[发明专利]形成支撑基底和切削元件的方法、切削元件和钻地工具

权利要求书

1.一种形成切削元件的方法，其包括：

提供支撑基底，所述支撑基底通过如下步骤形成：

形成前体组合物，所述前体组合物包括离散的WC颗粒、粘合剂、以及包括C和W中的一者或多者、Co、和Al的初步粉末的离散颗粒，其中，所述初步粉末包括以下各项中的任意一种：i)包含离散的Co-Al-C合金颗粒和/或离散的Co-Al-W合金颗粒的离散合金颗粒；ii)包含离散的C颗粒和离散的元素W颗粒中的一者或多者、离散的元素Co颗粒、以及离散的元素Al颗粒的离散元素颗粒；和iii)由包含离散的Co-Al-C合金颗粒和/或离散的Co-Al-W合金颗粒的离散合金颗粒和包含离散的C颗粒、离散的元素W颗粒、离散的元素Co颗粒、以及离散的元素Al颗粒中的一者或多者的离散元素颗粒构成的组合；以及

使所述前体组合物经受固结过程以形成固结结构，所述固结结构包含分散在包括Co、Al、W和C的均质粘结剂中的WC颗粒，其中，所述均质粘结剂包括从66重量％的Co至90重量％的Co、从5.0重量％的Al至15重量％的Al、从0.1重量％的C至0.2重量％的C、以及从5.0重量％的W至30重量％的W；

将包括金刚石颗粒的粉末直接沉积在所述支撑基底上；

使所述支撑基底和所述包括金刚石颗粒的粉末经受高温和高压以将所述支撑基底的均质粘结剂的一部分扩散到所述包括金刚石颗粒的粉末中并且使所述金刚石颗粒相互结合；以及

将相互结合的所述金刚石颗粒之间的间隙空间内的所述均质粘结剂的部分转化为包括κ碳化物析出物的热稳定材料。

2.如权利要求1所述的方法，其中将所述相互结合的金刚石颗粒之间的间隙空间内的所述均质粘结剂的部分转化为热稳定材料包括：使所述热稳定材料形成为包括一种或多种Co₃AlC_1-x析出物，其中0≤x≤0.5。

3.如权利要求1所述的方法，其还包括对所述热稳定材料进行溶液处理以将所述热稳定材料的所述κ碳化物析出物分解为FCC L1₂相析出物。

4.如权利要求1至3中的任意一项所述的方法，其中形成前体组合物包括：使所述前体组合物形成为包括所述离散的WC颗粒、所述粘合剂，以及离散的Co-Al-C合金颗粒和离散的Co-Al-W合金颗粒中的一者或多者。

5.如权利要求1至3中的任意一项所述的方法，其中形成所述前体组合物包括：使所述前体组合物形成为包括5重量％的离散的Co-Al-C合金颗粒至15重量％的离散的Co-Al-C合金颗粒，和85重量％的离散的WC颗粒至95重量％的离散的WC颗粒。

6.如权利要求1至3中的任意一项所述的方法，其中形成前体组合物包括：使所述前体组合物形成为包括所述离散的WC颗粒、所述粘合剂、离散的元素Co颗粒、离散的元素Al颗粒，以及离散的C颗粒和离散的元素W颗粒中的一者或多者。

7.如权利要求6所述的方法，其中使所述前体组合物形成为包括所述离散的WC颗粒、所述粘合剂、离散的元素Co颗粒、离散的元素Al颗粒，以及离散的C颗粒和离散的元素W颗粒中的一者或多者包括：使前体组合物形成为包括4重量％的离散的元素Co颗粒至15重量％的离散的元素Co颗粒、0.05重量％的离散的元素Al颗粒至3重量％的离散的元素Al颗粒、0.013重量％的离散的C颗粒至0.3重量％的离散的C颗粒，以及85重量％的离散的WC颗粒至95重量％的离散的WC颗粒。

8.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中形成前体组合物还包括：使所述前体组合物形成为包括至少一种添加剂，所述至少一种添加剂包括以下各者中的一者或多者：B、Al、C、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Re、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Cu、Ag、Au、Zn和Cd。

9.如权利要求1至3中任一项所述的方法，使所述前体组合物经受固结过程以形成固结结构还包括：使所述固结结构经受至少一个补充性均质化过程以使所述固结结构的所述均质粘结剂基本上完全均质化。