[发明专利]超硬增强的硬质金属

权利要求书

1.超硬增强的硬质金属，其包含颗粒状硬材料和粘合剂以及至少一种构造物，所述构造物含有芯簇和多个与该芯簇间隔开、围绕且小于该芯簇的伴簇，并且所述芯簇和伴簇各自含有多个邻接的超硬颗粒。

2.根据权利要求1的硬质金属，其中该超硬颗粒包括金刚石。

3.根据权利要求1和2中任一项的硬质金属，其中各个伴簇的平均体积小于芯簇平均体积的约20％。

4.根据权利要求1至3中任一项的硬质金属，其中各个伴簇含有的超硬颗粒数目少于芯簇内所含超硬颗粒数目的约20％。

5.根据权利要求1至4中任一项的硬质金属，其中芯簇包含将含有粘合剂材料和少很多的超硬材料的区域包封的超硬颗粒和硬材料环套或壳体。

6.根据权利要求5的硬质金属，其中所述区域基本上没有硬的超硬颗粒。

7.根据权利要求1至4中任一项的硬质金属，其中芯簇包含直接粘结到超硬颗粒和硬材料环套或壳体的超硬颗粒。

8.根据权利要求1至4中任一项的硬质金属，其中芯簇包含多个邻接的超硬颗粒和散布在这些邻接超硬颗粒之间的硬材料颗粒。

9.根据权利要求1-8中任一项的硬质金属，其中硬材料包括金属碳化物、金属氧化物或金属氮化物、低氧化硼或碳化硼。

10.根据权利要求1-9中任一项的硬质金属，其中硬材料选自WC、TiC、VC、Cr₃C₂、Cr₇C₃、ZrC、Mo₂C、HfC、NbC、Nb₂C、TaC、Ta₂C、W₂C、SiC和Al₄C₃。

11.根据权利要求1-10中任一项的硬质金属，其中粘合剂材料是含有钴、铁或镍中的一种或多种的金属或金属合金。

12.根据权利要求1-11中任一项的硬质金属，其中粘合剂材料还包含金属间材料，该金属间材料包括Ni₃Al、Ni₂Al₃和NiAl₃、CoSn、NiCrP、NiCrB以及NiP。

13.根据权利要求1-12中任一项的硬质金属，其中粘合剂材料的体积含量为1-40体积％。

14.根据权利要求1-13中任一项的硬质金属，其中芯簇的平均尺寸是各个伴簇的平均尺寸的至少两倍。

15.根据权利要求1-14中任一项的硬质金属，其中超硬颗粒在约0.1至约5000微米的尺寸范围内。

16.根据权利要求1-15中任一项的硬质金属，其中超硬增强的硬质金属内的超硬材料含量为20-60体积％。

17.根据权利要求1-16中任一项的硬质金属，其中硬材料颗粒在约0.5至约100微米的尺寸范围内。

18.根据权利要求1-17中任一项的硬质金属，其中超硬增强的硬质金属内的硬材料含量为20-80体积％。

19.根据权利要求1-18中任一项的硬质金属，其中所述构造物具有基本上各向同性的特性。

20.根据前述权利要求中任一项的硬质金属，其包含多个分散在该硬质金属中的构造物。

21.根据前述权利要求中任一项的硬质金属，其基本上不包括石墨。

22.制备超硬增强的硬质金属的方法，该方法包括：形成包含超硬颗粒、硬材料颗粒以及至少一种粘合剂材料或者能够转变成粘合剂材料的材料的生坯；使该生坯经受超硬材料在热力学上不稳定的至少500摄氏度的温度和压力从而形成烧结体；和使该烧结体经受超硬材料在热力学上稳定的压力和温度。

23.根据权利要求22的方法，其包括使所述生坯经受至少约3GPa的压力。

24.根据权利要求22和23中任一项的方法，其中在小于300MPa的施加压力下进行生坯的热处理。

25.用于工具的嵌体，该嵌体包含根据权利要求1的超硬增强的硬质金属。