分层式聚晶金刚石截齿的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及超硬材料技术领域，具体涉及一种分层式聚晶金刚石截齿。
【背景技术】
[0002]传统的煤炭和矿物的掘进开采以及隧道的掘进等基本上都是采用硬质合金截齿。然而，硬质合金截齿在使用过程中存在不耐磨和使用寿命短等问题。特别是遇到较硬的岩层，硬质合金截齿使用几分钟就磨损坏了，因而使用成本非常高，且效率非常低。为此，很多公司都在研发聚晶金刚石截齿来取代硬质合金截齿。目前出现的聚晶金刚石截齿由聚晶金刚石层和硬质合金基体组成，其中聚晶金刚石层包括一层或多层平行于内部硬质合金基体上表面的整层聚晶金刚石层。这种平行于内部硬质合金基体的聚晶金刚石层在使用过程中，受到来自岩石正面的撞击力很大，此力会沿着聚晶金刚石层表面切线方向产生一个较大的分力，由于聚晶金刚石层为整层结构，聚晶金刚石层沿受力方向的后方没有硬质合金做支撑，这种切线方向的分力，很容易造成聚晶金刚石层一层一层地剥落，使聚晶金刚石截齿的使用寿命大幅降低。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是现有聚晶金刚石截齿易出现剥落现象而使得使用寿命大幅降低的问题，提供一种分层式聚晶金刚石截齿。
[0004]为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0005]—种分层式聚晶金刚石截齿，包括硬质合金基体和以及覆盖在硬质合金基体的上表面上的聚晶金刚石层；硬质合金基体的上表面为一锥面；聚晶金刚石层包括至少两层聚晶金刚石横向层，这些聚晶金刚石横向层具有不同的硬度，且每层聚晶金刚石横向层均与硬质合金基体的锥面切线形成一个夹角α。
[0006]上述方案中，夹角α控制在10度到160度之间。
[0007]上述方案中，最上层的聚晶金刚石横向层的硬度高于其下一层聚晶金刚石横向层的硬度。
[0008]上述方案中，最下层的聚晶金刚石横向层的硬度低于其上一层聚晶金刚石横向层的硬度。
[0009]上述方案中，当聚晶金刚石横向层的层数为3层及3层以上时，这些聚晶金刚石横向层的硬度呈硬软交替间隔变化。
[0010]上述方案中，所述聚晶金刚石层还进一步包括至少一层聚晶金刚石平行层，该聚晶金刚石平行层平行于内部硬质合金基体的锥面，并设于所有聚晶金刚石横向层的上表面和/或固定于所有聚晶金刚石横向层的下表面与硬质合金基体的上表面之间。
[0011]与现有技术相比，本实用新型具有如下特点:
[0012]1、聚晶金刚石层采用至少2层聚晶金刚石横向层组合而成，这些聚晶金刚石横向层与硬质合金基体的锥面切线形成一个夹角，而非平行于内部硬质合金层，这样在使用过程中，岩石对聚晶金刚石层沿切削方向的分力不会造成聚晶金刚石层整体脱落，使寿命大大延长；
[0013]2、多层聚晶金刚石横向层采用软硬交替的方式进行排列，由于较硬的聚晶金刚石横向层后面有一层较软的聚晶金刚石横向层作为支撑，使得聚晶金刚石截齿的抗冲击性能大大提高，因而可大幅提高聚晶金刚石截齿的使用寿命。
[0014]3、在与聚晶金刚石横向层与硬质合金基体之间增设一层平行于内部硬质合金基体且与硬质合金基体材料相近的聚晶金刚石平行层作为过渡，它能够提高外层聚晶金刚石层与硬质合金基体之间的附着力，使得两者的结合更为牢固；
[0015]4、在聚晶金刚石横向层的外部增设一层抗冲击能力较高的聚晶金刚石平行层，起到对横向聚晶金刚石层的保护作用，使截齿的寿命得到进一步的提高。
【附图说明】
[0016]图1为一种分层式聚晶金刚石截齿。
[0017]图2为另一种分层式聚晶金刚石截齿。
[0018]图3为又一种分层式聚晶金刚石截齿。
[0019]图中标号:1、硬质合金基体；2、聚晶金刚石层；2_1、聚晶金刚石横向层；2_2、聚晶金刚石平行层。
【具体实施方式】
[0020]实施例1:
[0021]如图1所示的一种分层式聚晶金刚石截齿，由硬质合金基体I和覆盖在硬质合金基体I上的聚晶金刚石层2组成。硬质合金基体I的上表面为一锥面，该锥面的顶部可以为球面状或钢盔状。在本实施例中，所述硬质合金基体I的上表面为I个顶部呈球面状的锥面。
[0022]为了提高聚晶金刚石层2的性能，所述聚晶金刚石层2由至少2层硬度不同的聚晶金刚石横向层2-1组成。每层聚晶金刚石横向层2-1均为薄片状，且每层聚晶金刚石横向层2-1与内部的硬质合金基体I的上表面的锥面切线形成一个夹角α。在本实用新型中，聚晶金刚石横向层2-1与内部硬质合金基体I的锥面的切线形成的夹角α控制在10度到160度之间。
[0023]聚晶金刚石横向层2-1具有不同的硬度。在硬度分配上，这些聚晶金刚石横向层2-1可以自下而上硬度逐渐增大，也可以自下而上硬度逐渐减小，也可以采用软硬交替间隔的方式。在本实施例中，所述聚晶金刚石横向层2-1采用硬度交替的方式，即整个聚晶金刚石层2采用一层硬度高的聚晶金刚石横向层2-1，一层硬度低的聚晶金刚石横向层2-1，又一层硬度高的聚晶金刚石横向层2-1，再一层硬度低的聚晶金刚石横向层2-1，……，这种交替叠置的方式来构成。这样在截齿的使用过程中，前面较硬的聚晶金刚石横向层2-1后面都有一层较软的聚晶金刚石横向层2-1作为支撑，使得聚晶金刚石截齿的抗冲击性能大大提高，因而可大幅提高聚晶金刚石截齿的使用寿命。鉴于硬度较高的聚晶金刚石横向层2-1相较于硬度较低的聚晶金刚石横向层2-1金刚石比例相应要高，因而具有较高的耐磨性能；硬度较低的聚晶金刚石横向层2-1相较于硬度较高的聚晶金刚石横向层2-1金刚石比例相应要低，因而具有较高的抗冲击性能，起到支撑前面硬度较高的聚晶金刚石横向层2-1作用。考虑到最上层聚晶金刚石横向层2-1即齿尖最前部位的聚晶金刚石横向层2-1为整个聚晶金刚石层2的主要受力面，最上层聚晶金刚石横向层2-1的硬度最高。考虑到最上层聚晶金刚石横向层2-1下面的一层要对上一层硬度较高的聚晶金刚石横向层2-1起到支撑作