一種聚晶金剛石復(fù)合齒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鉆探用設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種聚晶金剛石復(fù)合齒。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，人們對資源消耗不斷增加，地質(zhì)找礦鉆探正向深部、超深部發(fā)展，而隨著鉆探深度的增加，地質(zhì)的硬度也不斷增加，使得深孔地質(zhì)鉆探的難度越來越大。目前礦探行業(yè)多采用韌性較強(qiáng)的硬質(zhì)復(fù)合金材料制作牙輪鉆頭、潛孔鉆頭和截齒所用的鉆進(jìn)齒來進(jìn)行地質(zhì)鉆探，該類鉆頭結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，在開采硬度較軟的巖層時，可以滿足使用要求；但遇到偏硬的巖層時，由于硬質(zhì)合金的耐磨性不夠而使鉆頭的使用壽命過短，鉆進(jìn)速度變慢，頻繁更鉆頭增加了停機(jī)時間，造成掘進(jìn)效率低下。
[0003]針對上述問題，市場上出現(xiàn)了能有效加強(qiáng)鉆頭耐磨性能的聚晶金剛石復(fù)合齒，其能有效改善傳統(tǒng)鉆頭耐磨性能不足的缺點(diǎn)，然而其頂部曲率半徑都比較大，這就導(dǎo)致在使用過程中破巖效率較低，并且其韌性比硬質(zhì)合金還相差甚遠(yuǎn)，在鉆進(jìn)過程中容易產(chǎn)生崩齒而未能得到廣泛運(yùn)用。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種聚晶金剛石復(fù)合齒，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中聚晶金剛石復(fù)合齒的韌性不足、容易產(chǎn)生崩齒且破巖效率低的問題。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]一種聚晶金剛石復(fù)合齒，包括硬質(zhì)合金基體及附著于所述硬質(zhì)合金基體的上側(cè)面和頂面的聚晶金剛石層，其中，所述硬質(zhì)合金基體與聚晶金剛石層的結(jié)合界面設(shè)置為3段相切的弧面:第一弧面、第二弧面及第三弧面，所述硬質(zhì)合金基體的頂部為一凹錐形結(jié)構(gòu)，所述凹錐形結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有2個以上的凹槽。
[0008]所述的聚晶金剛石復(fù)合齒，其中，所述凹槽以硬質(zhì)合金基體的中軸線為中心呈對稱結(jié)構(gòu)。
[0009]所述的聚晶金剛石復(fù)合齒，其中，所述凹槽上的圓弧槽面從凹錐形結(jié)構(gòu)的中心一段距離開始向外逐漸變大。
[0010]所述的聚晶金剛石復(fù)合齒，其中，所述第一弧面沿硬質(zhì)合金基體的中軸線為中心對稱的位置上設(shè)置有若干圓環(huán)槽。
[0011]所述的聚晶金剛石復(fù)合齒，其中，所述第二弧面沿硬質(zhì)合金基體的中軸線為中心對稱的位置上設(shè)置有若干第二圓柱凹坑。
[0012]所述的聚晶金剛石復(fù)合齒，其中，所述第二圓柱凹坑的位置上設(shè)置有一第二環(huán)形槽。
[0013]所述的聚晶金剛石復(fù)合齒，其中，所述第三弧面沿硬質(zhì)合金基體的中軸線呈為中心對稱的位置上設(shè)置有若干第三圓柱凹坑。
[0014]所述的聚晶金剛石復(fù)合齒，其中，所述第三圓柱凹坑位置上有一第三環(huán)形槽。
[0015]所述的聚晶金剛石復(fù)合齒，其中，所述第二圓柱凹坑的孔徑大于所述第三圓柱凹坑的孔徑。
[0016]所述的聚晶金剛石復(fù)合齒，其中，所述第三弧面沿硬質(zhì)合金基體的中軸線呈為中心對稱的位置上設(shè)置有若干第三圓柱凹坑，所述第二弧面沿硬質(zhì)合金基體的中軸線為中心對稱的位置上設(shè)置有若干第二凹坑，所述第二圓柱凹坑與所述第三圓柱凹坑錯開設(shè)置。
[0017]有益效果:通過本實用新型所述的一種聚晶金剛石復(fù)合齒，其針對硬質(zhì)合金基體和聚晶金剛石層之間的結(jié)合界面進(jìn)行改進(jìn)，使得所制備的聚晶金剛石復(fù)合齒在具有良好耐磨性能的同時還具有良好的抗沖擊韌性，解決了現(xiàn)有技術(shù)中聚晶金剛石復(fù)合齒韌性不足，容易產(chǎn)生崩齒的問題。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型實施例中聚晶金剛石復(fù)合齒的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2為本實用新型實施例中聚晶金剛石復(fù)合齒結(jié)合界面的剖面視圖。
[0020]圖3為本實用新型實施例中聚晶金剛石復(fù)合齒結(jié)合界面的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖4為本實用新型實施例中聚晶金剛石復(fù)合齒結(jié)合界面的俯視圖。
[0022]圖5為本實用新型實施例中聚晶金剛石復(fù)合齒結(jié)合界面的剖面視圖。
【具體實施方式】
[0023]本實用新型提供一種聚晶金剛石復(fù)合齒，為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本實用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0024]請參見圖1和圖2，如圖所示，本實用新型聚晶金剛石復(fù)合齒包括硬質(zhì)合金基體100及附著于所述硬質(zhì)合金基體的上側(cè)面和頂面的聚晶金剛石層200，其中，所述硬質(zhì)合金基體與聚晶金剛石層的結(jié)合界面設(shè)置為3段相切的弧面:第一弧面110、第二弧面120及第三弧面130，所述硬質(zhì)合金基體的頂部為一凹錐形結(jié)構(gòu)140，所述凹錐形結(jié)構(gòu)140有2個以上的凹槽。
[0025]本實用新型實施例通過對硬質(zhì)合金基體100與聚晶金剛石層200的結(jié)合界面進(jìn)行改進(jìn)，即將其結(jié)合界面設(shè)置為3段相切的弧面，使得聚晶金剛石層200和硬質(zhì)合金基體100之間能形成交錯的力，提高了二者的結(jié)合強(qiáng)度，同時相切的弧面可以減少參與拉應(yīng)力；另外，所述硬質(zhì)合金基體100頂部的凹錐形結(jié)構(gòu)140可以使聚晶金剛石復(fù)合齒在受到向下沖擊力時起到分散作用力，增強(qiáng)支撐的作用。如圖1所示，通過本實用新型所制備出的聚晶金剛石復(fù)合齒，其在硬質(zhì)合金基體與聚晶金剛石層燒結(jié)后，形成具有兩段錐面的結(jié)構(gòu)，且所述上段錐面的頂部為球面結(jié)構(gòu)；即所述所述硬質(zhì)合金基體的上側(cè)面和頂面附著聚晶金剛石層后形成具有兩段錐面的結(jié)構(gòu):上段錐面和下段錐面，下段錐面的夾角大于上段錐面的夾角，形成下段大、上段小且頂部為球面過渡的結(jié)構(gòu)，其在無需將聚晶金剛石復(fù)合齒頂部做得比較陡峭的情況下仍能使其使其頂部比較尖，抗沖擊韌性佳，有效提高了破巖效率。
[0026]具體而言，本實用新型實施例中所述第一弧面110上凸起且弧度較大，其曲率半徑為6mm-18mm ;所述第二弧面120向下凹且弧度較小，其曲率半徑為;所述第三弧面130向上凸起且弧度最小，其曲率半徑為0.5mm-3mm。另外，較佳實施例中，所述凹錐形結(jié)構(gòu)140中的錐面向下凹，且與第三弧面130相切。本實用新型采用3段相切的弧面作為硬質(zhì)合金基體100與聚晶金剛石層200的結(jié)合界面，可以使得所制備出的聚晶金剛石復(fù)合齒靠近頂部位置的曲率半徑較小，而靠近底部位置的曲率半徑較大，避免了單弧面時比較陡峭而造成聚晶金剛石層容易脫落或崩裂的缺陷，保證了支撐力度，且其靠近頂部位置曲率半徑較小，使得聚晶金剛石復(fù)合齒的頂部較尖，沖擊力度高，提高了破巖效率。
[0027]更進(jìn)一步地，所述第一弧面110的曲率半徑為12mm，所述第二弧面120的曲率半徑為4mm，所述第三弧面130的曲率半徑為1.5mm，采用上述曲率半徑所制備出來的聚晶金剛石復(fù)合齒，能使在保證聚晶金剛石復(fù)合齒的頂部較尖，具有良好沖擊力度的同時還能使其底部較為平緩，不易脫落或崩裂。
[0028]另外，請參見圖3、圖4或圖5，圖3為本實用新型實施例中聚晶金剛石復(fù)合齒結(jié)合界面的結(jié)構(gòu)圖，