[实用新型]一种用于聚晶金刚石复合片的硬质合金基体

说明书

本实用新型公开了一种用于聚晶金刚石复合片的硬质合金基体，涉及超硬材料复合片生产技术领域。本实用新型包括底座，底座的顶面通过圆锥台连接有形状为圆柱体的凸台，底座的轴向对称轴与凸台的轴向对称轴基本重合，凸台顶面设置有基本对称的界面结构，界面结构包括基本水平设计的圆环台和圆弧台。此硬质合金基体可增加金刚石粉料的流动性，提高金刚石层与硬质合金基体的结合力，又因界面结构是对称结构，因此保证了界面处应力分布均匀，降低界面处应力集中和金刚石层表面的应力，从而提高了金刚石复合片的使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及超硬材料复合片生产技术领域，特别涉及一种用于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将金刚石微粉和硬质合金基体组装成内模，然后在高温高压条件下压制而成的超硬复合材料，具有良好的耐磨性能和冲击性能，在用聚晶金刚石复合片制作钻头时，能显著提升钻头的使用性能。随着聚晶金刚石复合片在石油、工程钻井和地质钻探等各个行业领域内的广泛应用，各行业对其强度和抗冲击性要求也越来越高。

最初的金刚石层与硬质合金基体之间的界面结构为一个平面，但由于金刚石与硬质合金基体之间的接触面积小，两者之间的弹性模量和热膨胀系数差异较大，因此在合成过程中，两者在界面结合力小，同时，在降温阶段，界面处会产生较大的残余应力，使得聚晶金刚石层与硬质合金基体因强度不够，而出现金刚石层的脱落和断裂现象，限制了其使用范围。

随着科研人员对硬质合金基体界面的深入研究，目前界面结构向平行沟槽、垂直相交、曲面、凸凹形等界面结构发展，但由于金刚石层和硬质合金基体的各处厚度不一致，因此界面处残余应力分布不均匀，容易产生应力集中，导致产品质量不稳定，同时，界面结构也增加了金刚石层表面的残余应力，导致聚晶金刚石复合片的金刚石层容易崩齿。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型解决的技术问题为：如何在聚晶金刚石复合片制作过程中，降低界面处应力集中和金刚石层表面的应力。

为达到以上目的，本实用新型提供的用于聚晶金刚石复合片的硬质合金基体，包括底座，底座的顶面通过圆锥台连接有形状为圆柱体的凸台，底座的轴向对称轴与凸台的轴向对称轴基本重合，凸台顶面设置有基本对称的界面结构，界面结构包括圆环台和圆弧台。

在上述技术方案的基础上，所述圆环台设置于凸台的基本中心位置，圆环台的周围设置有基本均匀分布的圆弧台，圆环台与每个圆弧台高度基本相同。

在上述技术方案的基础上，所述圆环台底部外环的半径选用2.5～3mm，圆环台底部内环的半径选用1～1.5mm。

在上述技术方案的基础上，所述圆环台的高度选用1～1.3mm，圆环台内外面的边线与轴向方向的夹角基本相同，夹角范围选用1～5°。

在上述技术方案的基础上，所述圆弧台以圆环台为中心，向圆环台外依次分布于若干个不同半径的同心圆的圆周上。

在上述技术方案的基础上，每个所述圆周上分别设置有若干个圆弧台，同一圆周上相邻的圆弧台间距选用5mm。

在上述技术方案的基础上，所述最内侧同心圆与圆环台的间距、相邻同心圆的间距基本相同。

在上述技术方案的基础上，每个所述圆弧台的底部宽度选用1.5～1.8mm，其内外侧边线与轴向方向的夹角基本相同，夹角范围选用1～5°。

在上述技术方案的基础上，所述凸台的直径比底座的直径小6～8mm。

在上述技术方案的基础上，所述圆锥台的母线与水平面的夹角选用3～10°。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：