[其他]新型人造金剛石聚晶——硬質(zhì)材料復(fù)合齒

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85100739
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100739A
• 公開（公告）日: 1986-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡鏡;蘭仕偉
• 申請（專利權(quán)）人: 華東石油學(xué)院研究生部;航空工業(yè)部第625研究所
• 主分類號: E21B10/46
• 分類號: E21B10/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一套構(gòu)思新穎、結(jié)構(gòu)獨特的新型人造金剛石聚晶-硬質(zhì)材料復(fù)合齒。這類新型復(fù)合齒可作為切削刃，用在石油、煤炭、礦山和地質(zhì)等各類鉆探工具上。

美國通用電氣公司現(xiàn)生產(chǎn)的人造金剛石聚晶-硬質(zhì)合金復(fù)合片齒是用釬焊方法將人造金剛石聚晶-硬質(zhì)合金復(fù)合片焊在硬質(zhì)合金柱的斜面上。這種復(fù)合片齒的缺點是形狀單一，對巖性軟硬變化的適應(yīng)能力差，隨著齒的磨損，切削刃不斷變寬，刃口與巖石的接觸面也隨之增大，導(dǎo)致鉆速下降，尤其鉆進(jìn)較硬的地層時會因切削刃磨鈍而造成爆刃。此外，在這種復(fù)合片齒中，由于人造金剛石聚晶-硬質(zhì)合金復(fù)合片本身的耐熱溫度較低，因此這種復(fù)合片齒只能耐700℃以下的溫度。這種復(fù)合片齒也就不能直接采用溫度較高的金剛石燒結(jié)工藝鑲嵌到鑄造碳化鎢合金鉆頭體上，而只能用低溫釬料將其釬焊到鉆頭體上或用過盈配合將其冷壓入鉆頭體孔中。

本發(fā)明的任務(wù)是要提供一套切削巖石效率高、適應(yīng)巖性面寬、壽命長的新型人造金剛石聚晶-硬質(zhì)材料復(fù)合齒。這類齒可廣泛用于石油、煤炭、礦山和地質(zhì)鉆探工具上。本發(fā)明的新型人造金剛石聚晶-硬質(zhì)材料復(fù)合齒有下列優(yōu)點：

本發(fā)明復(fù)合齒中有一類是可根據(jù)巖性特點選擇一片或多片不同形狀、不同厚度和不同耐磨性的聚晶薄片直接釬焊到硬質(zhì)材料支撐體上制成的。硬質(zhì)材料支撐體的材質(zhì)和形狀也可以根據(jù)巖性特點選用，其常用的材質(zhì)可選硬質(zhì)合金、鋼、鑄造碳化鎢-金剛石聚晶和銅合金燒結(jié)體等。因此，本發(fā)明的這類復(fù)合齒就具有梯度硬質(zhì)材料的特點，能在切削巖石過程中不斷產(chǎn)生合理的自銳作用，且能始終保持較鋒利的刃口;

本發(fā)明的復(fù)合齒形狀多樣，這不僅可以根據(jù)巖性特點選擇合理形狀的切削刃，而且在切削過程中能不斷自磨成合理的形狀，利于提高鉆速。

本發(fā)明的復(fù)合齒耐熱性高，在保護(hù)氣氛中可耐1200℃左右的高溫，除能滿足現(xiàn)有復(fù)合齒鉆頭的制造工藝外，還能用通用金剛石鉆頭高溫?zé)Y(jié)工藝直接制成鉆頭。

圖1????是圓形人造金剛石聚晶片復(fù)合齒;

圖2????是三角形人造金剛石聚晶片復(fù)合齒;

圖3????是方形人造金剛石聚晶片復(fù)合齒;

圖4????是橢園形人造金剛石聚晶片復(fù)合齒;

圖5????是多層圓形人造金剛石聚晶片復(fù)合齒;

圖6????是多層三角形人造金剛石聚晶片復(fù)合齒;

圖7????是多層方形人造金剛石聚晶片復(fù)合齒;

圖8????是多層橢圓形人造金剛石聚晶片復(fù)合齒;

圖9????是圓形單片鑲嵌式人造金剛石聚晶片復(fù)合齒;

圖10????是圓形雙片鑲嵌式人造金剛石聚晶片復(fù)合齒;

圖11????是三角形單片鑲嵌式人造金剛石聚晶片復(fù)合齒;

圖12????是方形單片鑲嵌式人造金剛石聚晶片復(fù)合齒;

圖13????是方形雙片鑲嵌式人造金剛石聚晶片復(fù)合齒;

圖14????是橢園形單片鑲嵌式人造金剛石聚晶片復(fù)合齒;

圖15????是曲面狀人造金剛石聚晶復(fù)合齒;

圖16????是條狀鑲嵌式人造金剛石聚晶復(fù)合齒;

圖17????是多片異形鑲嵌式人造金剛石聚晶復(fù)合齒。

本發(fā)明的新型人造金剛石聚晶-硬質(zhì)材料復(fù)合齒的具體結(jié)構(gòu)可以用附圖更清楚地說明：

圖1-4是本發(fā)明新型人造金剛石聚晶-硬質(zhì)材料復(fù)合齒的第一種類型的幾個實例。其結(jié)構(gòu)特點是將不同形狀和厚度的人造金剛石聚晶片（1）直接釬焊在硬質(zhì)材料支撐體（2）上。硬質(zhì)材料支撐體的材質(zhì)可是硬質(zhì)合金、鋼、鑄造碳化鎢-金剛石聚晶和銅合金的燒結(jié)體等。其形狀可是圓柱體、長方體、橢圓柱體等。這類復(fù)合齒具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易的優(yōu)點。

圖5-8是本發(fā)明新型人造金剛石聚晶-硬質(zhì)材料復(fù)合齒的第二種類型的幾個實例。其結(jié)構(gòu)特點是將不同形狀的二種或二種以上的耐磨性不同的聚晶片釬焊在一起，釬焊時，應(yīng)按聚晶耐磨性高低順序排列。然后再將

焊在一起的多層聚晶體（1）耐磨性差的一面焊到硬質(zhì)材料支撐體（2）的斜面上。硬質(zhì)材料支撐體的材質(zhì)和形狀與本發(fā)明新型人造金剛石聚晶-硬質(zhì)材料復(fù)合齒的第一種類型的相同。這種多層聚晶復(fù)合齒，由于多層聚晶體與硬質(zhì)材料組成了耐磨梯度材料，在鉆進(jìn)過程中能產(chǎn)生合理的自銳作用。這類復(fù)合齒，能根據(jù)巖性特點選用梯度材質(zhì)的組合，以此調(diào)節(jié)復(fù)合齒的自銳程度，使其達(dá)到最佳效果。

圖9-14是本發(fā)明新型人造金剛石聚晶-硬質(zhì)材料復(fù)合齒的第三種類型的幾個實例。其結(jié)構(gòu)特點與圖1-4類似，不同之處在于硬質(zhì)材料支撐體（2）中包鑲或焊有一至多片不同形狀人造金剛石聚晶片。這種類型的復(fù)合齒，在鉆進(jìn)巖石過程中，能自磨成合理的形狀，提高鉆速和切削刃的壽命。

圖15-17是本發(fā)明新型人造金剛石聚晶-硬質(zhì)材料復(fù)合齒的第四種類型的幾個實例。其結(jié)構(gòu)特點是將曲面狀或條狀聚晶（1）鑲焊在硬質(zhì)材料支撐體（2）的工作面上，或燒結(jié)包鑲在硬質(zhì)材料支撐體（2）內(nèi)。