[发明专利]一种合成聚晶金刚石复合片的硬质合金基体

说明书

技术领域

本发明涉及聚晶金刚石材料的生产技术领域，特别涉及一种合成聚晶金刚石复合片的硬质合金基体。

背景技术

聚晶金刚石复合片是由硬质合金基体和金刚石微粉在高温高压下烧结而成的一种用于石油、天然气钻探或刀具切削等各个领域的新型复合材料。

但是，由于硬质合金和金刚石的热膨胀系数、弹性模量等性能参数不同，烧结成的聚晶金刚石复合片内部将残余部分应力。残余的应力分布在硬质合金和金刚石相结合的表面，影响硬质合金基体与金刚石的结合力，且残余应力越大结合力越小。存在残余应力的聚晶金刚石复合片的抗冲击韧性差，容易导致其崩裂、分层等非正常破坏，严重影响聚晶金刚石的质量。

因此，如何提高硬质合金与金刚石的结合力，以提高聚晶金刚石复合片的抗冲击韧性，进而提高聚晶金刚石的质量，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种合成聚晶金刚石复合片的硬质合金基体，以提高聚晶金刚石复合片的抗冲击韧性，进而提高聚晶金刚石的质量。为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种合成聚晶金刚石复合片的硬质合金基体，其中，所述硬质合金基体中用于与金刚石结合的上表面为弧形面，且所述弧形面上设置有均匀分布的凸起。

优选地，上述的硬质合基体中，所述硬质合金基体为圆柱体，且所述硬质合金基体的上表面为向外凸起的圆弧面。

优选地，上述的硬质合基体中，所述凸起包括：

设置在所述硬质合金基体的上表面中心处的中心凸起；

沿所述硬质合金基体的周向分布的若干周边凸起。

优选地，上述的硬质合基体中，所述周边凸起以所述中心凸起为中心呈三层圆环状分布，且每层所述周边凸起的个数由靠近所述中心凸起的内层向远离所述中心凸起的外层呈等差递增数列分布。

优选地，上述的硬质合基体中，内层的所述周边凸起个数为6、外层的所述周边凸起个数为18、外层与内层之间的所述周边凸起的个数为12。

优选地，上述的硬质合基体中，所述中心凸起中心点与内层任一所述周边凸起中心点的连线和所述中心凸起中心点与所述内层周边凸起相邻的中层所述周边凸起中心点的连线的夹角为30°；

所述中心凸起中心点与中层任一所述周边凸起中心点的连线和所述中心凸起中心点与所述内层周边凸起相邻的外层周边凸起中心点的连线的夹角为15°。

优选地，上述的硬质合基体中，所述中心凸起为半球状凸起。

优选地，上述的硬质合基体中，所述周边凸起为半球形、圆台形、圆锥形、半椭球形或凸起方向朝向所述中心凸起的凸半球形的凸起。

优选地，上述的硬质合基体中，所述上表面的弧度为5-30°。

优选地，上述的硬质合基体中，还包括开设在所述凸起的中心的凹槽，且所述凹槽的截面与所述凸起的截面形状相同。

本发明提供了一种合成聚晶金刚石复合片的硬质合金基体，其中，该硬质合金基体中用于与金刚石结合的结合面为弧形面，且弧形面上设置有均匀分布的凸起。本申请中通过将硬质合金基体中与金刚石结合的结合面设置为弧形面，并在弧形面上设置凸起，设置的弧形面一方面增加了金刚石层与硬质合金基体的接触面积，以减小单位接触面上的残余应力，还减小了合成聚晶金刚石复合片过程中的横向压力梯度，从而改善了复合片中的残余热应力分布。而弧形面上的凸起则可减小拉应力的集中的问题。因此，通过上述设置不仅可减小单位接触面上的残余应力大小，还能减小应力集中的问题，从而提高了硬质合金基体与金刚石的结合力，进而提高了聚晶金刚石的质量。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的硬质合金基体的主视图；

图2为本发明实施例中提供的第一种硬质合金基体的俯视图；

图3为本发明实施例中提供的第二种硬质合金基体的俯视图；

图4为本发明实施例中提供的第三种硬质合金基体的俯视图；

图5为本发明实施例中提供的第四种硬质合金基体的俯视图；

图6为本发明实施例中提供的设有凹槽的硬质合金基体的主视图；

图7为图6的俯视图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种合成聚晶金刚石复合片的硬质合金基体，以提高聚晶金刚石复合片的抗冲击韧性，进而提高聚晶金刚石的质量。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。