[發(fā)明專利]超硬構(gòu)造及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280045644.1
• 申請(qǐng)日: 2012-08-01
• 公開（公告）號(hào): CN103813873A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萊·洪·賴桑;奈德瑞·堪;泰勒延·喬納斯·索諾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 第六元素研磨劑股份有限公司
• 主分類號(hào): B22F3/14
• 分類號(hào): B22F3/14;C22C26/00;E21B10/567;B22F7/06
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 謝順星;張晶

1.一種制造超硬構(gòu)造的方法，所述超硬構(gòu)造包括：

連接至第二結(jié)構(gòu)的第一結(jié)構(gòu)，所述第一結(jié)構(gòu)包括具有第一熱膨脹系數(shù)，即CTE，和第一楊氏模量的第一材料，并且所述第二結(jié)構(gòu)包括具有第二CTE和第二楊氏模量的第二材料；所述第一CTE和所述第二CTE基本上彼此不同，并且所述第一楊氏模量和所述第二楊氏模量基本上彼此不同；所述第一材料或所述第二材料中的至少一種含有超硬材料；所述方法包括：

形成組件，所述組件包含所述第一材料、所述二種材料以及配置為能夠?qū)⑺龅谝徊牧虾退龅诙牧辖Y(jié)合在一起的粘合劑材料，所述粘合劑材料包含金屬；使所述組件經(jīng)受足夠高的溫度和第一壓力，所述足夠高的溫度使所述粘合劑材料處于液態(tài)，所述超硬材料在所述第一壓力下是熱力學(xué)穩(wěn)定的；降低所述壓力至第二壓力，所述超硬材料在所述第二壓力下是熱力學(xué)穩(wěn)定的，保持所述溫度足夠高從而保持所述粘合劑材料處于液態(tài)；降低所述溫度以固化所述粘合劑材料；以及降低所述壓力和所述溫度至環(huán)境條件以提供所述超硬構(gòu)造。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在約25攝氏度時(shí)，所述第一材料或所述第二材料中的一個(gè)的CTE為至少約每攝氏度2.5×10^-6且至多約每攝氏度5.0×10^-6，并且所述第一材料或所述第二材料中的另一個(gè)的CTE為至少約每攝氏度3.5×10^-6且至多約每攝氏度6.5×10^-6。

3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第一材料或所述第二材料中的一個(gè)的楊氏模量為至少約500吉帕斯卡且至多約1300吉帕斯卡，并且所述第一材料和所述第二材料中的另一個(gè)的楊氏模量為至少約800吉帕斯卡且至多約1600吉帕斯卡。

4.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一材料和所述第二材料的楊氏模量相差至少約10%。

5.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一材料和所述第二材料的CTE相差至少約10%。

6.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括在燒結(jié)壓力和燒結(jié)溫度下，在存在燒結(jié)催化劑材料的情況下，燒結(jié)所述超硬材料的多個(gè)晶粒的聚合體以形成所述第二結(jié)構(gòu)。

7.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括在存在所述粘合劑材料的情況下鄰近所述第一結(jié)構(gòu)放置所述超硬材料的晶粒的聚合體以形成預(yù)燒結(jié)組件；使所述預(yù)燒結(jié)組件經(jīng)受燒結(jié)壓力和燒結(jié)溫度，從而熔化所述粘合劑材料并燒結(jié)超硬材料的晶粒，并且形成包含多晶超硬材料的所述第二結(jié)構(gòu)，所述多晶超硬材料通過(guò)處于熔化狀態(tài)的所述粘合劑材料連接至所述第一結(jié)構(gòu)。

8.如權(quán)利要求6或權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第一壓力基本上為所述燒結(jié)壓力。

9.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括提供所述第一結(jié)構(gòu)，提供含有多晶超硬材料的所述第二結(jié)構(gòu)，鄰近所述第二結(jié)構(gòu)放置所述第一結(jié)構(gòu)并形成預(yù)構(gòu)造組件，以及對(duì)所述預(yù)構(gòu)造組件施加壓力，將所述壓力從環(huán)境壓力增加至所述第一壓力。

10.如權(quán)利要求9所述的方法，包括使超硬材料的多個(gè)晶粒的聚合體經(jīng)受燒結(jié)壓力和燒結(jié)溫度，所述超硬材料在所述受燒結(jié)壓力和所述燒結(jié)溫度下能夠被燒結(jié)以形成所述第二材料，以及降低所述壓力和溫度至環(huán)境條件以提供所述第二結(jié)構(gòu)；所述第一壓力基本上大于所述燒結(jié)壓力。

11.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第二結(jié)構(gòu)包括金剛石材料并且所述粘合劑材料包括用于金剛石的催化劑材料。

12.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一結(jié)構(gòu)和所述第二結(jié)構(gòu)每個(gè)包括金剛石材料并且所述粘合劑材料包括用于金剛石的催化劑材料。

13.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第二壓力和所述第一壓力之間的差異為至少約0.5吉帕斯卡。

14.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，包括使所述超硬構(gòu)造經(jīng)受處理溫度和處理壓力下的進(jìn)一步的熱處理，所述超硬材料在所述處理溫度和所述處理壓力下是熱力學(xué)亞穩(wěn)定的。

15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述超硬材料含有金剛石材料，并且所述處理溫度為至少約500攝氏度且所述處理壓力小于約1吉帕斯卡。