一种金刚石复合片基体的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种金刚石复合片基体，由底面、复合面及侧面组成，复合面由凸出的球面、沿球面均布的凹槽及若干设置于凹槽外的球面上凸出的小半球面组成；沿球面均布的凹槽为偶数条、均匀设置且球心对称；凹槽将球面均匀分割成若干瓣，每瓣的球面上都镶嵌着大小一致、数量相等、布局一致的若干小半球；本发明的金刚石复合片基体有效复合面积最大化，复合强度更高，具有更强的抗剥落和抗冲击能力。同时模具制造工艺可行，模压成型性好。
【专利说明】一种金刚石复合片基体
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种金刚石复合片基体，尤其涉及与金刚石接触的复合面结构。
【背景技术】
[0002]金刚石复合片是由金刚石层与硬质合金基体组成的超硬复合材料。它既有金刚石的硬度与耐磨性，又有硬质合金的抗冲击性和可焊接性的特点，主要应用于石油与地质钻探工具等。
[0003]金刚石复合片基体的基体上表面即复合面，根据具体刀具及使用技术状况的不同，有平面或有球面的不同形状。为了金刚石与基体复合强度和抗冲击性更好，复合面上往往还增加一些纵横向、或环形分布的沟槽或凸起，目前同行业中复合面的沟槽或凸起有条纹状的、网格状的；或球头复合面上带沟槽的；或在圆台复合面上设计放射状的齿等等。增加沟槽的复合面，结合面积大大增加，表面的多晶金刚石层材料与基体粘结的更加牢靠，但形状复杂的齿型，如果齿型布局和齿型参数设计不合理，可能会导致加工模具电极时刀具或发生干涉或断刀而导致模具无法加工；也可能导致产品压制成型性能差，无法模压成型，或者模压质量差、合格率低等等。
【发明内容】
[0004]本发明的金刚石复合片基体提供了一种不同的复合面结构，使基体有效复合面积最大化，复合强度更高，具有更强的抗剥落和抗冲击能力。同时模具制造工艺可行，模压成型性好。
[0005]本发明的金刚石复合片基体，由底面、与之相对的复合面及连接上述底面和复合面的侧面组成，所述复合面由凸出的球面、沿球面均布的凹槽及若干设置于凹槽外的球面上凸出的小半球面组成。
[0006]所述沿球面均布的凹槽为偶数条、均匀设置且球心对称；凹槽将球面均匀分割成若干瓣，每瓣的球面上都镶嵌着大小一致、数量相等、布局一致的若干小半球。所述凹槽为最好八条、呈“米”字状均匀且球心对称。
[0007]所述小半球数量从球面中心往外逐层增多，每层小半球的球心的水平投影都在同一个圆周上，且每层小半球之间间距均匀；最外层小半球外缘与基体侧面的水平投影距离(Φ? - Φ?) / 2 ^ 1mm;小半球与球面交接处为圆弧连接。
[0008]所述凹槽截面为半圆形、矩形或梯形，凹槽侧面与球面交接处、或与凹槽自身底面为圆弧连接。
[0009]本发明的金刚石复合片基体，其复合面是一凸出的球面被若干凹槽均匀切割成若干瓣，每瓣球面上又镶嵌了若干小半球。这种独特的几何形状的设计，使基体有效复合面积最大化，复合强度高，具有更强的抗剥落和抗冲击能力。、而所有凹槽与球面，所有小半球与球面的交接处都圆弧连接。槽型参数设计合理，模具制作工艺可行，能够保证高精度的表面质量，产品模压成型性能好。、【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明的金刚石复合片基体主视图；
图2是图1的俯视图；
图3是图2的A-A剖视图；
图4是图1中P部(小半球4处)的放大剖视图；
图5是图2中m-m断面(凹槽5断面)的放大示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0012]如图1、2、3所示，本发明的金刚石复合片基体，由底面1、与之相对的复合面3及连接上述底面I和复合面3的侧面2组成；复合面3由凸出的球面31、沿球面31均布的凹槽
5、以及若干设置于除凹槽5以外的球面31上凸出的小半球面4组成。
[0013]沿球面31均布的凹槽5为偶数条、均匀设置且球心对称；凹槽5将球面31均匀分割成若干瓣，每瓣的球面上都镶嵌着大小一致、数量相等、布局一致的若干小半球4。小半球4的数量从球面31中心往外逐层增多，每层小半球4的球心的水平投影都在同一个圆周上，且每层小半球之间间距均匀；最外层小半球4外缘(Φd)与基体侧面2 (ΦD)的水平投影距离(ΦD一Φ d) / 2 ≥ 1mm ;见图2。
[0014]小半球4与球面3交接处为圆弧连接，如图4。
[0015]凹槽5截面为半圆形、矩形或梯形,其侧面与球面31交接处、或与自身底面为圆弧连接。
[0016]本实施例中凹槽5为8条、呈“米”字状均匀且球心对称；凹槽5截面为梯形，见图
2、图5。复合面3的球面31被八条凹槽5呈“米”字状均匀切割成八瓣。每层小半球4的球心的水平投影都在同一个圆周上，最里层圆的直径Φd1、次里层圆的直径Φd2、，第3层圆的直径Φd3、第4层圆的直径Φd4、第5层的直径Φd5，以此类推，基体直径越大，层数越多。最外层小半球外缘直径Φd与基体外缘的水平投影距离(ΦD — Φd) / 2控制在Imm以上。
【权利要求】
1.一种金刚石复合片基体，由底面(I )、与之相对的复合面(3)及连接上述底面(I)和复合面(3)的侧面(2)组成，其特征是:所述复合面(3)由凸出的球面(31)、沿球面(31)均布的凹槽(5)及若干设置于凹槽(5)外的球面(31)上凸出的小半球面(4)组成。
2.根据权利要求1所述的金刚石复合片基体，其特征是:所述沿球面(31)均布的凹槽(5)为偶数条、均匀设置且球心对称；所述凹槽(5)将球面(31)均匀分割成若干瓣，每瓣的球面上都镶嵌着大小一致、数量相等、布局一致的若干小半球(4)。
3.根据权利要求2所述的金刚石复合片基体，其特征是:所述小半球(4)数量从球面中心往外逐层增多，每层小半球(4)的球心的水平投影都在同一个圆周上，且每层小半球之间间距均匀；最外层小半球(4)外缘与基体侧面(2)的水平投影距离(Φ? - Φ?) /2≥1mm;小半球(4)与球面(3)交接处为圆弧连接。
4.根据权利要求1或2所述的金刚石复合片基体，其特征是:所述凹槽(5)截面为半圆形、矩形或梯形，凹槽(5)侧面与球面(31)交接处、或与凹槽(5)自身底面为圆弧连接。
5.根据权利要求2所述的金刚石复合片基体，其特征是:所述凹槽(5)为八条、呈“米”字状均匀且球心对称 。
【文档编号】E21B10/46GK103470190SQ201310431333
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】余子娥, 刘森林, 张忠健 申请人:株洲硬质合金集团有限公司