具有三明治结构的硬质合金由于其高的表面硬度和内部韧性，广泛用于钻探工具，特别是矿山工具。

         硬质合金钻头是靠钻压和自身旋转产生的冲击载荷破碎岩石的。在凿岩钻进中，钻头经受高频率的冲击载荷，且受到扭转、弯曲、拉伸、压缩等多种复合应力的作用，在高速回转碰撞的环境下经受岩石、岩粉和矿水等工作介质的磨损与腐蚀。

         目前国内外使用的牙轮钻头，多为三牙轮钻头。这种钻头的特点是：轴压和冲击载荷分布范围较大且均匀，并能充分利用有效空间，钻进平稳。牙轮钻头用硬质合金齿的尺寸和形状必须适用于岩石的特性，要求耐磨性好，强度高，不易碎裂和折断。牙轮钻头使用的硬质合金齿主要有：球形齿，锥球齿，楔形齿，边楔齿和用于轮背与爪尖的平顶齿等。

        一般地，钻进极坚硬岩层的牙轮钻头主要使用球形齿，钻压为892~1339MPa，转速为50~80r/min；钻进硬和中硬岩层用的牙轮钻头使用锥球齿，钻压为714~1071MPa，转速为60~100r/min；钻进软和中软岩层的牙轮钻头则使用楔形齿或边楔齿，钻压为535~803MPa，转速为80~120r/min。

        硬质合金牙轮钻头的牙轮齿损坏的类型有：

       1.硬质合金齿碎断，主要原因是岩石坚硬，钻齿强度和韧性不够；

       2.硬质合金齿磨损，主要因为岩石坚硬、腐蚀性大。

        为此，采用具有三明治结构的硬质合金球齿使用效果会更明显。具有梯度结构的钻齿的钻探性能明显高于常规硬质合金钻头。通过低压处理能够改善硬质合金的梯度结构，从而提高钻头的耐磨性和韧性，延长使用寿命。

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