超硬材料网

　　申请号：201510021638.8
       申请人：史密斯国际有限公司
       发明人：F·贝林 方毅 M·斯图尔特 N·A·莫里克 P·T·卡里沃

       摘要：一种具有高的韧度和高的耐磨性的多晶金刚石材料。一种切削元件，包括：基体；以及设置在切削元件的最外端上的由多晶金刚石材料构成的外层，其中，多晶金刚石材料具有：多个互连的金刚石颗粒；以及设置在结合的金刚石颗粒之间的多个间隙区域，其中，所述多个间隙区域包含多种金属碳化物相和多种金属粘合剂相，所述多种金属碳化物相和多种金属粘合剂相一起形成多种金属相，其中，多种金属碳化物相由多个金属碳化物颗粒形成；其中，所述多个互连的金刚石颗粒形成多晶金刚石材料的至少大约60-至多大约85％的重量；以及多种金属碳化物相占多种金属相的至少35％的重量。

       主权利要求：1.一种切削元件，包括：基体；以及设置在切削元件的最外端上的由多晶金刚石材料构成的外层，其中，多晶金刚石材料具有：多个互连的金刚石颗粒；以及设置在结合的金刚石颗粒之间的多个间隙区域，其中，所述多个间隙区域包含多种金属碳化物相和多种金属粘合剂相，所述多种金属碳化物相和多种金属粘合剂相一起形成多种金属相，其中，多种金属碳化物相由多个金属碳化物颗粒形成；其中，所述多个互连的金刚石颗粒形成多晶金刚石材料的至少大约60-至多大约85％的重量；以及多种金属碳化物相占多种金属相的至少35％的重量。
       2.如权利要求1所述的切削元件，其特征在于，所述多个互连的金刚 石颗粒形成多晶金刚石材料的至少大约60％-至多大约68％的重量。
       3.如权利要求1所述的切削元件，其特征在于，所述多个互连的金刚 石颗粒形成多晶金刚石材料的至少大约68％-至多大约72％的重量。
       4.如权利要求1所述的切削元件，其特征在于，所述多种金属粘合剂 相占多种金属相的至少12％的重量。
       5.如权利要求4所述的切削元件，其特征在于，所述多种金属粘合剂 相占多种金属相的至少25％的重量。
       6.如权利要求1所述的切削元件，其特征在于，金刚石颗粒的平均尺 寸大于金属碳化物相的平均尺寸。
       7.如权利要求1所述的切削元件，其特征在于，多晶金刚石材料具有 至少3000HV的硬度。
       8.如权利要求1所述的切削元件，其特征在于，多晶金刚石材料具有 至少3500HV的硬度。
       9.如权利要求1所述的切削元件，其特征在于，结合的金刚石颗粒之 间的平均距离小于金刚石颗粒的平均颗粒尺寸。
       10.如权利要求1所述的切削元件，其特征在于，所述切削元件还包括 设置在基体与外层之间的至少一个过渡层，其中，所述至少一个过渡层包 括金刚石颗粒、金属碳化物和金属粘合剂。
       11.如权利要求10所述的切削元件，其特征在于，所述至少一个过渡 层的金刚石含量小于外层的金刚石含量。
       12.如权利要求10所述的切削元件，其特征在于，所述至少一个过渡 层的金属碳化物含量大于外层的金属碳化物含量。
       13.一种切削元件，包括： 基体；以及 设置在切削元件的最外端上的由多晶金刚石材料构成的外层，其中，多 晶金刚石材料具有： 多个互连的金刚石颗粒；以及 设置在结合的金刚石颗粒之间的多个间隙区域，其中，所述多个 间隙区域包含多种金属碳化物相和多种金属粘合剂相，所述多种金属 碳化物相和多种金属粘合剂相一起形成多种金属相，其中，多种金属 碳化物相由多个金属碳化物颗粒形成； 其中，所述多个互连的金刚石颗粒形成多晶金刚石材料的至少大 约60％的重量；以及多种金属碳化物相占多晶金刚石材料的大约7％至 35％的重量。
       14.如权利要求13所述的切削元件，其特征在于，所述多种金属碳化 物相占多种金属相的至少35％的重量。
       15.如权利要求13所述的切削元件，其特征在于，所述多种金属碳化 物相占多种金属相的至少50％的重量。
       16.如权利要求13所述的切削元件，其特征在于，所述多种金属粘合 剂相占多种金属相的至少12％的重量。
       17.如权利要求16所述的切削元件，其特征在于，所述多种金属粘合 剂相占多种金属相的至少25％的重量。
       18.如权利要求13所述的切削元件，其特征在于，所述多个互连的金 刚石颗粒形成多晶金刚石材料的至少大约75％的重量。
       19.如权利要求13所述的切削元件，其特征在于，所述多个互连的金 刚石颗粒形成多晶金刚石材料的不超过大约85％的重量。
       20.如权利要求13所述的切削元件，其特征在于，所述切削元件还包 括设置在基体与外层之间的至少一个过渡层，其中，所述至少一个过渡层 包括金刚石颗粒、金属碳化物和金属粘合剂。
       21.如权利要求20所述的切削元件，其特征在于，所述至少一个过渡 层的金刚石含量小于外层的金刚石含量。
       22.如权利要求20所述的切削元件，其特征在于，所述至少一个过渡 层的金属碳化物含量大于外层的金属碳化物含量。
       23.一种钻头，包括： 工具本体以及至少一个切削元件，所述切削元件包括： 基体；以及 设置在切削元件的最外端上的由多晶金刚石材料构成的外层，其 中，多晶金刚石材料具有： 多个互连的金刚石颗粒；以及 设置在结合的金刚石颗粒之间的多个间隙区域，其中，所述 多个间隙区域包含多种金属碳化物相和多种金属粘合剂相，所述 多种金属碳化物相和多种金属粘合剂相一起形成多种金属相，其 中，多种金属碳化物相由多个金属碳化物颗粒形成； 其中，所述多个互连的金刚石颗粒形成多晶金刚石材料的至 少大约60％的重量；以及多种金属碳化物相占多种金属相的至少 35％的重量。