[發明專利]包含基本上不含呈現異常晶粒生長的碳化鎢晶粒的經燒結碳化鎢襯底的多晶金剛石復合體及其應用

有效

• 申請號: 201080009237.6
• 申請日: 2010-02-10
• 公開（公告）號: CN102333608A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 德布庫瑪·穆克霍帕迪艾;肯尼思·E·貝爾塔格諾里;穆罕默德·N·薩尼
• 申請（專利權）人: 美國合成集團公司
• 主分類號: B22F7/06
• 分類號: B22F7/06;E21B10/573
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丙林;張英

1.一種多晶金剛石復合體，包括：

經燒結的碳化鎢襯底，包括基本上不含呈現異常晶粒生長的碳化鎢晶粒的界面表面；以及

多晶金剛石臺，結合至所述經燒結的碳化鎢襯底的界面表面，所述多晶金剛石臺包括限定多個間隙區域的多個結合的金剛石晶粒，所述間隙區域的至少一部分包括設置在其中的金屬溶劑催化劑，所述多晶金剛石臺基本上不含鉻。

2.權利要求1所述的多晶金剛石復合體，其中，所述經燒結的碳化鎢襯底基本上不含鉻和/或所述經燒結的碳化鎢襯底包括選自由碳化鉭、碳化釩、碳化鈮、碳化鉻、和碳化鈦組成的組中的至少一種附加的碳化物。

3.權利要求1所述的多晶金剛石復合體，其中，所述經燒結的碳化鎢襯底包括殘余量的η相。

4.一種多晶金剛石復合體，包括：

經燒結的碳化鎢襯底，包括臺界面表面；以及

預燒結的多晶金剛石臺，包括限定間隙區域的結合的金剛石晶粒和含鎢材料，所述預燒結的多晶金剛石臺基本上沒有由于在其制造期間碳化鎢晶粒的異常晶粒生長而形成的缺陷，所述預燒結的多晶金剛石臺還包括從上表面向內延伸的第一區域以及從襯底界面表面向內延伸的第二區域，所述襯底界面表面結合至所述經燒結的碳化鎢襯底的所述臺界面表面，所述第二區域的間隙區域包括設置在其中的浸滲劑。

5.權利要求4所述的多晶金剛石復合體，其中，所述經燒結的碳化鎢襯底的所述臺界面表面基本上不含呈現異常晶粒生長的碳化鎢晶粒。

6.權利要求4所述的多晶金剛石復合體，其中，所述經燒結的碳化鎢襯底和所述預燒結的多晶金剛石臺中的每一個都基本上不含鉻。

7.權利要求4所述的多晶金剛石復合體，其中，所述經燒結的碳化鎢襯底包括殘余量的η相。

8.權利要求4所述的多晶金剛石復合體，其中，所述經燒結的碳化鎢襯底包括碳化鎢，并且其中基本上所有的碳化鎢為具有化學式WC的化學計量比。

9.一種旋轉鉆頭，包括：被構造成嚙合地層的鉆頭體；以及附著至所述鉆頭體上的多個多晶金剛石切削元件，所述多晶金剛石切削元件中的至少一種按照根據權利要求1-9所述的任一種多晶金剛石復合體而構造。

10.一種制造多晶金剛石復合體的方法，包括：

將多個金剛石顆粒與經燒結的碳化物材料鄰接布置，其中所述經燒結的碳化物材料包括一種或多種含鎢η相；以及

對所述多個金剛石顆粒和所述經燒結的碳化物材料進行高壓/高溫處理以對所述多個金剛石顆粒進行燒結，使得形成多晶金剛石臺。

11.權利要求10所述的方法，其中，對所述多個金剛石顆粒和所述經燒結的碳化物材料進行高壓/高溫處理以對所述多個金剛石顆粒進行燒結，使得形成多晶金剛石臺而不導致形成突出到所述多晶金剛石臺中的呈現異常晶粒生長的碳化鎢晶粒。

12.權利要求10所述的方法，其中，將所述經燒結的碳化物材料構造為在其中包括所述一種或多種含鎢η相的前體經燒結碳化物襯底。

13.一種制造多晶金剛石復合體的方法，包括：

至少與經燒結的碳化物襯底鄰近地布置至少部分瀝濾的多晶金剛石臺，其中所述至少部分瀝濾的多晶金剛石臺包括含鎢材料且基本上沒有由于在其制造期間碳化鎢晶粒的異常晶粒生長而形成的缺陷；以及

對所述至少部分瀝濾的多晶金剛石臺和所述經燒結的碳化物襯底進行高壓/高溫處理，從而利用金屬溶劑催化劑至少部分地滲透所述至少部分瀝濾的多晶金剛石臺。

14.一種制造多晶金剛石復合體的方法，包括：

布置與至少一種異常晶粒生長限制成分和經燒結的碳化鎢襯底關聯的金剛石體料，其中所述至少一種異常晶粒生長限制成分包括選自由包含一種或多種含鎢η相的經燒結碳化物顆粒、碳化物形成顆粒、和缺碳碳化物顆粒組成的組中的至少一個成員；以及

對所述金剛石體料、所述至少一種異常晶粒生長限制成分、以及所述經燒結的碳化鎢襯底進行高壓/高溫處理。

15.權利要求14所述的方法，其中，布置與至少一種異常晶粒生長限制成分有關的金剛石體料，所述至少一種異常晶粒生長限制成分包括選自由包含一種或多種含鎢η相的經燒結碳化物顆粒、碳化物形成顆粒、和缺碳碳化物顆粒組成的組中的至少一個成員，所述布置包括以下的至少一種：

將所述至少一種異常晶粒生長限制成分與整個所述金剛石體料混合；或者

在所述金剛石體料與所述經燒結的碳化物襯底之間設置所述至少一種異常晶粒生長限制成分。