[实用新型]一种聚晶金刚石复合片

说明书

本实用新型公开一种聚晶金刚石复合片，所述聚晶金刚石复合片应用于钻头上，并分布在钻头的外表面，涉及超硬材料技术领域，其包括硬质合金基体以及设置在所述硬质合金基体上端面的聚晶金刚石层，其中，所述聚晶金刚石层包括基层及切削部；所述切削部包括上端部、多个斜凹曲面及第一切削刃；所述第一切削刃由相邻所述斜凹曲面相交而成；所述多个斜凹曲面设置在所述基层与所述上端部之间。其切削刃为尖锐棱，可在金刚石层磨损前后持续保持破岩的锋利性，同时由于切削刃相连的几何面为下斜凹曲面，因而相比斜平面点接触所产生压强更大，在中硬地层及软硬交错地层破岩效率更高，从而在实际打井钻探过程中提升机械进尺速度。

技术领域

本实用新型涉及超硬材料技术领域，特别涉及一种聚晶金刚石复合片。

背景技术

聚晶金刚石复合片（以下简称PDC）由金刚石微粉和硬质合金在高温高压条件下液相烧结而成，以其突出的超高硬度和高耐磨性，作为超耐磨切削元件已在刮刀钻头、牙轮钻头、潜孔钻头等工具上，自问世以来已被广泛应用于油气钻探、煤炭开采等钻采业领域。

目前，所用的金刚石复合片钻头在单次切削上排屑量少，金刚石层垂直投影方向存在圆弧过渡，破岩效率较慢，存在钻进效率不足之处。

因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种聚晶金刚石复合片，旨在解决现有金刚石复合片在用作钻头时，单次切削排屑量少，破岩效率慢的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种聚晶金刚石复合片，包括硬质合金基体以及设置在所述硬质合金基体上端面的聚晶金刚石层，其中，所述聚晶金刚石层包括基层及切削部；所述切削部包括上端部、若干斜凹曲面及第一切削刃；所述第一切削刃由相邻所述斜凹曲面相交而成；所述若干斜凹曲面设置在所述基层与所述上端部之间。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，所述斜凹曲面为凹柱面、凹球面、凹抛物面和凹双曲面中的任一种；所述斜凹曲面的个数为2-4个。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，所述上端部为平台、凸曲面结构或棱锥结构。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，任意两相邻的所述斜凹曲面之间的交角为10^o -180^o。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，所述斜凹曲面与所述基层的交角为0^o - 90^o。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，所述斜凹曲面与上端部正投影面积之和占所述金刚石层投影总面积的20% - 100%。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，所述基层的外径与所述硬质合金基体的外径相等，且沿竖直方向所述基层上设置有若干级切削层，距离所述硬质合金基体越远的切削层的外径越小。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，所述斜凹曲面与所述基层相交构成边缘轮廓，所述边缘轮廓上设置有倒角。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，所述棱锥的侧面为凹曲面，任一所述相邻侧面相交构成第二切削刃；所述凹曲面与所述基层之间的夹角为5^o - 30^o。

所述的聚晶金刚石复合片，其中，所述切削层级为三级，分别为第一异形切屑层，第二异形过渡层以及第三异形切削层，所述第一异形切削层与所述基层的顶面接触，所述第三异形层与所述切屑部的底面接触，所述第二过渡层处于所述第一异形层和第三异形层之间。