专利名称：金刚石/硬质合金复合片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金刚石/硬质合金复合片，属于超硬材料制造领域。
金刚石/硬质合金复合片是采用金刚石层与硬质合金衬底在超高压高温条件下烧结而成的复合超硬材料，它兼有金刚石与硬质合金的优异性能，被广泛地用作石油或地质钻头上的钻齿，钻井时钻头上的复合片钻齿承受地层强大的切削阻力与冲击力，发生强烈的磨损，甚至金刚石层从硬质合金衬底上破裂脱落，严重影响钻井效果与钻具的耐用度。为改进金刚石/硬质合金复合片钻齿的结构，实用新型专利ZL942015363.3、ZL95209001.5以及ZL96245178.9分别提出了若干种在硬质合金衬底结合面上开槽的方案，使复合片钻齿的耐磨性与抗冲击韧性有所提高，但是由于所开的槽是处于同一方向的若干条直槽，其性能在园周上具有方向性，把复合片钻齿焊接到钻头基体上时，要确保槽端正对着钻削的地层，否则达不到预期的使用效果。但由于焊接时焊料覆盖了复合片的钻齿的表面，无法判别槽端位置，结果使复合片钻齿的性能得不到完全发挥甚至适得其反，所以仍不能满足钻削硬岩、胶结夹层砂岩等恶劣工况上的使用要求。
本实用新型之目的是改进金刚石/硬质合金复合片结构，提供一种在恶劣工况下抗磨损、抗冲击能力强的钻头用金刚石/硬质合金复合片。
上述目的是通过下列方案实现的金刚石/硬质合金复合片(
图1)系由金刚石层(1)与结合面上开有径向辐射状凹槽的硬质合金衬底(2)在超高压高温下烧结而成。其衬底(2)所开的凹槽(3)呈径向辐射状均匀分布于结合表面，金刚石层最大厚度不小于1.5mm。
所述凹槽(3)的宽度为0.3～5mm、深度为0.3～3mm、长度为2mm～衬底(2)的半径长度；槽(3)数量与复合片直径有关，一般直径越大槽数越多；槽(3)的横断面可呈矩形或梯形或三角形或园弧形，或它们的组合形，且相邻面由园弧过渡连接。
因此，本金刚石/硬质合金复合片与已有技术相比具有以下优点金刚石层(1)与衬底(2)结合面上的凹槽(3)呈径向辐射状均匀分布，其性能在园周上无方向性，因此把复合片钻齿焊接到钻头基体上时无需选择槽的方向位置，也不必耽心焊接时焊料覆盖复合片钻齿，始终有一定数量的槽端正对着钻削的地层，能充分发挥复合片钻齿的抗磨损与抗冲击的能力，大大提高了其切削地层的效果。实验证明本金刚石/硬质合金复合片作钻齿钻进硬岩与胶结夹层砂岩时，钻头的使用寿命提高30％以上。
图1为本实用新型金刚石/硬质合金复合片的示意图。
实施例1一种金刚石/硬质合金复合片(
图1)，由金刚石层(1)和结合面上开有径向辐射状凹槽(3)的硬质合金衬底(2)在超高压高温下烧结而成，其衬底结合面上均匀地开有10条横断面呈矩形的径向辐射状凹槽，槽的外端(园周处)宽1.5mm、深1mm，槽的内端宽1mm、深1mm，槽的长度为4mm，凹槽各相邻面过渡园弧半径0.5mm，金刚石层(1)的最大厚度2mm。
实施例2如实施例1所述之金刚石/硬质合金复合片(
图1)，不同的是其衬底结合面上均匀地开有20条断面呈梯形的径向辐射状凹槽，槽的外端宽1mm、深1mm，槽的内端宽0.5mm、深0.5mm，槽的长度3.5mm，凹槽各相邻面过渡园弧半径0.25mm，金刚石层(1)的最大厚度1.8mm。
权利要求1.一种金刚石/硬质合金复合片，系由金刚石层(1)与硬质合金衬底(2)在超高压高温下烧结而成，其特征是在衬底(2)与金刚层(1)的结合面上均匀分布有径向辐射状凹槽(3)。
2.如权利要求1所述之金刚石/硬质合金复合片，其特征是凹槽(3)的宽度为0.3～5mm，深度为0.3～3mm，长度2mm～衬底(2)的半径长度。
3.如权利要求1或2所述之金刚石/硬质合金复合片，其特征是凹槽(3)的横断面呈矩形或梯形或三角形或园弧形，或它们的组合形，且相邻面由园弧过渡连接。
专利摘要本实用新型金刚石/硬质合金复合片是由金刚石层与结合面上开有凹槽的硬质合金衬底在超高压高温下烧结而成,适合用作石油或地质钻头上的切削元件—钻齿,其特征是衬底结合面上开有径向辐射状凹槽。当复合片钻齿焊接到钻头基体上时无需选择凹槽方向位置,即可确保凹槽的外端正对着钻削的地层,可充分发挥钻齿的抗磨损与抗冲击的能力,钻进硬岩与胶结夹层砂岩时能使钻头的使用寿命提高30%以上。
文档编号E21B10/46GK2392909SQ9921628
公开日2000年8月23日 申请日期1999年7月14日 优先权日1999年7月14日
发明者赵云良, 赵爽之 申请人:郑州新亚复合超硬材料有限公司