[發明專利]具有加速催化劑的完全浸出的過渡層的固體多晶金剛石

有效

• 申請號: 201580074422.6
• 申請日: 2015-11-19
• 公開（公告）號: CN107206498B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: Y.鮑
• 申請（專利權）人: 史密斯國際有限公司
• 主分類號: B22F7/04
• 分類號: B22F7/04;B22F5/00;B22F3/14;E21B10/54
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王增強

1.一種制造多晶金剛石壓坯的方法，包括：

形成第一層的多晶金剛石前體材料，該第一層的多晶金剛石前體材料包括金剛石顆粒和第一濃度的第一催化劑；

形成第二層的多晶金剛石前體材料，該第二層的多晶金剛石前體材料包括金剛石顆粒和第二濃度的所述第一催化劑，其中所述第一催化劑的所述第二濃度大于所述第一催化劑的所述第一濃度；

將一層催化性浸透劑材料放置在所述第一層的多晶金剛石前體材料或所述第二層的多晶金剛石前體材料中的至少一個附近；

在高壓高溫條件下，在所述催化性浸透劑材料的存在下燒結所述第一層和所述第二層，以形成所述多晶金剛石壓坯，從而將所述第一層轉化為緊密堆積的多晶金剛石工作層，并且將所述第二層轉化為松散堆積的多晶金剛石非工作層；以及

從所述多晶金剛石壓坯浸出所述第一催化劑的至少一部分。

2.如權利要求1所述的方法，其中所述催化劑是選自來自周期表第VIII族的金屬的一種或多種。

3.如權利要求1所述的方法，包括浸出所述多晶金剛石壓坯，直到其含有少于5％重量的催化劑。

4.如權利要求1所述的方法，包括形成遍布所述多晶金剛石壓坯的所述工作層和非工作層的通道，其中所述松散堆積的多晶金剛石非工作層中形成的所述通道比所述工作層中的所述通道具有更大的孔尺寸。

5.如權利要求1所述的方法，其中所述第一層和所述第二層包括不同平均尺寸的金剛石顆粒。

6.如權利要求5所述的方法，其中所述第一層中的所述金剛石顆粒的所述平均尺寸在5-30微米的范圍內，并且所述第二層中的所述金剛石顆粒的所述平均尺寸在10-50微米的范圍內。

7.如權利要求1所述的方法，其中在燒結和浸出之前，所述第一層包括少于5％重量的催化劑，并且所述第二層包括多于5％重量的催化劑。

8.如權利要求1所述的方法，其中在燒結之前，所述催化劑的總量大于所述金剛石顆粒的總量的4％重量。

9.如權利要求1所述的方法，其中所述第一層形成所述多晶金剛石壓坯的周向切割刃，并且所述第二層軸向地遠離所述第一層延伸，徑向地遠離所述第一層延伸，或軸向地并徑向地遠離所述第一層延伸。

10.如權利要求1所述的方法，其中所述第一層的厚度在從1毫米上至比所述多晶金剛石壓坯的總厚度小1毫米的范圍。

11.一種根據權利要求1-10中任一項的方法制造的多晶金剛石壓坯，包括：

緊密堆積的多晶金剛石工作層，包括多個互連的金剛石晶粒和其間形成的多個填隙區域，該填隙區域實質上不含用來形成所述非工作層的所述催化劑；以及

松散堆積的多晶金剛石非工作層。

12.如權利要求11所述的多晶金剛石壓坯，其中所述緊密堆積的多晶金剛石工作層包括低于5％重量的催化劑。

13.如權利要求11所述的多晶金剛石壓坯，其中所述催化劑是選自來自周期表第VIII族的金屬的一種或多種。

14.如權利要求11所述的多晶金剛石壓坯，其中所述緊密堆積的多晶金剛石層和所述松散堆積的多晶金剛石層包括不同平均尺寸的金剛石晶粒。

15.如權利要求14所述的多晶金剛石壓坯，其中所述松散堆積的多晶金剛石層中的所述金剛石晶粒的平均尺寸大于所述緊密堆積的多晶金剛石層中的所述金剛石晶粒的平均尺寸。

16.如權利要求11所述的多晶金剛石壓坯，其中所述松散堆積的多晶金剛石非工作層包括多個非工作層。