[实用新型]聚晶金刚石复合片

说明书

技术领域

 本实用新型涉及聚晶金刚石复合片，特别涉及对聚晶金刚石复合片的结合面的结构的改进。

背景技术

聚晶金刚石复合片是由聚晶金刚石层与硬质合金基体在高温高压条件下烧结而成的超硬复合材料。它既具备聚晶金刚石极高的硬度和耐磨性，又具有硬质合金良好的抗冲击性，在石油钻探、地质钻探及煤田开采应用中得到广泛应用。

目前市场上金刚石复合片的聚晶金刚石层与硬质合金基体的界面都是非平面的结构，采用非平面界面结构增大了两层之间的接触面积，提高了层之间的结合力。同时两层之间的相互交错也起到了机械啮合作用，大大提高了结合面的抗剪切力。但是,聚晶金刚石层与硬质合金层的热膨胀系数及弹性模量等物性参数相差较大，在聚晶金刚石层圆柱面离上表面0.5-1.5mm的位置有较大的轴向拉应力区域，在上表面距边沿约0.5-1.5mm的区域有较大的径向拉应力集中区域。由于聚晶金刚石层与硬质合金层物性参数的固有差异，聚晶金刚石层及界面存在的应力不可能消除，只能通过合理的界面设计减小应力集中。不同的界面设计在边缘位置产生的应力是不一样的。

请参阅图1、图2和图3，其分别为现有技术中一种聚晶金刚石复合片的硬质合金基体的主视图、剖视图和俯视图，其结合面为直排齿，这种聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层圆柱面上的最大轴向拉应力达到820MPa，上表面的径向拉应力为534MPa。

请继续参阅图4、图5和图6，其分别为现有技术中另一种聚晶金刚石复合片的硬质合金基体的主视图、剖视图和俯视图，其结合面为在直排齿的结构上再增加一个穿过该直排齿的凹槽，这种聚晶金刚石复合片的最大轴向拉应力达到362MPa，上表面的径向拉应力为375MPa。

可见，采用上述两种界面结构的金刚石复合片，其聚晶金刚石层周缘位置的拉应力较大，会严重影响复合片在使用过程中的抗冲击性能，易使复合片出现破裂。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种聚晶金刚石复合片，以解决现有技术中的金刚石复合片边缘位置的拉应力集中，抗冲击性能较低，易出现破裂的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种聚晶金刚石复合片，其包括聚晶金刚石层和硬质合金基体，所述硬质合金基体与聚晶金刚石层的结合面为非平面，其中，所述结合面的周缘为阶梯结构。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，所述阶梯结构包括1-20级阶梯。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，每一级阶梯的宽度和高度之比为0.1-5。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，各级阶梯的宽度和高度之比相同。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，各级阶梯的宽度和高度之比不同。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，每一级阶梯的宽度为0.1mm-10mm。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，所述结合面上设置有环形凹槽。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，所述环形凹槽为圆环形凹槽。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，所述圆环形凹槽为两个，且为同心圆环形槽。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，所述环形凹槽的深度为0.5mm，宽度为1.5mm。

相较于现有技术，本实用新型提供的聚晶金刚石复合片包括聚晶金刚石层和硬质合金基体，聚晶金刚石层和硬质合金基体的结合面为非平面结构，结合面的周缘为多级阶梯式结构。本实用新型的聚晶金刚石复合片，采用了台阶式的界面，使得聚晶金刚石层周缘位置的拉应力大幅减小，有效减少了拉应力集中，改善了残余热应力分布，从而提高了复合片的抗冲击能力。

附图说明

图1为现有技术一种聚晶金刚石复合片的硬质合金基体的主视图。

图2为图1所述聚晶金刚石复合片的硬质合金基体的剖视图。

图3为图1所述聚晶金刚石复合片的硬质合金基体的俯视图。

图4为现有技术另一种聚晶金刚石复合片的硬质合金基体的主视图。

图5为图4所述聚晶金刚石复合片的硬质合金基体的剖视图。

图6为图4所述聚晶金刚石复合片的硬质合金基体的俯视图。

图7为本实用新型实施例提供的聚晶金刚石复合片的硬质合金基体的立体图。

图8为本实用新型实施例提供的聚晶金刚石复合片的硬质合金基体的俯视图。

图9为本实用新型实施例提供的聚晶金刚石复合片的硬质合金基体的剖视图。

具体实施方式