本实用新型涉及超硬复合材料领域，具体涉及一种可旋转金刚石复合片，主要用于钻头的制作，可应用于各类地质钻探、油田勘探、矿山钻探采挖等领域。
背景技术：
目前广泛应用的金刚石复合片，由聚晶金刚石层和硬质合金基体组成，采用高温高压的办法使金刚石进行自身结合形成聚晶金刚石，同时使得聚晶金刚石与硬质合金基体产生牢固的结合，从而形成一个同时具有金刚石和硬质合金成分的复合材料。目前受到广泛应用的金刚石复合片多为整体结构，在实际钻采过程中仅仅使用了金刚石复合片某单个刃口，而剩余部分由于被固定无法参与钻采。当该刃口磨损完或使用中出现崩损时，该金刚石复合片则失效。这样使得产品利用率太低，造成了不必要的资源浪费。
技术实现要素：
本实用新型针对上述问题，提供一种可旋转的金刚石复合片，以解决传统金刚石复合片寿命短、钻进效率低等缺陷。
本实用新型的一种可旋转的金刚石复合片采用如下技术方案：
一种可旋转金刚石复合片，包括聚晶金刚石层1和硬质合金组件两部分组成，硬质合金组件包括高温高压下与聚晶金刚石层1烧结在一起的硬质合金基体2，硬质合金基体2旋转设置在硬质合金杯3中。
优选的，所述硬质合金杯3外部与硬质合金基体2同轴线。
优选的，所述硬质合金基体2的纵向截面为t型；t型硬质合金基体2的上表面与聚晶金刚石层1烧结在一起，t型硬质合金基体2的下部插入硬质合金杯3中，且t型硬质合金基体2下部的外表面与硬质合金杯3的内表面间隙配合。
优选的，所述硬质合金杯3内部为异型结构，由上段、中段和下段共三段结构组成；其中，上段为锥状，硬质合金杯3的中段和下段均为圆柱结构；其三段轴向长度比为：1:(0.1～0.2):(0.2～4)。
优选的，所述硬质合金杯3上段的锥状内部为上端开口小，下端开口大的锥形结构，其锥形角度为1°～10°。
优选的，所述硬质合金基体2的t型下部设置环形凹槽a21，硬质合金杯3内部设置环形凹槽b31，环形凹槽a21与环形凹槽b31之间通过弹性挡圈4连接起来。
优选的，所述所述环形凹槽a21和环形凹槽b31与硬质合金基体2均同轴心设置，且环形凹槽a21所在的内圆直径小于硬质合金基体2直径；环形凹槽b31所在的外圆直径大于硬质合金基体2直径。
优选的，所述弹性挡圈4的位置位于硬质合金杯3的中段位置。
本实用新型的有益效果是：通过改变金刚石复合片的结构，使其由传统的单刃口切削变成了360°旋转切削，极大地提高了产品的耐磨性能，同时还保证了刃口可时刻保持高效率的锋利状态，最大限度的提高了钻头的使用寿命，还降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型所述金刚石复合片剖视图；
图2为本实用新型所述硬质合金杯剖视图；
图3为本实用新型所述的聚晶金刚石层和硬质合金基体一体结构剖视图
附图标记：
1：聚晶金刚石层；2：硬质合金基体；21：环形凹槽a；3：硬质合金杯；31：环形凹槽b；4：弹性挡圈；θ：锥形角度。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
应该指出，以下详细说明都是例式性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的技术含义相同。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。
聚晶金刚石复合片（polycrystallinediamondcompact，pdc）属于功能材料，是采用金刚石微粉与硬质合金衬底在超高压高温条件下烧结而成，既具有金刚石的高硬度、高耐磨性与导热性，又具有硬质合金的强度与抗冲击韧性，是制造切削刀具、钻井钻头及其他耐磨工具的理想材料。将聚晶金刚石薄层附着粘结在硬质合金衬底上的复合材料称金刚石复合片。金刚石复合片兼有金刚石聚晶的极高耐磨性和硬质合金的高抗冲击，并且金刚石层能始终保持锐利的切削刃，因而在石油和地质钻探中的软至中硬地层使用，效果非常好。复合片中的金刚石含量高达99%，故金刚石层硬度极高、耐磨性极好，其努氏硬度为(6.5～7)×104兆帕，甚至更高。其厚度很薄，一般控制在0.5～1毫米左右。竖直镶焊在钻头上,其刃口锋利而且始终保持自锐,也称为微切削具钻头。
硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。
本实用新型的金刚石复合片的实施例，如图1和2所示，所述可旋转金刚石复合片包括聚晶金刚石层1、硬质合金基体2、硬质合金杯3、弹性挡圈4。本实用新型可旋转结构为：可旋转金刚石复合片包括聚晶金刚石层1和硬质合金组件两部分组成，硬质合金组件包括高温高压下与聚晶金刚石层1烧结在一起的硬质合金基体2，硬质合金基体2旋转设置在硬质合金杯3中，其中硬质合金杯3外部与硬质合金基体2同轴线。
聚晶金刚石层1和硬质合金基体2为高温高压烧结在一起的一体成型，硬质合金基体2的纵向截面为t型。t型硬质合金基体2的上表面与聚晶金刚石层1烧结在一起，t型硬质合金基体2的下部插入硬质合金杯3中，且t型硬质合金基体2下部的外表面与硬质合金杯3的内表面间隙配合。
需要说明的是，硬质合金杯3整体可以为任意形状，本实施例以硬质合金杯3整体为圆柱状加以说明。圆柱状硬质合金杯3内部中空，t型硬质合金基体2的下部插入硬质合金杯3的中空内部，t型硬质合金基体2的上表面的横向截面为圆形，且直径与圆柱状硬质合金杯3的直径相同。
所述的硬质合金杯3的中空内部为异型结构，由上段、中段和下段共三段结构组成。其中，上段为锥状筒，锥状筒的内部为上端开口小，下端开口大的锥形结构，其锥形角度θ为1°～10°，可根据实际需求设置为2°、3°、5°、7°、9°等等；硬质合金杯3的中段和下段均为圆柱结构，三段之间平滑过渡。其三段轴向长度比为：1:(0.1～0.2):(0.2～4)，即可以为1:0.1:0.2，或者1:0.1:4，或者1:0.2:0.2，或者1:0.2:4，或者1:0.15:1，或者1:0.13:1.5，或者1:0.18:2，或者1:0.15:3等等。
如图3所示，硬质合金基体2的t型下部设置环形凹槽a21，环形凹槽a21与硬质合金基体2同轴心设置，且环形凹槽a21所在的内圆直径小于硬质合金基体2直径。如图2所示，硬质合金杯3内部设置环形凹槽b31，环形凹槽b31与硬质合金基体2同轴心设置，且环形凹槽b31所在的外圆直径大于硬质合金基体2直径，环形凹槽a21与环形凹槽b31之间通过弹性挡圈4连接起来，也就是，硬质合金基体2和硬质合金杯3通过弹性挡圈4连接，弹性挡圈4的位置正好位于硬质合金杯3的中段位置。这样的结构设计，能够实现硬质合金基体2和硬质合金杯3之间360°自由旋转。
需要说明的是，环形凹槽a21和环形凹槽b31的高度可以相等，也可以不等，以相等为最佳实施方式，只要二者中间能够放置弹性挡圈4以使其旋转即可，但是其高度小于硬质合金杯3中段的高度。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
1.一种可旋转金刚石复合片，包括聚晶金刚石层（1）和硬质合金组件两部分组成，其特征在于：硬质合金组件包括高温高压下与聚晶金刚石层（1）烧结在一起的硬质合金基体（2），硬质合金基体（2）旋转设置在硬质合金杯（3）中。
2.根据权利要求1所述的可旋转金刚石复合片，其特征在于：硬质合金杯（3）外部与硬质合金基体（2）同轴线。
3.根据权利要求1所述的可旋转金刚石复合片，其特征在于：硬质合金基体（2）的纵向截面为t型；t型硬质合金基体（2）的上表面与聚晶金刚石层（1）烧结在一起，t型硬质合金基体（2）的下部插入硬质合金杯（3）中，且t型硬质合金基体（2）下部的外表面与硬质合金杯（3）的内表面间隙配合。
4.根据权利要求2或3所述的可旋转金刚石复合片，其特征在于：硬质合金杯（3）内部为异型结构，由上段、中段和下段共三段结构组成；其中，上段为锥状，硬质合金杯（3）的中段和下段均为圆柱结构；其三段轴向长度比为：1:(0.1～0.2):(0.2～4)。
5.根据权利要求4所述的可旋转金刚石复合片，其特征在于：硬质合金杯（3）上段的锥状内部为上端开口小，下端开口大的锥形结构，其锥形角度为1°～10°。
6.根据权利要求4所述的可旋转金刚石复合片，其特征在于：硬质合金基体（2）的t型下部设置环形凹槽a（21），硬质合金杯（3）内部设置环形凹槽b（31），环形凹槽a（21）与环形凹槽b（31）之间通过弹性挡圈（4）连接起来。
7.根据权利要求6所述的可旋转金刚石复合片，其特征在于：所述环形凹槽a（21）和环形凹槽b（31）与硬质合金基体（2）均同轴心设置，且环形凹槽a（21）所在的内圆直径小于硬质合金基体（2）直径；环形凹槽b（31）所在的外圆直径大于硬质合金基体（2）直径。
8.根据权利要求7所述的可旋转金刚石复合片，其特征在于：弹性挡圈（4）的位置位于硬质合金杯（3）的中段位置。
技术总结