一种聚晶金刚石复合齿的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及钻探用设备领域，尤其涉及一种聚晶金刚石复合齿。
【背景技术】
[0002]随着现代社会的发展，人们对资源消耗不断增加，地质找矿钻探正向深部、超深部发展，而随着钻探深度的增加，地质的硬度也不断增加，使得深孔地质钻探的难度越来越大。目前矿探行业多采用韧性较强的硬质复合金材料制作牙轮钻头、潜孔钻头和截齿所用的钻进齿来进行地质钻探，该类钻头结构简单、制造方便，在开采硬度较软的岩层时，可以满足使用要求；但遇到偏硬的岩层时，由于硬质合金的耐磨性不够而使钻头的使用寿命过短，钻进速度变慢，频繁更钻头增加了停机时间，造成掘进效率低下。
[0003]针对上述问题，市场上出现了能有效加强钻头耐磨性能的聚晶金刚石复合齿，其能有效改善传统钻头耐磨性能不足的缺点，然而其顶部曲率半径都比较大，这就导致在使用过程中破岩效率较低，并且其韧性比硬质合金还相差甚远，在钻进过程中容易产生崩齿而未能得到广泛运用。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。
【实用新型内容】
[0005]鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种聚晶金刚石复合齿，旨在解决现有技术中聚晶金刚石复合齿的韧性不足、容易产生崩齿且破岩效率低的问题。
[0006]本实用新型的技术方案如下:
[0007]一种聚晶金刚石复合齿，包括硬质合金基体及附着于所述硬质合金基体的上侧面和顶面的聚晶金刚石层，其中，所述硬质合金基体与聚晶金刚石层的结合界面设置为3段相切的弧面:第一弧面、第二弧面及第三弧面，所述硬质合金基体的顶部为一凹锥形结构，所述凹锥形结构内设置有2个以上的凹槽。
[0008]所述的聚晶金刚石复合齿，其中，所述凹槽以硬质合金基体的中轴线为中心呈对称结构。
[0009]所述的聚晶金刚石复合齿，其中，所述凹槽上的圆弧槽面从凹锥形结构的中心一段距离开始向外逐渐变大。
[0010]所述的聚晶金刚石复合齿，其中，所述第一弧面沿硬质合金基体的中轴线为中心对称的位置上设置有若干圆环槽。
[0011]所述的聚晶金刚石复合齿，其中，所述第二弧面沿硬质合金基体的中轴线为中心对称的位置上设置有若干第二圆柱凹坑。
[0012]所述的聚晶金刚石复合齿，其中，所述第二圆柱凹坑的位置上设置有一第二环形槽。
[0013]所述的聚晶金刚石复合齿，其中，所述第三弧面沿硬质合金基体的中轴线呈为中心对称的位置上设置有若干第三圆柱凹坑。
[0014]所述的聚晶金刚石复合齿，其中，所述第三圆柱凹坑位置上有一第三环形槽。
[0015]所述的聚晶金刚石复合齿，其中，所述第二圆柱凹坑的孔径大于所述第三圆柱凹坑的孔径。
[0016]所述的聚晶金刚石复合齿，其中，所述第三弧面沿硬质合金基体的中轴线呈为中心对称的位置上设置有若干第三圆柱凹坑，所述第二弧面沿硬质合金基体的中轴线为中心对称的位置上设置有若干第二凹坑，所述第二圆柱凹坑与所述第三圆柱凹坑错开设置。
[0017]有益效果:通过本实用新型所述的一种聚晶金刚石复合齿，其针对硬质合金基体和聚晶金刚石层之间的结合界面进行改进，使得所制备的聚晶金刚石复合齿在具有良好耐磨性能的同时还具有良好的抗冲击韧性，解决了现有技术中聚晶金刚石复合齿韧性不足，容易产生崩齿的问题。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型实施例中聚晶金刚石复合齿的结构图。
[0019]图2为本实用新型实施例中聚晶金刚石复合齿结合界面的剖面视图。
[0020]图3为本实用新型实施例中聚晶金刚石复合齿结合界面的结构图。
[0021]图4为本实用新型实施例中聚晶金刚石复合齿结合界面的俯视图。
[0022]图5为本实用新型实施例中聚晶金刚石复合齿结合界面的剖面视图。
【具体实施方式】
[0023]本实用新型提供一种聚晶金刚石复合齿，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0024]请参见图1和图2，如图所示，本实用新型聚晶金刚石复合齿包括硬质合金基体100及附着于所述硬质合金基体的上侧面和顶面的聚晶金刚石层200，其中，所述硬质合金基体与聚晶金刚石层的结合界面设置为3段相切的弧面:第一弧面110、第二弧面120及第三弧面130，所述硬质合金基体的顶部为一凹锥形结构140，所述凹锥形结构140有2个以上的凹槽。
[0025]本实用新型实施例通过对硬质合金基体100与聚晶金刚石层200的结合界面进行改进，即将其结合界面设置为3段相切的弧面，使得聚晶金刚石层200和硬质合金基体100之间能形成交错的力，提高了二者的结合强度，同时相切的弧面可以减少参与拉应力；另外，所述硬质合金基体100顶部的凹锥形结构140可以使聚晶金刚石复合齿在受到向下冲击力时起到分散作用力，增强支撑的作用。如图1所示，通过本实用新型所制备出的聚晶金刚石复合齿，其在硬质合金基体与聚晶金刚石层烧结后，形成具有两段锥面的结构，且所述上段锥面的顶部为球面结构；即所述所述硬质合金基体的上侧面和顶面附着聚晶金刚石层后形成具有两段锥面的结构:上段锥面和下段锥面，下段锥面的夹角大于上段锥面的夹角，形成下段大、上段小且顶部为球面过渡的结构，其在无需将聚晶金刚石复合齿顶部做得比较陡峭的情况下仍能使其使其顶部比较尖，抗冲击韧性佳，有效提高了破岩效率。
[0026]具体而言，本实用新型实施例中所述第一弧面110上凸起且弧度较大，其曲率半径为6mm-18mm ;所述第二弧面120向下凹且弧度较小，其曲率半径为;所述第三弧面130向上凸起且弧度最小，其曲率半径为0.5mm-3mm。另外，较佳实施例中，所述凹锥形结构140中的锥面向下凹，且与第三弧面130相切。本实用新型采用3段相切的弧面作为硬质合金基体100与聚晶金刚石层200的结合界面，可以使得所制备出的聚晶金刚石复合齿靠近顶部位置的曲率半径较小，而靠近底部位置的曲率半径较大，避免了单弧面时比较陡峭而造成聚晶金刚石层容易脱落或崩裂的缺陷，保证了支撑力度，且其靠近顶部位置曲率半径较小，使得聚晶金刚石复合齿的顶部较尖，冲击力度高，提高了破岩效率。
[0027]更进一步地，所述第一弧面110的曲率半径为12mm，所述第二弧面120的曲率半径为4mm，所述第三弧面130的曲率半径为1.5mm，采用上述曲率半径所制备出来的聚晶金刚石复合齿，能使在保证聚晶金刚石复合齿的顶部较尖，具有良好冲击力度的同时还能使其底部较为平缓，不易脱落或崩裂。
[0028]另外，请参见图3、图4或图5，图3为本实用新型实施例中聚晶金刚石复合齿结合界面的结构图，