申請人:第六元素(英國)有限公司
發明人:尼爾·帕金斯 姬長征 尼古拉·路易斯·帕默
摘要: 一種制造熱穩定的多晶超硬構件的方法,該構件具有多個交互結合的超硬顆粒和設置其間的間隙區域,以形成具有第一熱穩定區域和第二區域的多晶超硬構件,所述第一熱穩定區域形成所述構件的部分工作表面的至少一部分,所述方法包括用浸出混合物處理多晶超硬材料以從第一區域中的多個間隙區域去除非超硬相材料。所述處理步驟包括沿著周側表面的至少一部分向工作表面和/或在所述工作表面處掩蔽多晶超硬構件,以抑制浸出混合物通過超硬構件的周側表面滲透到超硬構件。該材料優選是PCD,多晶金剛石,并且優選地在形成斜面之后進行浸出。
主權利要求:1.一種制造熱穩定多晶超硬構件的方法,所述多晶超硬構件包括多個交互結合的超硬顆粒和設置在其間的間隙區域,以形成多晶超硬構件,其具有第一熱穩定區域和第二區域,所述第一熱穩定區域形成所述構件的工作表面至少一部分,所述方法包括:用浸出混合物處理所述多晶超硬材料以從所述第一區域的多個間隙區域中去除非超硬相材料;處理步驟,其包括沿周側表面的至少一部分向所述工作表面和/或在所述工作表面處掩蔽所述多晶超硬構件,以抑制浸出混合物通過超硬構件的周側表面滲透到所述超硬構件。
2.如權利要求1所述的方法,其中所述從所述第一區域中的間隙區域中去除非超硬相材料的步驟包括:在所述第一區域中去除所述非超硬相材料至一個深度,所述深度在所述第一區域與所述多晶超硬構件的周側表面的相交處朝所述工作表面逐漸變小,使得所述第一區域在所述周側表面的深度小于第一區域的大部分深度。
3.如前述權利要求中任一項所述的方法,還包括在用所述浸出混合物處理所述超硬構件的步驟之后,機械加工所述多晶超硬構件,以形成斜面,所述斜面在沿著所述主體的外側部分定位的工作表面和所述主體的周側表面之間延伸。
4.如前述權利要求中任一項所述的方法,其中所述多晶超硬構件由多晶金剛石材料形成。
5.如權利要求4所述的方法,其中去除非超硬相材料的所述處理步驟包括從所述第一區域中的所述間隔區域去除溶劑/催化劑。
6.如前述權利要求中任一項所述的方法,其中所述處理步驟還包括除了沿所述周側表面的至少一部分到所述工作表面掩蔽所述超硬主體外,還橫跨鄰近所述工作表面與所述周側表面的相交處的所述工作表面的一部分掩蔽所述超硬主體,以抑制浸出混合物通過所述超硬構件的周側表面和所述工作表面的一部分滲透入所述超硬構件。
7.如前述權利要求中任一項所述的方法,其中掩蔽所述多晶超硬構件的步驟包括例如用保護層或掩膜涂覆所述超硬構件,或在所述多晶超硬構件上和/或圍繞所述多晶超硬構件放置密封件中的任意一種或多種。
8.如前述權利要求中任一項所述的方法,其中,所述多晶超硬構件包括所述工作表面與所述構件的周側表面的相交處的切削邊緣,從所述第一區域中的間隙區域去除非超硬相材料的方法包括在所述第一區域中去除非超硬相材料一個深度使得所述第一區域與所述周側表面在距所述切削邊緣至少約100微米的一個位置相交。
9.如權利要求1-7中任一項所述的方法,其中,所述多晶超硬構件包括在所述工作表面與所述構件的周側表面的相交處的切削邊緣,從所述第一區域中的間隙區域去除非超硬相材料的方法包括在所述第一區域中去除非超硬相材料一個深度使得所述第一區域與所述周側表面在離所述切削邊緣約50-100微米的位置相交。
10.如權利要求1-7中任一項所述的方法,其中,所述多晶超硬構件包括在所述工作表面與所述構件的周側表面的相交處的切削邊緣,從所述第一區域中的間隙區域去除非超硬相材料的方法包括在所述第一區域去除非超硬相材料一個深度使得所述第一區域與所述周側表面在離所述切削邊緣少于約50微米的位置相交。
11.如前述權利要求中任一項所述的方法,其中從所述第一區域中的間隙區域去除非超硬相材料的方法包括去除所述材料使得離所述工作表面約250微米到約650微米之間深度的所述主體中的大部分超硬顆粒具有基本不與非超硬相材料接觸的表面,剩余的顆粒與非超硬相材料接觸。
12.如前述權利要求中任一項所述的方法,其中在所述處理步驟之前,形成所述多晶超硬構件,所述形成步驟包括:提供金剛石顆粒的團塊;將所述金剛石顆粒的團塊排列形成預燒結組件;和在用于所述金剛石顆粒的溶劑/催化劑材料存在的條件下,在約5.5GPa或更高的超高壓和所述金剛石材料比石墨更熱力學穩定的溫度下處理所述預燒結組件以將所述金剛石材料的顆粒燒結在一起以形成多晶金剛石構件。
13.如前述權利要求中任一項所述的方法,其中在所述處理步驟之前,所述方法還包括將所述多晶超硬主體機械加工為最終尺寸。
14.如權利要求1-12中任一項所述的方法,其中在所述處理步驟之后,所述方法還包括將所述多晶超硬主體機械加工為最終尺寸。
15.基本如根據任一實施例描述的制造熱穩定多晶超硬構件的方法,所述實施例以附圖說明。