[發明專利]在金剛石與基材之間具有晶粒生長抑制劑層的細的多晶金剛石復合片

有效

• 申請號: 201280048502.0
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN103842067A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 鮑亞華;S·L·赫曼
• 申請（專利權）人: 六號元素有限公司
• 主分類號: B01J3/06
• 分類號: B01J3/06;C30B29/04;C01B31/06;B24D3/10;B23B27/20;B23B7/02;E21B10/46;E21B10/567;E21B10/573
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李躍龍

1.一種制造多晶金剛石材料的方法，其包括：

鄰近于金剛石顆粒的混合物放置納米尺寸的晶粒生長抑制劑顆粒的粉末層，所述金剛石顆粒的混合物具有約1微米或更小的平均顆粒尺寸；

鄰近于粉末層放置基材；和

在高壓和高溫下燒結金剛石顆粒的混合物和晶粒生長抑制劑顆粒的粉末層以產生多晶結構的燒結金剛石晶粒，

其中燒結金剛石晶粒具有約1微米或更小的平均尺寸。

2.權利要求1的方法，其中所述金剛石顆粒具有約0.5微米或更小的平均顆粒尺寸。

3.權利要求1的方法，其中所述納米尺寸的晶粒生長抑制劑顆粒的粉末層包含IVB、VB或VIB族金屬的碳化物、氮化物或碳氮化物。

4.權利要求1的方法，其中所述晶粒生長抑制劑顆粒具有小于200納米的顆粒尺寸。

5.權利要求4的方法，其中所述晶粒抑制劑顆粒具有小于100納米的平均顆粒尺寸。

6.權利要求1的方法，其中最大的燒結金剛石晶粒尺寸不大于3微米。

7.權利要求1的方法，其中所述晶粒生長抑制劑顆粒的粉末層包含晶粒生長抑制劑顆粒的均質混合物。

8.權利要求1的方法，其還包括在燒結期間攜帶一部分晶粒生長抑制劑顆粒進入金剛石顆粒的混合物中。

9.權利要求1的方法，其還包括在燒結期間降低催化劑從基材滲入金剛石顆粒的混合物中的速率。

10.權利要求1的方法，其還包括在燒結前部分壓實晶粒生長抑制劑和金剛石顆粒，其中所述晶粒生長抑制劑具有理論密度的30%-70%的密度。

11.權利要求1的方法，其中所述晶粒生長抑制劑顆粒具有的平均顆粒尺寸小于所述金剛石顆粒的平均尺寸顆粒尺寸。

12.權利要求1的方法，其中所述晶粒生長抑制劑是含鈦的顆粒，其僅包含一種類型的選自基本上由TiC、TiC_xN_y和TiN組成的群組的含鈦的顆粒。

13.權利要求1的方法，其中所述晶粒生長抑制劑是含鈦的顆粒，其包含選自基本上由TiC、TiC_xN_y和TiN及其組合組成的群組的含鈦的顆粒。

14.一種多晶金剛石材料，其通過權利要求1-13中任一項的方法制造。

15.一種多晶金剛石復合片，其包含：

包含一種材料顯微組織的多晶金剛石本體，所述材料顯微組織包含多個接合在一起的金剛石晶粒以及金剛石晶粒之間的間隙區域；

包含鎢和催化劑金屬的基材；和

多晶金剛石本體與基材之間的晶粒生長抑制劑層，所述晶粒生長抑制劑層包含多個散布于鎢和催化劑金屬之間的含鈦的顆粒，

其中含鈦的顆粒尺寸小于800納米，

其中晶粒生長抑制劑層在相對側與基材和多晶金剛石本體接合，并且厚度為約20-100微米；和

其中所述金剛石晶粒具有約1微米或更小的平均尺寸。

16.權利要求15的多晶金剛石復合片，其中所述晶粒生長抑制劑層包含約1-25原子%的鎢、20-70原子%的鈦、2-35原子%的鈷，并且余量為碳和氮。

17.權利要求16的多晶金剛石復合片，其中鎢、鈦和鈷均勻地分散在整個晶粒生長抑制劑層中。

18.權利要求15的多晶金剛石復合片，其中晶粒生長抑制劑層在相對側與基材和多晶金剛石本體接合，并且厚度為約50-70微米。

19.權利要求15的多晶金剛石復合片，其中所述金剛石晶粒具有0.5微米或更小的平均尺寸。

20.一種切削工具，其包含工具本體和至少一個設置于其上的如權利要求15-19中任一項所述的多晶金剛石復合片。