申請(qǐng)人:第六元素(英國(guó))有限公司
發(fā)明人:尼爾·帕金斯 姬長(zhǎng)征 尼古拉·路易斯·帕默
摘要: 一種制造熱穩(wěn)定的多晶超硬構(gòu)件的方法,該構(gòu)件具有多個(gè)交互結(jié)合的超硬顆粒和設(shè)置其間的間隙區(qū)域,以形成具有第一熱穩(wěn)定區(qū)域和第二區(qū)域的多晶超硬構(gòu)件,所述第一熱穩(wěn)定區(qū)域形成所述構(gòu)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(qū)域中的多個(gè)間隙區(qū)域去除非超硬相材料。所述處理步驟包括沿著周側(cè)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(gòu)件,以抑制浸出混合物通過(guò)超硬構(gòu)件的周側(cè)表面滲透到超硬構(gòu)件。該材料優(yōu)選是PCD,多晶金剛石,并且優(yōu)選地在形成斜面之后進(jìn)行浸出。
主權(quán)利要求:1.一種制造熱穩(wěn)定多晶超硬構(gòu)件的方法,所述多晶超硬構(gòu)件包括多個(gè)交互結(jié)合的超硬顆粒和設(shè)置在其間的間隙區(qū)域,以形成多晶超硬構(gòu)件,其具有第一熱穩(wěn)定區(qū)域和第二區(qū)域,所述第一熱穩(wěn)定區(qū)域形成所述構(gòu)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(qū)域的多個(gè)間隙區(qū)域中去除非超硬相材料;處理步驟,其包括沿周側(cè)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(gòu)件,以抑制浸出混合物通過(guò)超硬構(gòu)件的周側(cè)表面滲透到所述超硬構(gòu)件。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述從所述第一區(qū)域中的間隙區(qū)域中去除非超硬相材料的步驟包括:在所述第一區(qū)域中去除所述非超硬相材料至一個(gè)深度,所述深度在所述第一區(qū)域與所述多晶超硬構(gòu)件的周側(cè)表面的相交處朝所述工作表面逐漸變小,使得所述第一區(qū)域在所述周側(cè)表面的深度小于第一區(qū)域的大部分深度。
3.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,還包括在用所述浸出混合物處理所述超硬構(gòu)件的步驟之后,機(jī)械加工所述多晶超硬構(gòu)件,以形成斜面,所述斜面在沿著所述主體的外側(cè)部分定位的工作表面和所述主體的周側(cè)表面之間延伸。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述多晶超硬構(gòu)件由多晶金剛石材料形成。
5.如權(quán)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(qū)域中的所述間隔區(qū)域去除溶劑/催化劑。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述處理步驟還包括除了沿所述周側(cè)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(cè)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(guò)所述超硬構(gòu)件的周側(cè)表面和所述工作表面的一部分滲透入所述超硬構(gòu)件。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中掩蔽所述多晶超硬構(gòu)件的步驟包括例如用保護(hù)層或掩膜涂覆所述超硬構(gòu)件,或在所述多晶超硬構(gòu)件上和/或圍繞所述多晶超硬構(gòu)件放置密封件中的任意一種或多種。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中,所述多晶超硬構(gòu)件包括所述工作表面與所述構(gòu)件的周側(cè)表面的相交處的切削邊緣,從所述第一區(qū)域中的間隙區(qū)域去除非超硬相材料的方法包括在所述第一區(qū)域中去除非超硬相材料一個(gè)深度使得所述第一區(qū)域與所述周側(cè)表面在距所述切削邊緣至少約100微米的一個(gè)位置相交。
9.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法,其中,所述多晶超硬構(gòu)件包括在所述工作表面與所述構(gòu)件的周側(cè)表面的相交處的切削邊緣,從所述第一區(qū)域中的間隙區(qū)域去除非超硬相材料的方法包括在所述第一區(qū)域中去除非超硬相材料一個(gè)深度使得所述第一區(qū)域與所述周側(cè)表面在離所述切削邊緣約50-100微米的位置相交。
10.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法,其中,所述多晶超硬構(gòu)件包括在所述工作表面與所述構(gòu)件的周側(cè)表面的相交處的切削邊緣,從所述第一區(qū)域中的間隙區(qū)域去除非超硬相材料的方法包括在所述第一區(qū)域去除非超硬相材料一個(gè)深度使得所述第一區(qū)域與所述周側(cè)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(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法,其中從所述第一區(qū)域中的間隙區(qū)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(quán)利要求中任一項(xiàng)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(gòu)件,所述形成步驟包括:提供金剛石顆粒的團(tuán)塊;將所述金剛石顆粒的團(tuán)塊排列形成預(yù)燒結(jié)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(xué)穩(wěn)定的溫度下處理所述預(yù)燒結(jié)組件以將所述金剛石材料的顆粒燒結(jié)在一起以形成多晶金剛石構(gòu)件。
13.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)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(jī)械加工為最終尺寸。
14.如權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)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(jī)械加工為最終尺寸。
15.基本如根據(jù)任一實(shí)施例描述的制造熱穩(wěn)定多晶超硬構(gòu)件的方法,所述實(shí)施例以附圖說(shuō)明。