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      具有高的韌度和高的耐磨性的多晶金剛石材料

      關(guān)鍵詞 多晶金剛石|2015-06-25 09:31:09|行業(yè)專利|來源 中國超硬材料網(wǎng)
      摘要 申請?zhí)枺?01510021638.8申請人:史密斯國際有限公司發(fā)明人:F·貝林方毅M·斯圖爾特N·A·莫里克P&mi
        申請?zhí)枺?01510021638.8
             申請人:史密斯國際有限公司
             發(fā)明人:F·貝林 方毅 M·斯圖爾特 N·A·莫里克 P·T·卡里沃

             摘要:一種具有高的韌度和高的耐磨性的多晶金剛石材料。一種切削元件,包括:基體;以及設(shè)置在切削元件的最外端上的由多晶金剛石材料構(gòu)成的外層,其中,多晶金剛石材料具有:多個互連的金剛石顆粒;以及設(shè)置在結(jié)合的金剛石顆粒之間的多個間隙區(qū)域,其中,所述多個間隙區(qū)域包含多種金屬碳化物相和多種金屬粘合劑相,所述多種金屬碳化物相和多種金屬粘合劑相一起形成多種金屬相,其中,多種金屬碳化物相由多個金屬碳化物顆粒形成;其中,所述多個互連的金剛石顆粒形成多晶金剛石材料的至少大約60-至多大約85%的重量;以及多種金屬碳化物相占多種金屬相的至少35%的重量。

             主權(quán)利要求:1.一種切削元件,包括:基體;以及設(shè)置在切削元件的最外端上的由多晶金剛石材料構(gòu)成的外層,其中,多晶金剛石材料具有:多個互連的金剛石顆粒;以及設(shè)置在結(jié)合的金剛石顆粒之間的多個間隙區(qū)域,其中,所述多個間隙區(qū)域包含多種金屬碳化物相和多種金屬粘合劑相,所述多種金屬碳化物相和多種金屬粘合劑相一起形成多種金屬相,其中,多種金屬碳化物相由多個金屬碳化物顆粒形成;其中,所述多個互連的金剛石顆粒形成多晶金剛石材料的至少大約60-至多大約85%的重量;以及多種金屬碳化物相占多種金屬相的至少35%的重量。
             2.如權(quán)利要求1所述的切削元件,其特征在于,所述多個互連的金剛 石顆粒形成多晶金剛石材料的至少大約60%-至多大約68%的重量。
             3.如權(quán)利要求1所述的切削元件,其特征在于,所述多個互連的金剛 石顆粒形成多晶金剛石材料的至少大約68%-至多大約72%的重量。
             4.如權(quán)利要求1所述的切削元件,其特征在于,所述多種金屬粘合劑 相占多種金屬相的至少12%的重量。
             5.如權(quán)利要求4所述的切削元件,其特征在于,所述多種金屬粘合劑 相占多種金屬相的至少25%的重量。
             6.如權(quán)利要求1所述的切削元件,其特征在于,金剛石顆粒的平均尺 寸大于金屬碳化物相的平均尺寸。
             7.如權(quán)利要求1所述的切削元件,其特征在于,多晶金剛石材料具有 至少3000HV的硬度。
             8.如權(quán)利要求1所述的切削元件,其特征在于,多晶金剛石材料具有 至少3500HV的硬度。
             9.如權(quán)利要求1所述的切削元件,其特征在于,結(jié)合的金剛石顆粒之 間的平均距離小于金剛石顆粒的平均顆粒尺寸。
             10.如權(quán)利要求1所述的切削元件,其特征在于,所述切削元件還包括 設(shè)置在基體與外層之間的至少一個過渡層,其中,所述至少一個過渡層包 括金剛石顆粒、金屬碳化物和金屬粘合劑。
             11.如權(quán)利要求10所述的切削元件,其特征在于,所述至少一個過渡 層的金剛石含量小于外層的金剛石含量。
             12.如權(quán)利要求10所述的切削元件,其特征在于,所述至少一個過渡 層的金屬碳化物含量大于外層的金屬碳化物含量。
             13.一種切削元件,包括: 基體;以及 設(shè)置在切削元件的最外端上的由多晶金剛石材料構(gòu)成的外層,其中,多 晶金剛石材料具有: 多個互連的金剛石顆粒;以及 設(shè)置在結(jié)合的金剛石顆粒之間的多個間隙區(qū)域,其中,所述多個 間隙區(qū)域包含多種金屬碳化物相和多種金屬粘合劑相,所述多種金屬 碳化物相和多種金屬粘合劑相一起形成多種金屬相,其中,多種金屬 碳化物相由多個金屬碳化物顆粒形成; 其中,所述多個互連的金剛石顆粒形成多晶金剛石材料的至少大 約60%的重量;以及多種金屬碳化物相占多晶金剛石材料的大約7%至 35%的重量。
             14.如權(quán)利要求13所述的切削元件,其特征在于,所述多種金屬碳化 物相占多種金屬相的至少35%的重量。
             15.如權(quán)利要求13所述的切削元件,其特征在于,所述多種金屬碳化 物相占多種金屬相的至少50%的重量。
             16.如權(quán)利要求13所述的切削元件,其特征在于,所述多種金屬粘合 劑相占多種金屬相的至少12%的重量。
             17.如權(quán)利要求16所述的切削元件,其特征在于,所述多種金屬粘合 劑相占多種金屬相的至少25%的重量。
             18.如權(quán)利要求13所述的切削元件,其特征在于,所述多個互連的金 剛石顆粒形成多晶金剛石材料的至少大約75%的重量。
             19.如權(quán)利要求13所述的切削元件,其特征在于,所述多個互連的金 剛石顆粒形成多晶金剛石材料的不超過大約85%的重量。
             20.如權(quán)利要求13所述的切削元件,其特征在于,所述切削元件還包 括設(shè)置在基體與外層之間的至少一個過渡層,其中,所述至少一個過渡層 包括金剛石顆粒、金屬碳化物和金屬粘合劑。
             21.如權(quán)利要求20所述的切削元件,其特征在于,所述至少一個過渡 層的金剛石含量小于外層的金剛石含量。
             22.如權(quán)利要求20所述的切削元件,其特征在于,所述至少一個過渡 層的金屬碳化物含量大于外層的金屬碳化物含量。
             23.一種鉆頭,包括: 工具本體以及至少一個切削元件,所述切削元件包括: 基體;以及 設(shè)置在切削元件的最外端上的由多晶金剛石材料構(gòu)成的外層,其 中,多晶金剛石材料具有: 多個互連的金剛石顆粒;以及 設(shè)置在結(jié)合的金剛石顆粒之間的多個間隙區(qū)域,其中,所述 多個間隙區(qū)域包含多種金屬碳化物相和多種金屬粘合劑相,所述 多種金屬碳化物相和多種金屬粘合劑相一起形成多種金屬相,其 中,多種金屬碳化物相由多個金屬碳化物顆粒形成; 其中,所述多個互連的金剛石顆粒形成多晶金剛石材料的至 少大約60%的重量;以及多種金屬碳化物相占多種金屬相的至少 35%的重量。
       

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