金刚石复合片及其合金基体的制作方法

本实用新型涉及超硬材料技术领域，尤其涉及一种金刚石复合片及其合金基体。

背景技术：

金刚石复合片自诞生以来，经过几十年的发展，目前已广泛应用与石油钻探、地质勘察、工程钻进、煤炭开采等领域。

随着金刚石复合片技术的发展，金刚石复合片用硬质合金基体的设计越来越受到人们的重视，从最早的平面界面到之后的平行沟槽界面，再到后来的阵列式波点凸起设计。

然而，现有硬质合金基体仍存在与金刚石层的结合面的面积较小、对金刚石层把持力较弱以及易造成的金刚石层局部应力集中而出现脱层和不利于烧结等问题。

技术实现要素：

本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种与金刚石层的结合面的面积较大、对金刚石层的把持力较强的合金基体。

本实用新型的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种具有上述合金基体的金刚石复合片。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，提供一种合金基体，用于装配于金刚石复合片。其中，所述合金基体呈圆柱状结构并具有一结合面，所述结合面上凸设有凸台。所述凸台上设有一个凹陷结构和多个凸起结构，多个所述凸起结构环绕所述凹陷结构分布。所述凹陷结构在所述结合面上的正投影呈正多边形，所述凸起结构在所述结合面上的正投影呈正多边形。

根据本实用新型的其中一个实施方式，所述凸台在所述结合面上的正投影呈圆形，且所述凸台的圆心与所述合金基体的中轴线重合。和/或，所述凸台的边缘与所述结合面的边缘之间的距离大于2mm。

根据本实用新型的其中一个实施方式，所述凸台的高度小于1.5mm。

根据本实用新型的其中一个实施方式，所述凹陷结构在所述结合面上的正投影的几何中心与所述合金基体的中轴线重合。

根据本实用新型的其中一个实施方式，多个所述凸起结构在所述结合面上的正投影的几何中心沿一圆形路径均匀分布，所述圆形路径的圆心与所述凹陷结构在所述结合面上的正投影的几何中心重合。

根据本实用新型的其中一个实施方式，所述凹陷结构的深度等于所述凸台的高度。

根据本实用新型的其中一个实施方式，所述凹陷结构在所述结合面上的正投影的正多边形的边数等于所述凸起结构在所述结合面上的正投影的正多边形的边数。

根据本实用新型的其中一个实施方式，所述凹陷结构在所述结合面上的正投影的面积大于所述凸起结构在所述结合面上的正投影的面积。

根据本实用新型的其中一个实施方式，所述凹陷结构在所述结合面上的正投影呈正八边形，且所述凸起结构在所述结合面上的正投影呈正八边形。

根据本实用新型的其中一个实施方式，所述凸起结构的数量与所述凹陷结构在所述结合面上的正投影的正多边形的边数相等。

根据本实用新型的其中一个实施方式，所述凹陷结构呈棱柱型，且所述凸起结构呈棱柱型。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种金刚石复合片。其中，所述金刚石复合片包括金刚石层以及本实用新型提出的并在上述实施方式中所述的合金基体，所述金刚石层设于所述合金基体的所述结合面一侧。

由上述技术方案可知，本实用新型提出的金刚石复合片及其合金基体的优点和积极效果在于：

本实用新型提出的合金基体的结合面上凸设有凸台。凸台上设有一个凹陷结构和多个凸起结构，多个凸起结构环绕凹陷结构分布。凹陷结构在结合面上的正投影呈正多边形，凸起结构在结合面上的正投影呈正多边形。通过上述结构设计，本实用新型利用凹陷结构和凸起结构，使合金基体与金刚石层相结合的表面的面积增大，从而使合金基体以该表面与金刚石层的结合更加牢固，并能够有效降低上述结合过程中的纵向应力，避免出现金刚石层脱层的现象。另外，本实用新型能够有效增加金刚石层的边缘位置的厚度，提高结构的使用寿命。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本实用新型的优选实施方式的详细说明，本实用新型的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本实用新型的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种合金基体的立体图；

图2是图1示出的合金基体的侧视图；

图3是图1示出的合金基体的俯视图；

图4是沿图3中的a-a直线所做的剖视图。

附图标记说明如下：

100.合金基体；

101.结合面；

110.凸台；

120.凹陷结构；

130.凸起结构；

c.圆形路径；

d.深度；

h.高度；

l.距离；

o.中轴线。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本实用新型。

在对本实用新型的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本实用新型的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本实用新型的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本实用新型范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本实用新型的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本实用新型的范围内。

参阅图1，其代表性地示出了本实用新型提出的合金基体100的立体图。在本实施方式中，本实用新型提出的合金基体100是以应用于石油钻探、地质勘察、工程钻进、煤炭开采等领域的金刚石复合片为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本实用新型的相关设计应用于其他类型的金刚石复合片或其他领域中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本实用新型提出的合金基体100的原理的范围内。

如图1所示，在本实施方式中，本公开提出的合金基体100能够用于装配在金刚石复合片中，即该合金基体100能够与金刚石层结合而装配为金刚石复合片。其中，合金基体100大致呈圆柱状结构并具有一结合面101，合金基体100即通过该结合面101与金刚石层结合。配合参阅图2至图4，图2中代表性地示出了该合金基体100的侧视图；图3中代表性地示出了该合金基体100的俯视图；图4中代表性地示出了将该合金基体100沿图3中的a-a直线所做的剖视图。以下结合上述附图，对本实用新型提出的合金基体100的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。

如图1至图4所示，在本实施方式中，合金基体100的结合面101上凸设有凸台110。该凸台110上设置有一个凹陷结构120和多个凸起结构130，该凹陷结构120是由凸台110的表面朝向下方(定义凸台110是由接合面向上方凸设而成，则相对地定义该下方，本文中上方和下方的描述均为参阅附图的相对位置，并不限定具体的结构)凹陷而成，该凸起结构130是由凸台110的表面向外部(即朝向上方)凸伸而成，且多个凸起结构130环绕分布在凹陷结构120的周围，每个凸起结构130均与凹陷结构120和结合面101的边缘相间隔地布置。较佳地，凹陷结构120在结合面101上的正投影可以大致呈正多边形，且凸起结构130在结合面101上的正投影亦可大致呈正多边形。通过上述结构设计，本实用新型利用凹陷结构120和凸起结构130使合金基体100与金刚石层相结合的表面的面积增大，从而使合金基体100以该表面与金刚石层的结合更加牢固，并能够有效降低上述结合过程中的纵向应力，避免出现金刚石层脱层的现象。另外，本实用新型能够有效增加金刚石层的边缘位置的厚度，提高结构的使用寿命。

较佳地，如图1至图4所示，在本实施方式中，凸台110在结合面101上的正投影可以大致呈圆形，且凸台110的上述正投影图形的对应圆的圆心与合金基体100的中轴线o重合。在其他实施方式中，凸台110在结合面101上的正投影亦可呈其他形状，例如正三角形、正方形、正六边形等正多边形，又如菱形、椭圆形等其他形状等，均不以本实施方式为限。

较佳地，如图3所示，在本实施方式中，凸台110的边缘与结合面101的边缘之间的距离l可以优选地大于2mm，例如2.2mm，3mm，4.6mm等。在其他实施方式中，凸台110的边缘与结合面101的边缘之间的距离l亦可小于或等于2mm，例如2mm，1.8mm，0.9mm等，均不以本实施方式为限。

较佳地，如图2所示，在本实施方式中，凸台110的高度h可以优选为小于1.5mm，例如1.4mm，1mm，0.8mm等。在其他实施方式中，凸台110的高度h亦可优选为大于或等于1.5mm，例如1.5mm，1.8mm，2.4mm等，均不以本实施方式为限。需说明的是，上述凸台110的高度h是指凸台110的上表面相对于结合面101的高度。

较佳地，如图1至图4所示，在本实施方式中，凹陷结构120在结合面101上的正投影的几何中心与合金基体100的中轴线o重合，即凹陷结构120的上述投影图形的几何中心与凸台110的上述投影图形的对应圆的圆心重合。

进一步地，如图3所示，基于凹陷结构120在结合面101上的正投影的几何中心与合金基体100的中轴线o重合的结构设计，在本实施方式中，多个凸起结构130在结合面101上的正投影的几何中心可以优选地沿一圆形路径c均匀分布，且该圆形路径c的对应圆的圆心与凹陷结构120的上述正投影的几何中心重合。

较佳地，如图4所示，在本实施方式中，凹陷结构120的深度d与凸台110的高度h可以优选为相等。在其他实施方式中，凹陷结构120的深度d与凸台110的高度h亦可不相等，并不以本实施方式为限。需说明的是，上述凹陷结构120的深度d是指凹陷结构120的凹陷底部相对于凸台110的上表面的深度，且上述凸台110的高度h是指凸台110的上表面相对于结合面101的高度。即，当凹陷结构120的深度d与凸台110的高度h相等时，凹陷结构120的凹陷底部即为结合面101的一部分。

较佳地，如图1至图4所示，在本实施方式中，凹陷结构120在结合面101上的正投影的正多边形的边数，可以优选地与凸起结构130在结合面101上的正投影的正多边形的边数相等。在其他实施方式中，上述凹陷结构120的正投影的正多边形的边数亦可与上述凸起结构130的正投影的正多边形的边数不相等，并不以本实施方式为限。

进一步地，如图1和图2所示，基于上述凹陷结构120的正投影的正多边形的边数与上述凸起结构130的正投影的正多边形的边数相等的结构设计，在本实施方式中，上述凹陷结构120的正投影的面积可以优选地大于上述凸起结构130的正投影的面积。在其他实施方式中，上述凹陷结构120的正投影的面积亦可小于或等于上述凸起结构130的正投影的面积，并不以本实施方式为限。

进一步地，如图1和图2所示，基于上述凹陷结构120的正投影的正多边形的边数与上述凸起结构130的正投影的正多边形的边数相等的结构设计，在本实施方式中，上述凹陷结构120的正投影可以优选地大致呈正八边形，且上述凸起结构130的正投影亦可优选地大致呈正八边形。在其他实施方式中，当上述凹陷结构120的正投影的正多边形的边数与上述凸起结构130的正投影的正多边形的边数相等时，上述凹陷结构120和凸起结构130的正投影亦可呈其他正多边形，例如正三角形、正方形、正六边形等，并不以本实施方式为限。

进一步地，如图1和图2所示，基于上述凹陷结构120的正投影的正多边形的边数与上述凸起结构130的正投影的正多边形的边数相等的结构设计，在本实施方式中，凸起结构130的数量可以优选地与上述凹陷结构120的正投影的正多边形的边数相等。例如，当上述凹陷结构120的正投影为正八边形时，该合金基体100可以优选地具有8个凸起结构130。在其他实施方式中，凸起结构130的数量亦可与上述凹陷结构120的正投影的正多边形的边数不相等，例如当上述凹陷结构120的正投影为正八边形时，凸起结构130的数量亦可为4个、7个、10个等，并不以本实施方式为限。

更进一步地，如图1和图2所示，基于凸起结构130的数量与上述凹陷结构120的正投影的正多边形的边数相等的结构设计，在本实施方式中，多个凸起结构130可以分别与上述凹陷结构120的正投影的正多边形的各边一一对应地分布。在其他实施方式中，当凸起结构130的数量与上述凹陷结构120的正投影的正多边形的边数相等时，多个凸起结构130亦可分别与上述凹陷结构120的正投影的正多边形的各顶角一一对应地分布，或者，多个凸起结构130还可不对应于上述凹陷结构120的正投影的正多边形的各边或各顶角分布，均不以本实施方式为限。

较佳地，如图1至图4所示，在本实施方式中，凹陷结构120可以优选地大致呈棱柱型。在其他实施方式中，当凹陷结构120在结合面101上的正投影呈正多边形时，凹陷结构120亦可呈其他形状，例如柱型，并不以本实施方式为限。需说明的是，上述凹陷结构120呈棱柱型的描述，是指凹陷结构120的凹陷区域的空间结构呈棱柱型，即，为形成凹陷结构120而将凸台110(或同时包括合金基体100的其他部分)挖除的部分呈棱柱型。

较佳地，如图1至图4所示，在本实施方式中，凸起结构130可以优选地大致呈棱柱型。在其他实施方式中，当凸起结构130在结合面101上的正投影呈正多边形时，凸起结构130亦可呈其他形状，例如柱型，并不以本实施方式为限。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的合金基体仅仅是能够采用本实用新型原理的许多种合金基体中的几个示例。应当清楚地理解，本实用新型的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的合金基体的任何细节或合金基体的任何部件。

基于上述对本公开提出的合金基体的一示例性实施方式的详细说明，以下将对本公开提出的金刚石复合片进行示例性说明。

具体而言，在本实施方式中，本实用新型提出的金刚石复合片至少包括金刚石层以及本实用新型提出的并在上述实施方式中详细说明的合金基体。其中，该金刚石层结合在合金基体的结合面上。需说明的是，由于合金基体的结合面设置有凹陷结构和凸起结构，因此，合金基体与金刚石层相结合的表面并非仅限于结合面的未设有凹陷结构和凸起结构的部分，亦包括凹陷结构的底面和侧壁，还包括凸起结构的顶面和侧壁。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的金刚石复合片仅仅是能够采用本实用新型原理的许多种金刚石复合片中的几个示例。应当清楚地理解，本实用新型的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的金刚石复合片的任何细节或金刚石复合片的任何部件。

综上所述，本实用新型提出的合金基体的结合面上凸设有凸台。凸台上设有一个凹陷结构和多个凸起结构，多个凸起结构环绕凹陷结构分布。凹陷结构在结合面上的正投影呈正多边形，凸起结构在结合面上的正投影呈正多边形。通过上述结构设计，本实用新型通过其凸起结构和凹陷结构的一正一反的凹凸结构，在增大合金基体的与金刚石层的结合表面的表面积，从而使合金基体以该结合面与金刚石层的结合更加牢固。同时，本实用新型通过上述设计还能够有效降低上述结合过程中的纵向应力，避免出现金刚石层脱层的现象。另外，本实用新型能够有效增加金刚石层的边缘位置的厚度，提高结构的使用寿命。

以上详细地描述和/或图示了本实用新型提出的金刚石复合片及其合金基体的示例性实施方式。但本实用新型的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

虽然已根据不同的特定实施例对本实用新型提出的金刚石复合片及其合金基体进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本实用新型的实施进行改动。