[实用新型]钢盔形聚晶金刚石截齿

说明书

技术领域

本实用新型涉及超硬材料技术领域，具体涉及一种钢盔形聚晶金刚石截齿。

背景技术

传统的煤炭和矿物的掘进开采以及隧道的掘进等基本上都是采用硬质合金截齿。为了提高硬质合金截齿头的自锐性，其硬质合金截齿的齿尖结构多为锥面体或子弹头形状。此外，硬质合金截齿的钻头体的齿座，往往都设计成切削角为45度的角度。这样，硬质合金截齿在使用过程中，能够让硬质合金截齿的轴向线与被切削的岩石面呈45度的夹角，硬质合金截齿头能被均匀地磨削，齿尖不断的变尖，自锐性好，较为锋利。通过上述结构，虽然能够保证硬质合金截齿的自锐性，但依旧不可避免因硬质合金的材质所导致的硬质合金不耐磨和使用寿命短等不足，特别是遇到较硬的岩层，使用几分钟截齿都磨损坏了，因此硬质合金截齿的使用成本非常高，效率非常低。

考虑到聚晶金刚石的硬度远大于硬质合金的硬度，目前有很多公司都在积极地研发聚晶金刚石截齿，来取代硬质合金截齿，以提高截齿的耐磨性。但是如果按照原硬质合金截齿头形状设计成锥面体或子弹头形状的齿尖结构，由于受截齿的齿座角度限制，在切削岩石时不是截齿的齿尖头部先接触岩石，而是齿尖腹部先接触岩石，因而对岩石的切削能力比较钝、进尺慢和效率低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是在传统硬质合金截齿的齿座角度不变的情况下应用聚晶金刚石截齿时，所出现的切削能力比较钝、进尺慢和效率低的不足，提供一种钢盔形聚晶金刚石截齿。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

钢盔形聚晶金刚石截齿，由硬质合金基体和聚晶金刚石层组成；所述硬质合金基体包括圆柱形的基体底部、圆台形的基体腹部和钢盔形的基体头部；圆台形的基体腹部的下部与圆柱形的基体底部的上部相接，圆台形的基体腹部的上部与钢盔形的基体头部的下部相接；所述聚晶金刚石层覆盖在硬质合金基体的基体头部和基体腹部的外侧表面上。

上述方案中，所述钢盔形的基体头部由半球形和环形唇边组成；半球形处于中部，并向上突起；环形唇边环绕在半球形底部周边并向外延伸，环形唇边的内缘与半球形的底部边缘相接，环形唇边的外缘与基体腹部相接。

上述方案中，所述聚晶金刚石层在平行于硬质合金基体上表面方向上，由至少2层硬度不同的聚晶金刚石平行层组成。

上述方案中，聚晶金刚石平行层的硬度由内向外逐渐增加。

上述方案中，所述聚晶金刚石层在平行于水平面的横向方向上，由至少2层硬度不同的聚晶金刚石横向层组成。

上述方案中，覆盖在基体头部外侧表面的聚晶金刚石横向层的硬度高于覆盖在基体腹部外侧表面的聚晶金刚石横向层的硬度。

上述方案中，覆盖在基体腹部外侧表面的聚晶金刚石横向层进一步分为至少2层硬度交替变化的聚晶金刚石横向层。

与现有技术相比，本实用新型具有如下特点：

1、钢盔形聚晶金刚石截齿的前端面为聚晶金刚石制成的钢盔形锥面，该钢盔锥形表面由半球形和环形唇边组成，半球形处于中部，并向上突起，环形唇边环绕在半球形基体底部周边并向外延伸，环形唇边的内缘与半球形的基体底部边缘相接，环形唇边的外缘与锥形面相接。

2、钢盔形聚晶金刚石截齿的聚晶金刚石层采用横向分层式结构，既能保证截齿耐磨性的要求，又能大幅度提高截齿的抗冲击性能和使用寿命。

3、这种齿顶部为钢盔帽形状的多层聚晶金刚石结构的截齿在使用过程中不是齿尖的腹部先接触岩石，而是钢盔帽的唇边先切削岩石，且在切削岩石时，钢盔帽的唇边与岩石形成一个较锋利的锐角，使截齿切削岩石时较为锋利。

附图说明

图1为一种钢盔形聚晶金刚石截齿的结构示意图。

图中标号：1、硬质合金基体；1-1、基体底部；1-2、基体腹部；1-3、基体头部；2、聚晶金刚石层；2-1、聚晶金刚石平行层；2-2、聚晶金刚石横向层。

具体实施方式

一种钢盔形聚晶金刚石截齿，如图1所示，包括硬质合金基体1和聚晶金刚石层2。所述硬质合金基体1包括圆柱形的基体底部1-1、圆台形的基体腹部1-2和钢盔形的基体头部1-3。圆台形的基体腹部1-2的下部与圆柱形的基体底部1-1的上部相接，圆台形的基体腹部1-2的上部与钢盔形的基体头部1-3的下部相接。其中钢盔形的基体头部1-3由半球形和环形唇边组成；半球形处于中部，并向上突起；环形唇边环绕在半球形底部周边并向外延伸，环形唇边的内缘与半球形的底部边缘相接，环形唇边的外缘与基体腹部1-2相接。