申請(qǐng)人:六號(hào)元素(英國(guó))有限公司
發(fā)明人:S·高希
摘要: 一種制造包含結(jié)合至基底(18)的超硬結(jié)構(gòu)(14)的超硬物品的方法,所述超硬結(jié)構(gòu)包含燒結(jié)的多個(gè)超硬晶粒。該方法包括提供適合于燒結(jié)該超硬結(jié)構(gòu)的原材料粉末。在液體介質(zhì)中將所述原材料粉末與有機(jī)粘結(jié)劑材料合并以形成糊料。原材料粉末的含量是糊料的大于60質(zhì)量%且小于85質(zhì)量%并且糊料組成使得其具有至多25倒秒(s?1)的剪切速率。提供包含基底的基底組裝件,該基底具有為形成超硬結(jié)構(gòu)的邊界而配置的構(gòu)造表面區(qū)域,該基底包含與構(gòu)造表面區(qū)域毗連的凹部。擠出糊料使其與構(gòu)造表面區(qū)域接觸以提供糊料組裝件。對(duì)糊料組裝件進(jìn)行熱處理以去除粘結(jié)劑材料并且提供預(yù)燒結(jié)組裝件。使預(yù)燒結(jié)組裝件經(jīng)受壓力和溫度,該壓力和溫度足以燒結(jié)原材料粉末并且將其轉(zhuǎn)化為在與構(gòu)造表面區(qū)域毗連的邊界處與基底結(jié)合的超硬結(jié)構(gòu)。該超硬材料是金剛石或立方氮化硼。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述原材料粉末的含量是所述糊料的70至80質(zhì)量%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其中所述構(gòu)造表面區(qū)域包括平面區(qū)域。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法,該方法包括向所述糊料施加5至9兆帕斯卡(MPa)的壓力。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法,其中所述超硬晶粒包含天然或合成的金剛石晶體并且所述超硬結(jié)構(gòu)包含聚晶金剛石(PCD)材料;或者所述超硬晶粒包含立方氮化硼晶體并且所述超硬結(jié)構(gòu)包含聚晶立方氮化硼(PCBN)材料。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法,其中所述基底包含硬質(zhì)合金材料。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法,其中所述基底包含與構(gòu)造區(qū)域毗連的超硬材料。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法,其中所述基底包含能夠被燒結(jié)從而形成聚晶超硬材料的前體材料,所述前體材料與所述構(gòu)造表面區(qū)域毗連。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法,其中所述基底組裝件包含能夠被燒結(jié)從而形成聚晶超硬材料的前體材料層,該層與硬質(zhì)合金材料接觸并且與構(gòu)造表面區(qū)域毗連。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法,其中所述超硬物品包含彼此結(jié)合并且至少一種特性不同的第一聚晶超硬材料和第二聚晶超硬材料;該方法包括沉積用于形成第一聚晶超硬材料的前體材料糊料使其與基底接觸以提供基底組裝件,該第一超硬材料的前體材料糊料包含處在液體介質(zhì)中的有機(jī)粘結(jié)劑材料和大于60質(zhì)量%且小于85質(zhì)量%的前體粉末并且具有至多25倒秒(s-1)的剪切速率;并且前體材料糊料的表面與構(gòu)造表面區(qū)域毗連;其中所述超硬結(jié)構(gòu)包含第二聚晶超硬材料。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法,其中所述基底組裝件包含與基底接觸的部件,配置該部件以便形成在構(gòu)造表面區(qū)域和該部件的邊界之間形成的腔,配置所述腔以形成所述超硬結(jié)構(gòu);該方法包括將所述糊料擠出到所述腔中。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法,其中所述基底包含硬質(zhì)合金材料并且具有一對(duì)通過(guò)側(cè)面連接的相反端,所述側(cè)面包括與構(gòu)造表面區(qū)域毗連并且在相反端之間延伸的伸長(zhǎng)凹部。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法,該方法包括:將所述基底組裝件包封在適合于超高壓力壓機(jī)裝置的包套內(nèi)并且使所述包套經(jīng)受壓力和溫度;從所述超高壓機(jī)裝置中取出所述包套并且從超硬物品去除包套材料。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法,其中所述超硬物品具有基本上圓柱形狀,包含連接相反端的圓柱側(cè)面,基底的表面和與側(cè)面毗連的超硬結(jié)構(gòu)的表面。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法,其中所述超硬物品包含沿螺旋路徑設(shè)置的多個(gè)伸長(zhǎng)的超硬結(jié)構(gòu)。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法,該方法包括加工所述超硬物品并且形成用于機(jī)械工具的切削元件。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法,該方法包括在所述超硬結(jié)構(gòu)上形成切削刃。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的方法,該方法包括從基底去除材料以提供出屑槽。