自锐式金刚石复合片及钻头的制作方法

本实用新型涉及金刚石钻头领域。

背景技术：

聚晶金刚石钻头依靠安装在钻体上的聚晶金刚石复合片（下称复合片）切削地层，复合片主要由硬质合金基体及设于硬质合金基体上的金刚石层组成，使用时在钻压和扭矩作用下克服地层应力吃入地层，地下岩层在复合片的作用下被剪切破碎，从而实现钻头的钻进。复合片一般包括硬质合金基体和金刚石层，二者通过高温结合在一起，复合片通过焊接或者压装的方式固定在钻体上，形成pcb钻头。

为了提高钻头的钻进效率，申请公布号为cn110500039a、申请公布日为2019.11.26的中国专利申请公开一种带延伸的聚晶金刚石复合片，包括聚晶金刚石层，聚晶金刚石层上设置有多个聚晶金刚石延伸，多个聚晶金刚石延伸可以与被切削对象点接触，使被加工对象应力集中，提前受压力碎裂，提高加工钻进效率。这种复合片虽然能够提高钻进效率，但是在使用时各聚晶金刚石延伸强度较低，破岩过程中受力容易崩裂，复合片整体寿命较短，复合片更换周期短，生产成本高并且钻进效率低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种自锐式金刚石复合片，用于解决目前的聚晶金刚石复合片的切削刃齿强度低容易崩裂导致复合片整体寿命短的技术问题；

另外，本实用新型的目的还在于提供一种钻头，用于解决目前的钻头采用的聚晶金刚石复合片寿命短导致的钻进效率低、生产成本高的技术问题。

本实用新型的自锐式金刚石复合片采用如下技术方案：

自锐式金刚石复合片包括：

硬质合金基体；

金刚石层，具有与硬质合金基体结合的基体结合面和刃齿面，刃齿面上设有多个金刚石切削刃齿；

硬质合金填充体，填充进金刚石切削刃齿之间，硬质合金填充体硬度小于金刚石层。

有益效果：本实用新型复合片的金刚石切削刃齿之间有硬质合金填充体，在复合片工作时，硬质合金填充体可以对金刚石切削刃齿进行防护，提高金刚石切削刃齿的强度，金刚石切削刃齿不容易崩裂，延长了复合片的使用寿命。在复合片切削地层时，由于硬质合金填充体的硬度较小，硬质合金填充体磨损较快，露出金刚石切削刃齿，实现金刚石切削刃齿的自锐，保证钻进效率，解决了目前的聚晶金刚石复合片的切削刃齿强度低容易崩裂导致复合片整体寿命短的技术问题。

进一步的，所述金刚石切削刃齿均处于硬质合金填充体内。对金刚石切削刃齿保护效果较好。

进一步的，金刚石层处于硬质合金填充体内，硬质合金填充体的外周面和硬质合金基体的外周面均为柱面，且二者在与硬质合金基体外周面垂直的平面上的投影重合。简化复合片的结构，便于成型。

进一步的，所述金刚石层包括金刚石基层和切削刃齿层，基体结合面设置在金刚石基层上，硬质合金填充体设置在切削刃齿层，硬质合金填充体的外周面、硬质合金基体的外周面、金刚石基层的外周面均为柱面，三者的外周面在与硬质合金基体外周面垂直的平面上的投影重合。金刚石层分层设置，结构较为简单，方便加工，降低加工成本。

进一步的，所述硬质合金填充体通过烧结填充进金刚石切削刃齿之间。硬质合金填充体与金刚石切削刃齿结合强度较高。

本实用新型钻头的技术方案：

钻头，包括钻体和固定在钻体上的金刚石复合片，金刚石复合片包括：

硬质合金基体；

金刚石层，具有与硬质合金基体结合的基体结合面和刃齿面，刃齿面上设有多个金刚石切削刃齿；

硬质合金填充体，填充进金刚石切削刃齿之间，硬质合金填充体硬度小于金刚石层。

有益效果：本实用新型的钻头上金刚石复合片的金刚石切削刃齿之间有硬质合金填充体，在复合片工作时，硬质合金填充体可以对金刚石切削刃齿进行防护，提高金刚石切削刃齿的强度，金刚石切削刃齿不容易崩裂，延长了复合片的使用寿命。在复合片切削地层时，由于硬质合金填充体的硬度较小，硬质合金填充体磨损较快，露出金刚石切削刃齿，实现金刚石切削刃齿的自锐，保证钻进效率，解决了目前的钻头采用的聚晶金刚石复合片寿命短导致的钻进效率低、生产成本高的技术问题。

进一步的，所述金刚石切削刃齿均处于硬质合金填充体内。对金刚石切削刃齿保护效果较好。

进一步的，金刚石层处于硬质合金填充体内，硬质合金填充体的外周面和硬质合金基体的外周面均为柱面，且二者在与硬质合金基体外周面垂直的平面上的投影重合。简化复合片的结构，便于成型。

进一步的，所述金刚石层包括金刚石基层和切削刃齿层，基体结合面设置在金刚石基层上，硬质合金填充体设置在切削刃齿层，硬质合金填充体的外周面、硬质合金基体的外周面、金刚石基层的外周面均为柱面，三者的外周面在与硬质合金基体外周面垂直的平面上的投影重合。金刚石层分层设置，结构较为简单，方便加工，降低加工成本。

进一步的，所述硬质合金基体通过烧结填充进金刚石切削刃齿之间。硬质合金填充体与金刚石切削刃齿结合强度较高。

附图说明

图1是本实用新型自锐式金刚石复合片具体实施例1中的结构示意图；

图2是本实用新型自锐式金刚石复合片具体实施例1中的俯视图；

图3是图2中沿a-a的剖视图；

图4是本实用新型自锐式金刚石复合片具体实施例2中的结构示意图；

图5是本实用新型自锐式金刚石复合片具体实施例2中的剖视图；

图1至图3中：1-硬质合金基体；2-金刚石层；21-基体结合面；22-刃齿面；23-金刚石切削刃齿；24-金刚石基层；3-硬质合金填充体；

图4至图5中：201-硬质合金基体；202-金刚石基层；203-硬质合金填充体。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

本实用新型自锐式金刚石复合片的具体实施例1：

如图1至图3所示，自锐式金刚石复合片包括硬质合金基体1和金刚石层2，金刚石层2具有基体结合面21和刃齿面22，基体结合面21与硬质合金基体1结合，刃齿面22上设有多个金刚石切削刃齿23，金刚石切削刃齿23用于切削地层。金刚石层2包括金刚石基层24和切削刃齿层。

现有技术中的金刚石切削刃齿之间的间隔降低了切削刃齿强度，特别是对于细长的切削刃齿，切削刃齿在切削地层时容易崩裂。为了提高切削刃齿的强度，本实用新型的金刚石切削刃齿23之间的填充有硬质合金填充体3，本实施例中，硬质合金填充体3通过烧结的方式填充进金刚石切削刃齿23之间。硬质合金填充体3包裹住金刚石切削刃齿23，并且包围住整个金刚石层2。硬质合金填充体3的外周面为圆柱面且也与硬质合金基体1的外周面半径相等。

硬质合金填充体3能够对金刚石切削刃齿23进行防护，金刚石切削刃齿23仅露出端部，金刚石层2切削地层时，由于硬质合金填充体3硬度低于金刚石，硬质合金填充体3磨损较快，使金刚石切削刃齿23露出，同时未被磨损的硬质合金填充体3依然可以对金刚石切削刃齿23形成保护，提高金刚石切削刃齿23的强度。

本实用新型的自锐式金刚石复合片的切削刃齿埋在硬质合金填充体3内，复合片切削地层时，硬质合金填充体3被磨掉使金刚石切削刃齿23露出，对地层进行切削。金刚石切削刃齿磨损后，硬质合金填充体3也逐渐磨损，始终保持金刚石切削刃齿23的锐利和良好的切削能力。

本实用新型自锐式金刚石复合片的具体实施例2，本实施例中自锐式金刚石复合片的结构与上述具体实施例的区别仅在于，如图4和图5所示，本实施例中，硬质合金填充体203设置在切削刃齿层，金刚石基层202的外周面、硬质合金基体201的外周面、硬质合金填充体203的外周面均为圆柱面且半径相等，简化复合片的结构，成型更简单

本实用新型自锐式金刚石复合片的具体实施例3，本实施例中自锐式金刚石复合片的结构与上述具体实施例的区别仅在于，本实施例中，外围的金刚石切削刃齿处于金刚石层的边沿处，此时外围的金刚石切削刃齿的部分裸露在硬质合金填充体外。

本实用新型自锐式金刚石复合片的具体实施例4，本实施例中自锐式金刚石复合片的结构与上述具体实施例的区别仅在于，硬质合金基体的外周面为椭圆柱面，当然，其他实施例中，硬质合金填充体的外周面、金刚石基层的外周面、金刚石基层的外周面可以均为其他形状的柱面，比如三棱柱柱面、四棱柱柱面、不规则形状的柱面等，三者的外周面在与硬质合金基体外周面垂直的平面上的投影重合。

其他实施例中，硬质合金填充体在不完全包裹金刚石切削刃齿时，其外周面不规则。其他实施例中，金刚石层的工作面可以是外凸的半球面，金刚石层并不分层，金刚石切削刃齿均布在工作面上，当然，其他实施例中，金刚石层的形状可以是其他，比如可以申请公布号为cn110500039a中公开的任意一种金刚石层，金刚石层上的金刚石切削刃齿也可以采用其中的形式，比如锥形齿，球形齿等。

本实用新型钻头的具体实施例，钻头包括钻体和固定在钻体上的金刚石复合片，金刚石复合片的结构与上述任一具体实施例中所述的自锐式金刚石复合片的结构相同，具体不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。