高壽命的聚晶金剛石截齒的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及超硬材料技術領域，尤其涉及一種具有高壽命的聚晶金剛石截齒ο
【背景技術】
[0002]傳統的煤炭和礦物的掘進開采以及隧道的掘進等基本上都是采用硬質合金基體截齒。然而，硬質合金基體截齒在使用過程中存在不耐磨和使用壽命短等問題。特別是遇到較硬的巖層，硬質合金基體截齒使用幾分鐘就磨損壞了，因而使用成本非常高，且效率非常低。為此，很多公司都在研發聚晶金剛石截齒來取代硬質合金基體截齒。目前出現的聚晶金剛石截齒由聚晶金剛石層和硬質合金基體組成，其中聚晶金剛石層直接覆蓋在硬質合金基體光滑的上表面上。然而由于聚晶金剛石層與硬質合金基體的結合面為光滑的表面，兩者之間的結合力相對較弱，因而普遍存在聚晶金剛石層容易剝落和抗沖擊能力低等不足。此夕卜，為了保持截齒周圈的均勻磨損，截齒在工作時均采用的是可旋轉運動方式，這樣截齒在使用過程中，不但要受到正面巖石的撞擊力，還要受到旋轉過程中來自旋轉方向巖石的側向切削力，這個側向切削力沿聚晶金剛石層的切線方向，由于現有截齒的聚晶金剛石層與硬質合金基體之間的光滑表面復合方式，使得聚晶金剛石層在其切線方向上沒有硬質合金基體做支撐，很容易造成聚晶金剛石層被此側向切削力剝落，使聚晶金剛石截齒的使用壽命大幅降低。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是現有聚晶金剛石截齒存在易剝落的問題，提供一種高壽命的聚晶金剛石截齒。
[0004]為解決上述問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的:
[0005]高壽命的聚晶金剛石截齒，包括截齒本體，所述截齒本體由硬質合金基體和聚晶金剛石層組成；硬質合金基體包括圓柱形的齒柱部分和圓錐形的齒尖部分；聚晶金剛石層覆蓋在硬質合金基體的齒尖部分的外側面上；硬質合金基體的齒尖部分開設有多條凹槽；在截齒本體軸向方向上，每條凹槽從齒尖部分的頂部向齒尖部分的底部呈阿基米德螺旋狀延伸，且在該延伸方向上，凹槽的槽寬逐漸增大和槽深逐漸加深；在截齒本體的徑向方向上，每條凹槽根據截齒本體的旋轉方向，其前向側壁的高度低于后向側壁的高度。
[0006]上述方案中，每條凹槽的前向側壁與其后向側壁的高度差相同。
[0007]上述方案中，所有凹槽在硬質合金基體的齒尖部分的外側面上，以齒尖部分的頂尖為中心環繞。
[0008]與現有技術相比，本實用新型的硬質合金基體的齒尖部分，具有多條均布的凹槽，此凹槽從齒尖底部沿著子彈頭面或錐面向尖頂部分延伸，并呈阿基米德螺旋狀，并且平滑過渡，槽形寬度在齒尖的底部大和深度也較深，然后延阿基米德螺旋向齒尖頂部寬度逐漸變小，深度逐漸變淺。凹槽的形狀是根據截齒使用過程中的旋轉方向，呈前低后高的結構，后方高出的硬質合金基體部分可以有效的支撐前方的聚晶金剛石層，這樣可以有效提高來自截齒旋轉方向的巖石對聚晶金剛石層的抗沖擊性能，使聚晶金剛石層不至于整體像剝洋蔥皮一樣整體剝落。
【附圖說明】
[0009]圖1為一種高壽命的聚晶金剛石截齒的硬質合金基體的側視圖。
[0010]圖2為圖1的俯視圖。
[0011]圖中標號:1、齒柱部分；2、齒尖部分；3、凹槽。
【具體實施方式】
[0012]—種高壽命的聚晶金剛石截齒，如圖1和2所示，包括硬質合金基體和聚晶金剛石層。硬質合金基體由圓柱形的齒柱部分1和圓錐形的齒尖部分2組成。其中，齒尖部分2的圓錐形可以為頂部帶有圓弧的規則圓錐形，也可以為頂部帶有圓弧且側面外凸的類圓錐形，也可以為其他類似圓錐形的結構。聚晶金剛石層覆蓋在硬質合金基體的齒尖部分2的外側面上。
[0013]為了提高聚晶金剛石層與硬質合金基體的結合力，所述硬質合金基體的齒尖部分2開設有多條凹槽3，這些凹槽3在硬質合金基體的齒尖部分2的外側面上，以齒尖部分2的頂尖為中心環繞。這樣在聚晶金剛石層與硬質合金基體復合的過程中，這些凹槽3的存在，能夠讓聚晶金剛石嵌入到該凹槽3內，增加了聚晶金剛石和硬質合金基體的結合面積，從而大幅度提高聚晶金剛石層與硬質合金基體之間的結合強度，最大程度避免聚晶金剛石層在使用過程中從硬質合金基體上的剝落的問題。
[0014]在截齒本體軸向方向上，每條凹槽3從齒尖部分2的頂部向齒尖部分2的底部呈阿基米德螺旋狀延伸。在該延伸方向上，凹槽3的槽寬逐漸增大和槽深逐漸加深，即凹槽3的槽形寬度在齒尖的底部大和深度也較深，然后延阿基米德螺旋向齒尖頂部寬度逐漸變小，深度逐漸變淺。在截齒本體的徑向方向上，每條凹槽3的2個相對的側壁在同一水平面的高度不等，而是根據截齒本體的旋轉方向，處在旋轉方向的較前一側的前向側壁的高度低于處在旋轉方向的較后一側的后向側壁的高度。每條凹槽3的前向側壁與后向側壁的高度差一致，這樣整個截齒本體上的所有凹槽3類似于旋轉樓梯一樣，呈現沿著截齒本體的旋轉方向逐漸增高平滑過渡的趨勢。由于凹槽3的形狀是根據截齒本體在使用過程中的旋轉方向，呈前低后高的結構，后方高出的硬質合金部分可以有效的支撐前方的聚晶金剛石層，這樣可以有效地防止來自截齒旋轉方向的巖石對聚晶金剛石層的側向切削力所造成的聚晶金剛石層過早剝落現象，使截齒的壽命大幅提高。
【主權項】
1.高壽命的聚晶金剛石截齒，包括截齒本體，所述截齒本體由硬質合金基體和聚晶金剛石層組成；硬質合金基體包括圓柱形的齒柱部分(1)和圓錐形的齒尖部分(2);聚晶金剛石層覆蓋在硬質合金基體的齒尖部分(2)的外側面上；其特征在于:硬質合金基體的齒尖部分(2)開設有多條凹槽(3);在截齒本體軸向方向上，每條凹槽(3)從齒尖部分(2)的頂部向齒尖部分(2)的底部呈阿基米德螺旋狀延伸，且在該延伸方向上，凹槽(3)的槽寬逐漸增大和槽深逐漸加深；在截齒本體的徑向方向上，每條凹槽(3)根據截齒本體的旋轉方向，其前向側壁的高度低于后向側壁的高度。2.根據權利要求1所述的高壽命的聚晶金剛石截齒，其特征在于:每條凹槽(3)的前向側壁與其后向側壁的高度差相同。3.根據權利要求1所述的高壽命的聚晶金剛石截齒，其特征在于:所有凹槽(3)在硬質合金基體的齒尖部分(2)的外側面上，以齒尖部分(2)的頂尖為中心環繞。
【專利摘要】本實用新型公開一種高壽命的聚晶金剛石截齒，包括硬質合金基體和聚晶金剛石層；硬質合金基體的齒尖部分開設有多條凹槽，這些凹槽均布在硬質合金基體的齒尖部分的外側面上；每條凹槽從齒尖部分的頂部向其底部延伸，并呈阿基米德螺旋狀，且凹槽的邊緣呈平滑過渡；從齒尖部分的頂部向其底部，每條凹槽的槽寬逐漸增大，且槽深逐漸加深。凹槽的形狀是根據截齒本體在使用過程中的旋轉方向，呈前低后高的結構，后方高出的硬質合金部分可以有效的支撐前方的聚晶金剛石層，這樣可以有效提高來自截齒旋轉方向的巖石對聚晶金剛石層的抗沖擊性能，使聚晶金剛石層不至于整體像剝洋蔥皮一樣整體剝落。
【IPC分類】E21C35/183
【公開號】CN204984413
【申請號】CN201520558362
【發明人】莫銘忠
【申請人】桂林星鉆超硬材料有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年7月29日