[实用新型]金刚石复合片

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及到钻探设备领域，特指一种金刚石复合片。

背景技术

金刚石复合片是采用金刚石微粉与硬质合金衬体在超高压高温条件下烧结而成的复合超硬材料，是金刚石复合片钻头等破岩工具上使用的切削元件，简称复合片或PDC齿。

金刚石复合片是由金刚石层与硬质合金衬体复合而成。硬质合金衬体由顶面、侧面、底面组成；其顶面通常为平面，也可以为异形面，侧面通常为圆柱面，底面通常为平面。金刚石层具有高硬度、高耐磨性、高抗冲击性及良好的耐热性。金刚石复合片被广泛应用于石油、勘探、水利水电、采矿采煤等行业。

目前，金刚石复合片按照结构来分，主要分为平行金刚石复合片和刃形金刚石复合片两种。

平行金刚石复合片主要存在两个技术问题：一是在金刚石复合片边缘部分由于受力集中，易造成崩边；二是切削面为平面，与岩层接触时力比较分散，钻压较小，同时平行金刚石复合片不易排渣，岩渣堆积产生阻力，由上述两个原因造成金刚石复合片难以深入岩层，破岩效率较低。

现有的刃形金刚石复合片虽然在进入问题上有所改进，但其结构也出现了一些新的问题：一是增加了组装的难度；刃形金刚石复合片的硬质合金衬体为刃形，模具内腔也为刃形，组装时要使硬质合金衬体顶部刃形完全与模具内腔的刃形对齐十分困难，一旦没有对齐，就将导致两侧金刚石层厚度不一致；较薄一侧易磨损，就会造成金刚石复合片提早失效，降低了金刚石复合片的使用寿命；二是在硬质合金衬体与金刚石层结合的尖端位置，易产生应力集中，导致金刚石层脱落；三是刃形金刚石复合片金刚石层较薄，很容易磨损，导致金刚石复合片失效。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单紧凑、具有高硬度、高抗冲击韧性、高耐磨性、破岩效率高、使用寿命长以及高性价比的金刚石复合片。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种金刚石复合片，包括硬质合金衬体以及连接于硬质合金衬体顶部的金刚石层，所述金刚石层呈冠状，所述金刚石层中间的冠顶处厚度最大且厚度向两侧逐渐减小。

作为本实用新型的进一步改进：

所述冠状的金刚石层呈倒V形。

所述冠状的金刚石层的截面呈圆弧状。

所述圆弧的直径为2～12mm。

所述硬质合金衬体顶部与金刚石层相接处设有两个以上的凹槽。

所述两个以上的凹槽呈直线或螺旋线状连续排列。

所述凹槽的深度为0.1～1mm，所述凹槽的槽宽为0.2～1.2mm，所述相邻凹槽的槽间距为0.1～1mm。

所述金刚石层的两侧均设有弧面，所述金刚石层中间的冠顶处为一段冠顶圆弧，所述弧面与冠顶圆弧呈相切状。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型的金刚石复合片，其金刚石层呈冠状，且金刚石层中间的冠顶处厚度最大且厚度向两侧逐渐减小中，这样在破碎岩石时首先以点接触，顶端的压强很大，易切入岩石；同时由于金刚石复合片的形状设计使得岩石不但受到顺钻头旋转方向的切削力，还会受到剪切力，大大提高了金刚石复合片的破岩能力；

2、本实用新型在金刚石复合片切削岩层的过程中，岩渣从冠部两侧位置排出，减少了由于排渣不畅导致钻头承受的阻力，提高了钻头的破岩效率；

3、本实用新型的硬质合金衬体顶面设计成平面，避免了在组装过程中两侧金刚石粉料分布不均匀，降低了加工难度；

4、本实用新型通过冠状的金刚石层结构，直接加厚了金刚石层，在受到冲击时起到缓冲的作用，当金刚石复合片受到一定的冲量I时，由于力传递到结合层的距离增加，延长了传递的时间，I=F·t，当I一定时，力与时间成反比，所以减少了结合层所受到的冲击力，从而减少了金刚石层崩边的现象；

5、本实用新型的材质均匀，结合面规则平整，内部应力均匀分散，有效的减少了复合层崩边的现象，提高了钻头使用寿命；

6、本实用新型加厚了金刚石层，提高了金刚石复合片的耐磨性，延长了钻头的使用寿命。

附图说明

图1是实施例1中金刚石复合片的截面结构示意图。

图2是实施例1中金刚石复合片的外形结构示意图。

图3是实施例2中金刚石复合片的截面结构示意图。

图4是实施例2中硬质合金衬体的截面结构示意图。

图5是实施例2中硬质合金衬体的俯视结构示意图。

图6是实施例3中金刚石复合片的截面结构示意图。