抗冲击耐磨工具制造技术

技术编号:10523355 阅读:135 留言:0更新日期:2014-10-08 20:03
本实用新型专利技术涉及研磨工具技术领域,具体涉及一种装配于钻头和冲击钻上使用的抗冲击耐磨工具,包括支持基体,设置于支持基体上的工作部分,所述支持基体与工作部分之间的连接界面为连续曲面。支持基体与工作部分之间的连接界面为连续曲面,能够增加支持基体与工作部分之间的接触面,能够牢固的键合在一起,因此极大的提高了耐磨工具的抗冲击性能,相对延长使用寿命。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
抗冲击耐磨工具
本技术涉及研磨工具
,具体涉及一种装配于钻头和冲击钻上使用的 抗冲击耐磨工具。
技术介绍
PDC复合齿,因为其极高的耐磨性和硬度,在深海及坚硬地层的钻探具有其独特的 优势。根据不同的地质结构,PDC齿有不同的设计和形状。柱状复合片主要用于切削钻头, 也即刮刀型钻头的使用中。对于冲击型岩层,牙轮钻头,或冲击钻头占有重要比例。牙轮钻 头的冲击齿类型中,球状齿被广泛使用。由于最大限度的减少了尖角,球状齿的耐冲击性比 柱状齿要高。但是,WC基体及其合金的硬度相对PDC材料有较大差距,因此耐磨性差,在使 用中磨损快。要达到高性能的冲击钻探效果,结合PDC材料到球状齿被证实具有较强的综 合性能,包括很好的耐磨性,耐冲击性,在牙轮钻头中广泛使用。 PDC球状复合齿通常由两部分组成:硬质合金基体和球状多晶金刚石耐磨层即工 作部分。为达到高的钻石与钻石的键合,多晶金刚石需要在高温高压下压制而。在高温高 压压制过程中,金属钴从WC基体中挤出,扫越钻石层,形成高强的钻石键合,此后降低温度 和压力,完成烧结。这样烧成得多晶金刚石通常脆性较高,用于高冲击的钻探应用,会有较 大的挑战。 球状齿中齿的界面设计对应力分布有着很大影响,现有的界面设计主要考虑在高 温高压合成中这些应力的优化。但是使用中,由于冲击而造成的应力则较少作为重点。
技术实现思路
针对上述技术问题,本技术提供一种结构设计合理、具有较高的抗冲击力,使 用寿命长的抗冲击耐磨工具。 实现本技术的技术方案如下: 抗冲击耐磨工具,包括支持基体,设置于支持基体上的工作部分,所述支持基体与 工作部分之间的连接界面为连续曲面。 所述工作部分为多晶金刚石或多晶立方氮化硼材料制成。 所述工作部分的外工作面为半球形曲面。 所述工作部分的外工作面为悬垂线旋转形成的曲面。 所述连续曲面由一系列悬垂线的组成。 采用了上述方案,支持基体与工作部分之间的连接界面为连续曲面,能够增加支 持基体与工作部分之间的接触面,能够牢固的键合在一起,因此极大的提高了耐磨工具的 抗冲击性能,相对延长使用寿命。 【附图说明】 图1为本技术的第一实施例结构示意图; 图2为本技术的第二实施例结构示意图; 图3为本技术的第三实施例结构示意图; 【具体实施方式】 下面结合附图和具体实施例对本技术进一步说明。 抗冲击耐磨工具,包括支持基体,设置于支持基体上的工作部分,支持基体与工作 部分之间的连接界面为连续曲面。工作部分为多晶金刚石或多晶立方氮化硼材料制成。工 作部分的外工作面为半球形曲面。工作部分的外工作面为悬垂线旋转形成的曲面。连续曲 面由一系列悬垂线的组成。 参见图1,显示了具有连续界面3设计的支持基体1和耐磨层的工作部分2示意, 连续界面3由一系列悬垂线绕耐磨工具中心线旋转形成的曲面组成。同时超硬材料工作部 分外表层4也由悬垂线旋转形成的曲面构成。悬垂线(或倒置悬垂线)用数学公式表示为: y=A cosh (B X)其中A和B是常数。悬垂线因为其独特的力学传递方式,在受到顶部冲击时, 能最为有效的把冲击应力转化为向支持基体和钻头的压应力,避免了有损害的拉伸应力, 是最为稳定的拱形曲线,由此曲线经由中心轴线旋转形成的外曲面则在三维空间中有极大 的力学稳定性。因此极大的提高了耐磨工具的抗冲击性能。在连接界面处,界面可以是一 个由单独的悬垂线由中心轴线旋转形成的曲面,也可以是由多条悬垂线和倒置悬垂线相连 接形成的连续曲线由中心轴线旋转形成的起伏曲面。 图2显示了具有连接界面设计的另一种耐磨工具,连接界面设计是由多条悬垂线 和倒置悬垂线相连接形成的连续曲线由中心轴线旋转形成的起伏曲面,但顶端是倒置悬垂 线旋转面,即呈凹陷型。工作部分外表层也是悬垂线旋转面。 图3显示了具有与第一实施例相同连接截面的耐磨工具,但是工作部分的外表层 是半球形。本文档来自技高网...

【技术保护点】
抗冲击耐磨工具,包括支持基体,设置于支持基体上的工作部分,其特征在于,所述支持基体与工作部分之间的连接界面为连续曲面;所述工作部分的外工作面为悬垂线旋转形成的曲面;所述连续曲面由一系列悬垂线的组成。

【技术特征摘要】
1. 抗冲击耐磨工具,包括支持基体,设置于支持基体上的工作部分,其特征在于,所述 支持基体与工作部分之间的连接界面为连续曲面;所述工作部分的外工作面为悬垂线旋转 形成的曲面;所述连续曲面由一系列悬垂线的...

【专利技术属性】
技术研发人员:商伟锋唐春怡
申请(专利权)人:常州深倍超硬材料有限公司
类型:新型
国别省市:江苏;32

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