[发明专利]在金刚石与基材之间具有晶粒生长抑制剂层的细的多晶金刚石复合片有效

专利信息
申请号: 201280048502.0 申请日: 2012-08-23
公开(公告)号: CN103842067A 公开(公告)日: 2014-06-04
发明(设计)人: 鲍亚华;S·L·赫曼 申请(专利权)人: 六号元素有限公司
主分类号: B01J3/06 分类号: B01J3/06;C30B29/04;C01B31/06;B24D3/10;B23B27/20;B23B7/02;E21B10/46;E21B10/567;E21B10/573
代理公司: 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 11038 代理人: 李跃龙
地址: 爱尔兰*** 国省代码: 爱尔兰;IE
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摘要:
搜索关键词: 金刚石 基材 之间 具有 晶粒 生长 抑制剂 多晶 复合
【权利要求书】:

1.一种制造多晶金刚石材料的方法,其包括:

邻近于金刚石颗粒的混合物放置纳米尺寸的晶粒生长抑制剂颗粒的粉末层,所述金刚石颗粒的混合物具有约1微米或更小的平均颗粒尺寸;

邻近于粉末层放置基材;和

在高压和高温下烧结金刚石颗粒的混合物和晶粒生长抑制剂颗粒的粉末层以产生多晶结构的烧结金刚石晶粒,

其中烧结金刚石晶粒具有约1微米或更小的平均尺寸。

2.权利要求1的方法,其中所述金刚石颗粒具有约0.5微米或更小的平均颗粒尺寸。

3.权利要求1的方法,其中所述纳米尺寸的晶粒生长抑制剂颗粒的粉末层包含IVB、VB或VIB族金属的碳化物、氮化物或碳氮化物。

4.权利要求1的方法,其中所述晶粒生长抑制剂颗粒具有小于200纳米的颗粒尺寸。

5.权利要求4的方法,其中所述晶粒抑制剂颗粒具有小于100纳米的平均颗粒尺寸。

6.权利要求1的方法,其中最大的烧结金刚石晶粒尺寸不大于3微米。

7.权利要求1的方法,其中所述晶粒生长抑制剂颗粒的粉末层包含晶粒生长抑制剂颗粒的均质混合物。

8.权利要求1的方法,其还包括在烧结期间携带一部分晶粒生长抑制剂颗粒进入金刚石颗粒的混合物中。

9.权利要求1的方法,其还包括在烧结期间降低催化剂从基材渗入金刚石颗粒的混合物中的速率。

10.权利要求1的方法,其还包括在烧结前部分压实晶粒生长抑制剂和金刚石颗粒,其中所述晶粒生长抑制剂具有理论密度的30%-70%的密度。

11.权利要求1的方法,其中所述晶粒生长抑制剂颗粒具有的平均颗粒尺寸小于所述金刚石颗粒的平均尺寸颗粒尺寸。

12.权利要求1的方法,其中所述晶粒生长抑制剂是含钛的颗粒,其仅包含一种类型的选自基本上由TiC、TiCxNy和TiN组成的群组的含钛的颗粒。

13.权利要求1的方法,其中所述晶粒生长抑制剂是含钛的颗粒,其包含选自基本上由TiC、TiCxNy和TiN及其组合组成的群组的含钛的颗粒。

14.一种多晶金刚石材料,其通过权利要求1-13中任一项的方法制造。

15.一种多晶金刚石复合片,其包含:

包含一种材料显微组织的多晶金刚石本体,所述材料显微组织包含多个接合在一起的金刚石晶粒以及金刚石晶粒之间的间隙区域;

包含钨和催化剂金属的基材;和

多晶金刚石本体与基材之间的晶粒生长抑制剂层,所述晶粒生长抑制剂层包含多个散布于钨和催化剂金属之间的含钛的颗粒,

其中含钛的颗粒尺寸小于800纳米,

其中晶粒生长抑制剂层在相对侧与基材和多晶金刚石本体接合,并且厚度为约20-100微米;和

其中所述金刚石晶粒具有约1微米或更小的平均尺寸。

16.权利要求15的多晶金刚石复合片,其中所述晶粒生长抑制剂层包含约1-25原子%的钨、20-70原子%的钛、2-35原子%的钴,并且余量为碳和氮。

17.权利要求16的多晶金刚石复合片,其中钨、钛和钴均匀地分散在整个晶粒生长抑制剂层中。

18.权利要求15的多晶金刚石复合片,其中晶粒生长抑制剂层在相对侧与基材和多晶金刚石本体接合,并且厚度为约50-70微米。

19.权利要求15的多晶金刚石复合片,其中所述金刚石晶粒具有0.5微米或更小的平均尺寸。

20.一种切削工具,其包含工具本体和至少一个设置于其上的如权利要求15-19中任一项所述的多晶金刚石复合片。

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