與金剛層(1)的結(jié)合面上均勻分布有徑向輻射狀凹槽(3)。
2.如權(quán)利要求1所述之金剛石/硬質(zhì)合金復(fù)合片，其特征是凹槽(3)的寬度為0.3～5mm，深度為0.3～3mm，長度2mm～襯底(2)的半徑長度。
3.如權(quán)利要求1或2所述之金剛石/硬質(zhì)合金復(fù)合片，其特征是凹槽(3)的橫斷面呈矩形或梯形或三角形或園弧形，或它們的組合形，且相鄰面由園弧過渡連接。
專利摘要本實(shí)用新型金剛石/硬質(zhì)合金復(fù)合片是由金剛石層與結(jié)合面上開有凹槽的硬質(zhì)合金襯底在超高壓高溫下燒結(jié)而成,適合用作石油或地質(zhì)鉆頭上的切削元件—鉆齒,其特征是襯底結(jié)合面上開有徑向輻射狀凹槽。當(dāng)復(fù)合片鉆齒焊接到鉆頭基體上時(shí)無需選擇凹槽方向位置,即可確保凹槽的外端正對(duì)著鉆削的地層,可充分發(fā)揮鉆齒的抗磨損與抗沖擊的能力,鉆進(jìn)硬巖與膠結(jié)夾層砂巖時(shí)能使鉆頭的使用壽命提高30%以上。
文檔編號(hào)E21B10/46GK2392909SQ9921628
公開日2000年8月23日 申請日期1999年7月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月14日
發(fā)明者趙云良, 趙爽之 申請人:鄭州新亞復(fù)合超硬材料有限公司