一种多边形金刚石复合片基体的制作方法

本发明涉及复合材料，是一种多边形金刚石复合片基体。

背景技术：

金刚石复合片是由硬质合金层和聚晶金刚石层在高温下烧结而成，金刚石复合片具有极高的硬度、耐磨性及抗冲击性等，主要用于各种工具的加工材料。由于金刚石和硬质合金具有不同的物理、化学性能，在热膨胀系数及弹性横量等方面有较大差异，因此，在烧结过程中的降温、升温会对两种材料的界面结合产生较大热残余应力，这种应力直接影响金刚石复合片的性能，为此，本领域技术人员提供了多种金刚石复合片基体，以减少烧结时聚晶金刚石层与硬质合金层界面结合的应力。但是已有的金刚石复合片结构存在较多不足，界面的连接易残存热应力，结构特点导致金刚石复合片易于与硬质合金脱层，界面易产生裂纹，工作时金刚石层易脱落和断裂，有些技术方案采用沟槽结构，影响了合金内部CO元素的渗透距离，导致金刚石复合片的中心部位很难烧结完全，影响金刚石复合片的质量等。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种多边形金刚石复合片基体，它能够解决现有技术的不足。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案：一种多边形金刚石复合片基体，包括硬质合金体，硬质合金体顶面设置数条环形多边形凸起，每两条环形多边形凸起之间设置凹槽，硬质合金体顶面中部设置向下凹的环形平台，环形平台的外周设置比环形平台的表面高的第一环形多边形凸起，硬质合金体的外边沿处设置环形复合平台，环形复合平台的上表面低于环形平台的上表面。每两条环形多边形凸起间的凹槽纵向截形状是U型。硬质合金体顶面设置四条环形多边形凸起，第一环形多边形凸起与第二环形多边形凸起间设置第一凹槽，第二环形多边形凸起与第三环形多边形凸起间设置第二凹槽，第三环形多连形凸起与第四环形多边形，凸起间设置第三凹槽。环形多边形凸起是由多条直边相互连接组成，环形多边形凸起的直边是16-25条。第一环形多边形凸起、第二环形多边形凸起、第三环形多连形凸起和第四环形多边形的直边均是16条。环形平台的上表面高于每两条环形多边形凸起间凹槽的底表面。环形多边形凸起的直边是16-20条。

本发明提供的金刚石复合片基体，大幅降低了金刚石与硬质合金层界面结合时产生的较大残余应力，减少了聚晶金刚石各部分性能之间的差异，保证聚晶金刚石层烧结的均匀性，提高了聚晶金刚石复合片做钻头原料使用时的钻头钻进性能的稳定，工作时，金刚石层不易脱落、不断裂。

本发明提供的结构，提高了复合面处的结合强度，使聚晶金刚石复合片烧结更加稳定，环形多边形结构增加了使用中定向切削的能力，在油气地质钻探中使用时，工作效率提高10%左右，并延长了刀具的使用寿命。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图；附图2是图1的俯视结构示意图。

具体实施方式

对照附图对本发明做进一步说明。

本发明所述的一种多边形金刚石复合片基体，包括硬质合金体1，硬质合金体1顶面设置数条环形多边形凸起，每两条环形多边形凸起之间设置凹槽，硬质合金体1顶面中部设置向下凹的环形平台3，环形平台3的外周设置比环形平台3的表面高的第一环形多边形凸起4，硬质合金体1的外边沿处设置环形复合平台2，环形复合平台2的上表面低于环形平台3的上表面，每两条环形多边形凸起间的凹槽纵向截形状是U型。本发明所述的硬质合金体1顶面是复合面，是聚晶金刚石与硬质合金的复合面。本发明复合面的中部设置的向下凹的环形平台3，在其上放置CO浓度较高的金刚石微粉能使复合片聚晶层在进行高温高压烧结中，使合金基体中部环形平台3的CO元素在高温液相状态下充分均匀的扩散到金刚石微粉当中，避免形成CO的偏聚，促使复合片的外围与中心部位烧结的均匀性，提高了复合片中心部位的烧结强度，并可延长复合片使用中的寿命。本发明设计的环形多边形凸起是一种外接圆多边形，这种结构增加了基体与金刚石粉的结合面积，大幅提高了复合面处的结合强度，使聚晶金刚石复合片烧结更加稳定，使用性能大幅提高，提高了工作效率。

本发明提供的进一步方案是：硬质合金体1顶面设置四条环形多边形凸起，第一环形多边形凸起4与第二环形多边形凸起5间设置第一凹槽10，第二环形多边形凸起5与第三环形多边形凸起6间设置第二凹槽9，第三环形多连形凸起6与第四环形多边形，凸起7间设置第三凹槽8。这是能够达到极好效果的选择方案，能够进一步提高基体与金刚石粉的充分结合面积，进一步提高复合面处的结合强度。

本发明进一步的优先方案是：环形多边形凸起是由多条直边相互连接组成，环形多边形凸起的直边是16-25条，第一环形多边形凸起4、第二环形多边形凸起5、第三环形多连形凸起6和第四环形多边形7的直边均是16条。更优选的方案是;环形多边形凸起的直边是16-20条。

本发明所述的环形平台3的上表面高于每两条环形多边形凸起间凹槽的底表面。更进一步增加CO元素扩散到金刚石微粉中，避免形成CO元素的扩散断层。