一种聚晶金刚石复合片基体的制作方法

本实用新型涉及聚晶金刚复合片技术领域，特别是涉及一种聚晶金刚石复合片基体。

背景技术：

目前石油地质钻探用聚晶金刚石复合片的硬质合金基体与聚晶金刚石层之间的界面结构类型较多，但是归纳起来主要有以下几类:

(1)结合界面为平面的PDC；

(2)结合界面之间采用平行、垂直相交或其他各种形状的槽形或简单凸凹形等几何形式联结；

(3)结合界面之间同时采用台阶形和槽形等几何形式联结；

(4)结合界面是曲面。

由于复合片的金刚石层和基体的各处厚度并不均匀，所以在不同厚度的地方钴的分布会发生偏聚，这就导致了复合片性质不稳定，质量很难保证。同时，对于尖角的界面，由于尖角处的性质与周围物质的性质有很大差别，容易集中残余应力，又因为形状尖锐，也容易集中冲击应力。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种聚晶金刚石复合片基体，有效降低聚晶金刚石复合片热应力与界面应力。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种聚晶金刚石复合片基体，包括横截面为圆的中心平台和设置在所述中心平台上的凸起，所述凸起顶端与所述中心平台的平面通过光滑的曲面过渡。

其中，所述凸起的顶端的纵截面为正弦曲线。

其中，多个所述凸起关于所述中心平台的直径对称。

其中，所述中心平台包括圆环区和位于所述圆环区内的凸台区，所述凸台区与所述圆环区之间形成台阶，所述凸台区通过圆弧过渡到所述圆环区。

其中，多个所述凸台成正方形点阵排布。

其中，所述凸台区的纵截面为正弦曲线。

其中，所述凸台的横截面为正方形。

其中，所述凸台区包括设置于所述凸台区中心的圆环凸台和环绕设置于所述圆环凸台的多个外围凸台。

其中，六个所述外围凸台左右相邻，组成六花瓣结构。

其中，所述六花瓣结构与所述中心平台的过渡轮廓为平滑的双曲线或椭圆曲线。

与现有技术相比，本实用新型实施例所提供的聚晶金刚石复合片基体具有以下优点：

本实用新型实施例所提供的聚晶金刚石复合片基体，包括横截面为圆的中心平台和设置在所述中心平台上的凸起，所述凸起顶端与所述中心平台的平面通过光滑的曲面过渡。

所述聚晶金刚石复合片基体，通过使得凸起顶端与所述中心平台的平面通过光滑的曲面过渡，即采用曲面和台阶相结合的方式形成界面，使得各部分之间平滑过渡，避免尖角结构，这样就改善了因为形状尖锐而导致的容易集中残余应力和容易集中冲击应力的缺陷，有效降低聚晶金刚石复合片热应力与界面应力，提高了聚晶金刚石复合片界面结合力，进而改善产品抗冲击性能和耐磨性，使之能承受更大切削负荷，在恶劣条件下使用寿命更长。

综上所述，本实用新型实施例提供的聚晶金刚石复合片基体，通过使得凸起顶端与所述中心平台的平面通过光滑的曲面过渡，提高了聚晶金刚石复合片界面结合力，进而改善产品抗冲击性能和耐磨性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的聚晶金刚石复合片基体的一种实施例的剖视图示意图；

图2为本实用新型实施例所提供的聚晶金刚石复合片基体的一种实施例的立体图示意图；

图3为本实用新型实施例所提供的聚晶金刚石复合片基体的一种实施例的正视图示意图；

图4为本实用新型实施例所提供的聚晶金刚石复合片基体的另一种实施例的俯视图示意图；

图5为本实用新型实施例所提供的聚晶金刚石复合片基体的另一种实施例的立体图示意图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，现有技术中由于复合片的金刚石层和基体的各处厚度并不均匀，所以在不同厚度的地方钴的分布会发生偏聚，这就导致了复合片性质不稳定，质量很难保证。同时，对于尖角的界面，由于尖角处的性质与周围物质的性质有很大差别，容易集中残余应力，又因为形状尖锐，也容易集中冲击应力。

现有基体界面多采用在平面上隆起凸起或凹陷成沟槽，也有一部分采用曲面结构，本使用新型采用隆起正弦状凸起和台阶形相结合，这样可以增加界面结合面面积进而增加结合力。

基于此，本实用新型实施例提供了一种聚晶金刚石复合片基体，包括横截面为圆的中心平台和设置在所述中心平台上的凸起，所述凸起顶端与所述中心平台的平面通过光滑的曲面过渡。

综上所述，本实用新型实施例提供的聚晶金刚石复合片基体，通过使得凸起顶端与所述中心平台的平面通过光滑的曲面过渡，即采用曲面和台阶相结合的方式形成界面，使得各部分之间平滑过渡，避免尖角结构，这样就改善了因为形状尖锐而导致的容易集中残余应力和容易集中冲击应力的缺陷，有效降低聚晶金刚石复合片热应力与界面应力，提高了聚晶金刚石复合片界面结合力，进而改善产品抗冲击性能和耐磨性，使之能承受更大切削负荷，在恶劣条件下使用寿命更长。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

请参考图1-5，图1为本实用新型实施例所提供的聚晶金刚石复合片基体的一种实施例的剖视图示意图；图2为本实用新型实施例所提供的聚晶金刚石复合片基体的一种实施例的立体图示意图；图3为本实用新型实施例所提供的聚晶金刚石复合片基体的一种实施例的正视图示意图；图4为本实用新型实施例所提供的聚晶金刚石复合片基体的另一种实施例的俯视图示意图；图5为本实用新型实施例所提供的聚晶金刚石复合片基体的另一种实施例的立体图示意图。

在一种具体方式中，所述聚晶金刚石复合片基体，包括横截面为圆的中心平台10和设置在所述中心平台10上的凸起20，所述凸起20顶端与所述中心平台10的平面通过光滑的曲面过渡。

所述聚晶金刚石复合片基体，通过使得凸起20顶端与所述中心平台10的平面通过光滑的曲面过渡，即采用曲面和台阶相结合的方式形成界面，使得各部分之间平滑过渡，避免尖角结构，这样就改善了因为形状尖锐而导致的容易集中残余应力和容易集中冲击应力的缺陷，有效降低聚晶金刚石复合片热应力与界面应力，提高了聚晶金刚石复合片界面结合力，进而改善产品抗冲击性能和耐磨性，使之能承受更大切削负荷，在恶劣条件下使用寿命更长。

本实用新型中的中心平台10的表面可以是平面，也可以是具有凹槽的表面，所述凹槽与表面之间通过曲线平滑过渡。

所述凸起20的顶端的纵截面为正弦曲线，通过使得凸起20的表面呈正弦过渡，以正弦曲面过渡的槽型与其它结合面过渡的槽型情形相比，正弦面的结合面面积大，层间结合更牢固。采用正弦面各处过渡平滑，有效降低界面应力和热应力，避免了其它界面由于尖角处的性质与周围物质的性质差别，改善了容易集中残余应力和集中冲击应力的弊端。

需要说明的是，所述凸起20的顶端还可以是其它形状的曲线，只要能够避免了其它界面由于尖角处的性质与周围物质的性质差别，改善了容易集中残余应力和集中冲击应力的弊端即可。

为减小界面的残余应力，一般将凸起20在所述中心平台10上均匀分布，由于所述中心平台10的横截面为圆形，因此多个所述凸起20关于所述中心平台10的直径对称。

为了方便聚晶金刚石复合片基体和聚晶金刚石层结合，位于中心平台10上的凸台不会将中心平台10占满，会在边缘有一定的区域，一般所述中心平台10包括圆环区和位于所述圆环区内的凸台区，所述凸台区与所述圆环区之间形成台阶，所述凸台区通过圆弧过渡到所述圆环区，即从较高的凸台区的到较低的圆环区通过圆弧过渡连接。需要说明的是，本实用新型对所述中心平台10的直径、圆环区的内圆的直径以及过渡圆弧的曲率半径、弧长均不作具体限定。

为进一步减少界面应力，多个所述凸台成正方形点阵排布，即多个所述凸台的相同位置点都能形成边长相等的正方形网格。需要说明的是，多个所述凸台还可以以其它类型的点阵排布，本实用新型对此不作具体限定。

为进一步增加曲面面积，减少基体的界面应力，所述凸台区的纵截面为正弦曲线，这里的纵截面可以是左右方向的纵截面，可以是前后方向的纵截面，本实用新型在此不作具体限定。

为增加曲面面积，减少界面应力，所述凸台的横截面为正方形。

除上述采用多个形状相同的凸台设置在所述中心平台10，纵横排列之外，还可以采用不同的形状的凸台沿周向进行设置，即所述凸台区包括设置于所述凸台区中心的圆环凸台21和环绕设置于所述圆环凸台的多个外围凸台22，这样能够改变应力的集中方向。

为增加界面面积，减少界面应力，一般将凸台尽可能相邻，在一个具体的实施例中，六个所述外围凸台22左右相邻，组成六花瓣结构。当然，还可以使用其它数量的凸台组成其它的花瓣结构或者其它的形状，只要能够减少界面应力即可。

一般所述六花瓣结构与所述中心平台10的过渡轮廓为平滑的双曲线或椭圆曲线。

综上所述，本实用新型实施例提供的聚晶金刚石复合片基体，通过使得凸起顶端与所述中心平台的平面通过光滑的曲面过渡，即采用曲面和台阶相结合的方式形成界面，使得各部分之间平滑过渡，避免尖角结构，这样就改善了因为形状尖锐而导致的容易集中残余应力和容易集中冲击应力的缺陷，有效降低聚晶金刚石复合片热应力与界面应力，提高了聚晶金刚石复合片界面结合力，进而改善产品抗冲击性能和耐磨性，使之能承受更大切削负荷，在恶劣条件下使用寿命更长。

以上对本实用新型所提供的聚晶金刚石复合片基体进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。