[实用新型]一种三棱齿聚晶金刚石复合片

说明书

本实用新型的目的是提供一种三棱齿聚晶金刚石复合片，包括硬质合金基体和聚晶金刚石复合层，聚晶金刚石复合层上表面呈中心高周边低的三条凸棱，两条凸棱之间为排屑凹面，所述三条凸棱在其横截面上为向上的三角形状的凸棱；使得钻齿复合层的结构设计既保持原有的抗冲击韧性，又不降低复合片的切削面积，提高钻齿的钻进效率。

技术领域

本实用新型涉及聚晶金刚石复合片合成制备技术领域，更具体的说，涉及一种三棱齿聚晶金刚石复合片。

背景技术

聚晶金刚石复合片（PDC）是聚晶金刚石切削层和硬质合金衬底层在高温高压条件下一次合成的新型超硬复合材料，复合片既具有金刚石的高硬度，高耐磨性和导热性，又具有硬质合金的高强度和高抗冲击韧性，在石油与天然气开采,工程工具，刀具材料，航空航天等领域得到广泛应用。

在地质，石油，煤田的开采钻探中，钻头大多采用聚晶金刚石复合片钻齿对岩石进行切削钻进，在钻遇含砾石的地层或地层软硬交错较复杂的情况，金刚石复合片容易崩齿脱层，从而导致钻头整体失效。现有产品在聚晶金刚石复合层的上表面设置三条凸起的窄刃或者宽刃，凸起的窄刃有助于在切削过程中起到挤压破碎的作用，从而提高了复合片的抗冲击性能，但是相比于传统的平面复合片又减少了切削面积，从而影响了机械钻进速度。凸起的宽刃增大聚晶金刚石复合层的切削面积，从而提高了机械钻进速度，但是挤压破碎的作用又被减弱了，从而降低了复合片的抗冲击性能，因而现有的三棱齿的技术都还有待改善和提高。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种三棱齿聚晶金刚石复合片，使得钻齿复合层的结构设计既保持原有的抗冲击韧性，又不降低复合片的切削面积，提高钻齿的钻进效率。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：

一种三棱齿聚晶金刚石复合片，包括硬质合金基体和聚晶金刚石复合层，聚晶金刚石复合层上表面呈中心高周边低的三条凸棱，两条凸棱之间为排屑凹面，所述三条凸棱在其横截面上为向上的三角形状的凸棱。所述三角形的顶角为30°-169°，优选顶角角度为85°。

所述三角形的两条侧边长度为1-5mm，优选长度是2mm。 所述三条凸棱的棱线在顶部交汇形成的封闭区域为中心高的圆弧边三角形曲面。 所述排屑凹面两侧为曲面三角形斜坡，曲面三角形斜坡之间为圆弧凹槽。

所述三条凸棱的棱边分为3段，从边缘往里是棱边直线段，两直线段之间是棱边曲线段，棱边直线段对应曲面三角形斜坡，棱边曲线段对应圆弧凹槽。

所述圆弧凹槽与曲面三角形斜坡之间为平滑曲面过渡。

所述排屑凹面与水平方向的夹角为1-45°，优选夹角角度为18°。

所述硬质合金基体高8-12mm，优选硬质合金基体高度为9.7mm；聚晶金刚石复合层高2-5mm，优选聚晶金刚石复合高度为3.5mm；硬质合金基体和聚晶金刚石复合层直径相同，是13-20mm；优选直径为13.44mm,15.88mm,和19.05mm。

所述聚晶金刚石复合层上表面的最高点到聚晶金刚石复合层侧面轮廓线最高点之间的距离为0.5-3mm，优选距离为1.5mm。

相对于现有技术，本实用新型能够：

1.聚晶金刚石复合层上表面设置的三条凸棱作为主切削刃，凸棱、排屑凹面与聚晶金刚石复合层的侧面相交形成的侧边作为侧切削刃，主切削刃和侧切削刃都是锋利的尖状，更容易进入地质层，降低了切削阻力，提高了切屑效率，机械转速更快。

2.聚晶金刚石复合层上表面设置的三条凸棱是非平面结构，呈中间高两边低的弧形凸起，这种非平面的凸起结构，增大了聚晶金刚石复合层的切削面面积，提高了复合片的抗冲击性能和耐磨性，提高了使用寿命。

3.排屑凹面为有一定斜度的凹面，有助于分散切屑，有方向的排出切屑，提高排屑能力。