RU2576724C2 - Сплавы с низким коэффициентом термического расширения в качестве катализаторов и связующих для поликристаллических алмазных композитов (pdc) - Google Patents
Сплавы с низким коэффициентом термического расширения в качестве катализаторов и связующих для поликристаллических алмазных композитов (pdc) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2576724C2 RU2576724C2 RU2013106267/03A RU2013106267A RU2576724C2 RU 2576724 C2 RU2576724 C2 RU 2576724C2 RU 2013106267/03 A RU2013106267/03 A RU 2013106267/03A RU 2013106267 A RU2013106267 A RU 2013106267A RU 2576724 C2 RU2576724 C2 RU 2576724C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrate
- catalytic material
- cobalt
- cutting plate
- pcd
- Prior art date
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 42
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims description 71
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims description 68
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims description 63
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title abstract description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 141
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 104
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 104
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 104
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 36
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims abstract description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- KJLLKLRVCJAFRY-UHFFFAOYSA-N mebutizide Chemical compound ClC1=C(S(N)(=O)=O)C=C2S(=O)(=O)NC(C(C)C(C)CC)NC2=C1 KJLLKLRVCJAFRY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 138
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 117
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 90
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 55
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 35
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 35
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 23
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 22
- 239000006023 eutectic alloy Substances 0.000 claims description 19
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 10
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 9
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 8
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 8
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 7
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 7
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 5
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- GJNGXPDXRVXSEH-UHFFFAOYSA-N 4-chlorobenzonitrile Chemical compound ClC1=CC=C(C#N)C=C1 GJNGXPDXRVXSEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/04—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
- B24D3/06—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic metallic or mixture of metals with ceramic materials, e.g. hard metals, "cermets", cements
- B24D3/10—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic metallic or mixture of metals with ceramic materials, e.g. hard metals, "cermets", cements for porous or cellular structure, e.g. for use with diamonds as abrasives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- B24D99/005—Segments of abrasive wheels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
- E21B10/56—Button-type inserts
- E21B10/567—Button-type inserts with preformed cutting elements mounted on a distinct support, e.g. polycrystalline inserts
- E21B10/573—Button-type inserts with preformed cutting elements mounted on a distinct support, e.g. polycrystalline inserts characterised by support details, e.g. the substrate construction or the interface between the substrate and the cutting element
- E21B10/5735—Interface between the substrate and the cutting element
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F2005/001—Cutting tools, earth boring or grinding tool other than table ware
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C2204/00—End product comprising different layers, coatings or parts of cermet
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к отрезным пластинам, резцам и способам изготовления резца. Технический результат заключается в возможности режущих элементов противостоять высоким температурам. Отрезная пластина содержит решеточную структуру, образующую междоузлия внутри, и каталитический материал, осажденный внутри междоузлий в ходе процесса спекания, в результате которого образуется решеточная структура, при этом каталитический материал способствует росту решеточной структуры, содержит близкий к эвтектическому сплав, который представляет собой состав сплава, который находится в пределах плюс или минус десяти атомных массовых процентов от эвтектического состава, и характеризуется коэффициентом термического расширения, меньшим, чем коэффициент термического расширения кобальта. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.
Description
По настоящей заявке испрашивается приоритет на основании предварительной заявки на патент США №61/364122, названной «Alloys With Low Coefficient Of Thermal Expansion As PDC Catalysts And Binders» и поданной 14 июля 2010 г., которая включена в настоящий документ ссылкой.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к поликристаллическим алмазным композитным («PDC») резцам; а более конкретно, к PDC резцам с улучшенной термической стабильностью.
Уровень техники
Поликристаллические алмазные композиты («PDC») применяют в областях промышленности, включая бурение пород и обработку металлов резанием. Такие композиты продемонстрировали преимущества над некоторыми другими типами режущих элементов, такие как лучшая износостойкость и ударопрочность. Композиты PDC можно формировать спеканием отдельных алмазных частиц в условиях высокого давления и высокой температуры («НРНТ»), называемых «областью стабильности алмаза», которая обычно находится выше сорока килобар и в диапазоне от 1200 градусов Цельсия до 2000 градусов Цельсия, в присутствии системы катализатор/растворитель, которая активирует образование связей алмаз-алмаз. Некоторые примеры системы катализатор/растворитель для подвергаемых спеканию алмазных композитов представляют собой кобальт, никель, железо и другие металлы VIII группы. Композиты PDC, как правило, характеризуются содержанием алмаза выше семидесяти объемных процентов, при этом типичным является содержание от значения около восьмидесяти процентов примерно до девяносто пяти процентов. Композит PDC без подложки можно механически соединять с инструментом (не показано) согласно одному из примеров. В качестве альтернативы композит PDC можно соединять с подложкой, формируя таким образом PDC резец, который обычно можно вставлять в скважинный инструмент (не показано), такой как буровое долото или буровой расширитель.
На фиг.1 показан вид сбоку PDC резца 100 с поликристаллическим алмазным (“PCD”) отрезной пластиной 110, или композитом, в соответствии с предшествующим уровнем техники. Несмотря на то что в примере осуществления описана PCD отрезная пластина 110, в альтернативных типах резцов используют и другие типы отрезных пластин, включая композиты из кубического нитрида бора (“CBN”). Обращаясь к фиг.1, можно видеть, что PDC резец 100 обычно включает в себя PCD отрезную пластину 110 и подложку 150, которая соединена с PCD отрезной пластиной 110. PCD отрезная пластина 110 имеет толщину около ста тысячных дюйма (2,5 миллиметра), однако толщину можно изменять в зависимости от области применения, в которой надлежит использовать PCD отрезную пластину 110.
Подложка 150 содержит верхнюю поверхность 152, нижнюю поверхность 154 и внешнюю стенку 156 подложки, которая простирается от периметра верхней поверхности 152 до периметра нижней поверхности 154. PCD отрезная пластина 110 содержит режущую поверхность 112, противолежащую поверхность 114 и внешнюю стенку 116 PCD отрезной пластины, которая простирается от периметра режущей поверхности 112 до периметра противолежащей поверхности 114. Противолежащая поверхность 114 PCD отрезной пластины 110 соединена с верхней поверхностью 152 подложки 150. Как правило, PCD отрезную пластину 110 соединяют с подложкой 150 с использованием пресса высокого давления и высокой температуры (“НРНТ”). Однако для соединения PCD отрезной пластины 110 с подложкой 150 можно использовать и другие способы, известные обычным специалистам в данной области техники. В одном из вариантов осуществления изобретения после соединения PCD отрезной пластины 110 с подложкой 150 режущая поверхность 112 PCD отрезной пластины 110 по существу параллельна нижней поверхности 154 подложки. Кроме того, PDC резец 100 изображен как имеющий правильную круглую цилиндрическую форму, однако в других вариантах осуществления изобретения PDC резцу 100 придают и другие геометрические и негеометрические формы. В определенных вариантах осуществления противолежащая поверхность 114 и верхняя поверхность 152 являются по существу плоскими, однако в других вариантах осуществления противолежащая поверхность 114 и верхняя поверхность 152 могут быть неплоскими. В дополнение к этому, согласно некоторым примерам осуществления (не показано) по меньшей мере по периметру PCD отрезной пластины 110 формируют фаску.
Согласно одному из примеров PDC резец 100 формируют посредством независимого изготовления PCD отрезной пластины 110 и подложки 150, а затем соединения PCD отрезной пластины 110 с подложкой 150. В качестве альтернативы, первоначально изготовляют подложку 150, а после этого на верхней поверхности 152 подложки 150 формируют PCD отрезную пластину 110 посредством размещения поликристаллического алмазного порошка на верхней поверхности 152 и осуществления обработки поликристаллического алмазного порошка и подложки 150 при высокой температуре и высоком давлении. В качестве альтернативы, подложку 150 и PCD отрезную пластину 110 формируют и соединяют вместе примерно в одно и то же время. Хотя кратко были упомянуты некоторые способы формирования PDC резца 100, можно использовать и другие способы, известные обычным специалистам в данной области техники.
Согласно одному из примеров формирования PDC резца 100 получают PCD отрезную пластину 110 и соединяют с подложкой 150 посредством осуществления обработки слоя алмазного порошка, а также смеси порошков карбида вольфрама и кобальта в НРНТ условиях. Кобальт обычно смешивают с карбидом вольфрама и размещают там, где надлежит формировать подложку 150. Алмазный порошок помещают поверх смеси кобальта и карбида вольфрама и располагают там, где надлежит формировать PCD отрезную пластину 110. Затем всю порошковую смесь подвергают обработке в НРНТ условиях, таким образом, что кобальт расплавляется и способствует скреплению, или связыванию, карбида вольфрама с образованием подложки 150. Расплавленный кобальт также диффундирует, или проникает, в алмазный порошок и действует как катализатор синтеза алмазов и формирования PCD отрезной пластины 110. Таким образом, кобальт действует и как связующее для скрепления карбида вольфрама и в качестве катализатора/растворителя для спекания алмазного порошка с образованием связей алмаз-алмаз. Кобальт способствует также образованию сильных связей между PCD отрезной пластиной 110 и подложкой 150 из скрепленного карбида вольфрама.
Кобальт являлся предпочтительным компонентом в способе изготовления композита PDC. В традиционных способах изготовления PDC кобальт используют как связующий материал для формирования подложки 150, а также в качестве каталитического материала для синтеза алмазов вследствие большого объема знаний, относящихся к использованию кобальта в данных процессах. Синергизм между большим объемом знаний и техническими требованиями процесса привел к использованию кобальта как связующего материала, так и каталитического материала. Однако, как известно в данной области техники, в качестве катализатора синтеза алмазов можно использовать альтернативные металлы, такие как железо, никель, хром, марганец и тантал. При использовании указанных альтернативных металлов в качестве катализатора синтеза алмазов для формирования PCD отрезной пластины 110 кобальт или какой-либо другой материал, такой как никель-хром или железо, обычно используют в качестве связующего материала для скрепления карбида вольфрама с образованием подложки 150. Хотя в качестве примеров были приведены некоторые материалы, такие как карбид вольфрама и кобальт, для формирования подложки 150, PCD отрезной пластины 110 и образования связей между подложкой 150 и PCD отрезной пластиной 110 можно использовать и другие материалы, известные обычным специалистам в данной области техники.
Фиг.2 представляет собой схематическое изображение микроструктуры PCD отрезной пластины 110 фиг.1 в соответствии с предшествующим уровнем техники. Обращаясь к фиг.1 и 2, можно видеть, что PCD отрезная пластина 110 содержит алмазные частицы 210, одно или несколько междоузлий 212, образовавшихся между алмазными частицами 210, и кобальт 214, осажденный внутри междоузлий 212. В ходе процесса спекания междоузлия 212, или пустоты, образуются между углерод - углеродными связями и локализуются между алмазными частицами 210. Диффузия кобальта 214 в алмазный порошок приводит к осаждению кобальта 214 внутри данных междоузлий 212, которые формируются внутри PCD отрезной пластины 110 в ходе процесса спекания.
Известно, что после формирования PCD отрезная пластина 110 быстро изнашивается при достижении температурой критического значения. Упомянутая критическая температура составляет около 750 градусов Цельсия и достигается при резании PCD отрезной пластиной 110 горных пород или других известных материалов. Предполагают, что высокая скорость износа обусловлена различиями в скорости термического расширения между алмазными частицами 210 и кобальтом 214, а также химической реакцией, или графитизацией, которая протекает между кобальтом 214 и алмазными частицами 210. Коэффициент термического расширения алмазных частиц 210 составляет около 1,0×10-6 миллиметров-1 × Кельвин-1 («мм-1 К-1»), тогда как коэффициент термического расширения кобальта 214 составляет около 13,0×10-6 мм-1 К-1. Следовательно, кобальт 214 расширяется намного быстрее, чем алмазные частицы 210, при температурах выше данной критической температуры, делая таким образом связи между алмазными частицами 210 нестабильными. PCD отрезная пластина 110 термически разрушается при температурах выше примерно 750 градусов Цельсия, и ее производительность резания значительно ухудшается.
Были предприняты попытки замедлить износ PCD отрезной пластины 110 при указанных высоких температурах. Данные попытки охватывают выполнение процедуры кислотного выщелачивания PCD отрезной пластины 110, которая приводит к удалению кобальта 214 из междоузлий 212. Типичные процедуры выщелачивания включают в себя присутствие кислотного раствора (не показано), который реагирует с кобальтом 214, осажденным внутри междоузлий 212 PCD отрезной пластины 110. Согласно одному из примеров типичной процедуры выщелачивания PDC резец 100 помещают в кислотный раствор таким образом, что по меньшей мере часть PCD отрезной пластины 110 погружается в кислотный раствор. Кислотный раствор реагирует с кобальтом 214 по всем внешним поверхностям PCD отрезной пластины 110. Кислотный раствор медленно перемещается вовнутрь в пределы внутренней части PCD отрезной пластины 110 и продолжает реагировать с кобальтом 214. Однако, поскольку кислотный раствор перемещается далее внутрь, побочные продукты реакции становится все труднее удалять, и, следовательно, скорость выщелачивания значительно снижается. По этой причине имеет место выбор оптимального соотношения между длительностью процедуры выщелачивания, расходы в которой возрастают по мере увеличения длительности данной процедуры, и глубиной выщелачивания. Таким образом, глубина выщелачивания обычно составляет около 0,2 миллиметра, но может быть больше или меньше в зависимости от технических требований к PCD отрезной пластине 110 и/или ограничений на издержки. Удаление кобальта 214 частично снимает проблемы, создаваемые вследствие различий в скорости термического расширения между алмазными частицами 210 и кобальтом 214, а также в результате графитизации. Однако процедура выщелачивания является дорогостоящей, а также оказывает другие отрицательные воздействия на PCD отрезную пластину 110, такие как потеря прочности.
Краткое описание чертежей
Изложенные выше и другие признаки и аспекты изобретения воспринимаются наилучшим образом со ссылкой на следующее ниже описание определенных примеров осуществления при чтении их в сочетании с прилагаемыми чертежами, в которых:
на фиг. 1 показан вид сбоку PDC резца с PCD отрезной пластиной в соответствии с предшествующим уровнем техники;
фиг. 2 представляет собой схематическое изображение микроструктуры PCD отрезной пластины фиг.1 в соответствии с предшествующим уровнем техники;
фиг.3A представляет вид сбоку PDC резца до спекания в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;
фиг.3B является видом сбоку PDC резца, сформированного в результате спекания PDC резца до спекания фиг.3A в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;
фиг.4A представляет вид сбоку PDC резца до спекания в соответствии с другим примером осуществления настоящего изобретения;
фиг.4B является видом сбоку PDC резца, сформированного в результате спекания PDC резца до спекания фиг.4A, в соответствии с другим примером осуществления настоящего изобретения; и
фиг.5 представляет собой фазовую диаграмму кобальта и элемента X в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
Чертежи лишь иллюстрируют примеры осуществления изобретения, и, следовательно, их не следует рассматривать в качестве ограничения его объема, поскольку изобретение может допускать и другие столь же эффективные варианты осуществления.
Краткое описание примеров осуществления
Настоящее изобретение в целом относится к поликристаллическим алмазным композитным («PDC») резцам; а более конкретно, к PDC резцам с улучшенной термической стабильностью. Несмотря на то что описание примеров осуществления приведено ниже в связи с PDC резцом, могут быть применимы альтернативные варианты осуществления изобретения к другим типам резцов или композитов, включая резцы из поликристаллического нитрида бора (“PCBN”) или PCBN композиты, но не ограничиваясь ими. Как упомянуто выше, композит можно устанавливать на подложку с целью формирования резца или непосредственно на инструмент для осуществления процесса резания. Изобретение воспринимается наилучшим образом при чтении следующего ниже описания не ограничивающих примеров осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых подобные части каждой из фигур обозначены аналогичными позициями и которые кратко описываются следующим образом.
Фиг.3A представляет вид сбоку PDC резца 300 до спекания в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Фиг.3B является видом сбоку PDC резца 350, сформированного в результате спекания PDC резца 300 до спекания фиг.3A в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Фиг.3A и 3B представляют один пример формирования PDC резца 350. Обращаясь к фиг.3А и 3В, можно видеть, что PDC резец 300 до спекания содержит слой 310 подложки и слой 320 PCD отрезной пластины, тогда как PDC резец 350 содержит подложку 360 и PCD отрезную пластину 370. Слой 310 подложки расположен в нижней части PDC резца 300 до спекания, и по осуществлении процесса спекания из него формируется подложка 360. Слой 320 PCD отрезной пластины расположен поверх слоя 310 подложки, и по осуществлении процесса спекания из него формируется PCD отрезная пластина 370. Таким образом, PCD отрезная пластина 370 расположена над подложкой 360.
Слой 310 подложки формируют из смеси порошка 332 подложки и связующего/каталитического материала 334. Порошок 332 подложки представляет собой порошок карбида вольфрама, однако порошок 332 подложки можно получить и из другого подходящего материала, известного обычным специалистам в данной области техники, в пределах объема и существа примера осуществления согласно другим примерам осуществления. Связующий/каталитический материал 334 является любым материалом, способным выполнять функции связующего материала для порошка 332 подложки и каталитического материала для алмазного порошка 336, или любым другим материалом, который образует слой 320 PCD отрезной пластины. В дополнение к этому, связующий/каталитический материал 334 характеризуется коэффициентом термического расширения, меньшим, чем коэффициент термического расширения кобальта, и/или имеет более высокую теплопроводность, чем у кобальта. Коэффициент термического расширения кобальта составляет около 13,0 × 10-6 мм-1 К-1. Теплопроводность кобальта составляет около 100,0 Ватт/(метры × Кельвин) («Вт/(мК)»). Некоторые примеры связующего/каталитического материала 334 включают в себя хром, тантал, рутений, определенные сплавы кобальта, такие как кобальт/молибден, кобальт/хром или кобальт/никель/хром, определенные сплавы металла VIII группы и по меньшей мере одного каталитически неактивного металла, а также определенные сплавы двух или более металлов VIII группы, но не ограничиваются ими, при этом сплавы обеспечивают общее снижение коэффициента термического расширения и/или общее повышение теплопроводности. Другие примеры подходящих сплавов могут быть определены обычными специалистами в данной области техники после получения положительного эффекта настоящего раскрытия. Связующий/каталитический материал 334 может содержать любой эвтектический или близкий к эвтектическому сплав, который является эффективным в качестве каталитического материала для синтеза алмазов, вместе с тем демонстрирующий или более низкий коэффициент термического расширения и/или более высокую теплопроводность, чем кобальт. Близкий к эвтектическому сплав, по определению, охватывает составы сплавов, которые находятся в пределах плюс или минус десяти атомных массовых процентов от эвтектического состава до момента превышения температуры плавления кобальта.
Если связующий/каталитический материал 334 имеет более низкий коэффициент термического расширения, чем кобальт, углерод-углеродные связи, которые формируют PCD отрезную пластину 370, являются более стабильными, чем в случае использования кобальта, поскольку связующий/каталитический материал 334 расширяется с меньшей скоростью, чем кобальт. Следовательно, углерод-углеродные связи способны лучше противостоять расширению связующего/каталитического материала 334, чем расширению кобальта при той же температуре. Если связующий/каталитический материал 334 обладает более высокой теплопроводностью, чем кобальт, тепло, выделяющееся внутри PCD отрезной пластины 370, рассеивается лучше, когда для формирования PCD отрезной пластины 370 используют связующий/каталитический материал 334, чем в случае использования кобальта. Таким образом, PCD отрезная пластина 370 способна противостоять выделению большего количества тепла и, следовательно, более высоким температурам в случае использования связующего/каталитического материала 334 для формирования PCD отрезной пластины 370.
После осуществления обработки в условиях высокого давления и высокой температуры слой 310 подложки формирует подложку 360. Слой 310 подложки содержит верхнюю поверхность 312 слоя, нижнюю поверхность 314 слоя и внешнюю стенку 316 слоя подложки, которая простирается от периметра верхней поверхности 312 слоя до периметра нижней поверхности 314 слоя. Слою 310 подложки придают правильную круглую цилиндрическую форму согласно одному из примеров осуществления, но ему можно придавать и другие геометрические и негеометрические формы.
Слой 320 PCD отрезной пластины получают из алмазного порошка 336, однако можно использовать и другие подходящие материалы, известные обычным специалистам в данной области техники, в пределах объема и существа примера выполнения. Хотя это не отображено, согласно некоторым примерам осуществления, слой 320 PCD отрезной пластины содержит алмазный порошок 336 и связующий/каталитический материал 334. По выполнении обработки в условиях высокого давления и высокой температуры из слоя 320 PCD отрезной пластины формируется PCD отрезная пластина 370. Слой 320 PCD отрезной пластины содержит режущую поверхность 322 слоя, противолежащую поверхность 324 слоя и внешнюю стенку 326 слоя PCD отрезной пластины, которая простирается от периметра режущей поверхности 322 слоя до периметра противолежащей поверхности 324 слоя.
После формирования PDC резца 300 до спекания осуществляют его обработку в условиях высокого давления и высокой температуры для получения PDC резца 350. В ходе воздействия НРНТ условий связующий/каталитический материал 334 сжижается внутри слоя 310 подложки и продвигается, или проникает, в слой 320 PCD отрезной пластины. Связующий/каталитический материал 334 выполняет функции связующего материала для порошка 332 подложки, который затем скрепляется, или связывается, с образованием скрепленного порошка 382 подложки. Полученный скрепленный порошок 382 подложки, вместе со связующим/каталитическим материалом 334, вкрапленным в него, образует подложку 360 по завершении процесса спекания. Сжиженный связующий/каталитический материал 334 диффундирует в слой 320 PCD отрезной пластины из слоя 310 подложки и также выполняет функции каталитического материала для алмазного порошка 336 внутри слоя 320 PCD отрезной пластины. Связующий/каталитический материал 334 способствует срастанию алмазных кристаллов, превращая таким образом алмазный порошок 336 в алмазную решетку 386. Алмазная решетка 386 содержит междоузлия (не показано), аналогичные междоузлиям 212 (фиг.2), которые образуются в ходе процесса спекания. Связующий/каталитический материал 334 осаждается внутри упомянутых междоузлий. Таким образом, алмазная решетка 386, вместе со связующим/каталитическим материалом 334, осажденным в междоузлиях, образует PCD отрезную пластину 370 по завершении процесса спекания. Несмотря на то что в PCD отрезной пластине 370 формируется алмазная решетка 386, другие решетки могут образовываться в PCD отрезной пластине 370 при использовании других материалов, отличных от алмазного порошка 336. Связующий/каталитический материал 334 способствует также образованию связей между PCD отрезной пластиной 370 и подложкой 360.
PDC резец 350 получают после того, как подложка 360 и PCD режущий слой 370 полностью сформированы, и подложка 360 соединена с PCD режущим слоем 370. Подложка 360 содержит верхнюю поверхность 362, нижнюю поверхность 364 и внешнюю стенку 366 подложки, которая простирается от периметра верхней поверхности 362 до периметра нижней поверхности 364. Подложка 360 содержит скрепленный порошок 382 подложки и связующий/каталитический материал 334, вкрапленный в него. Подложке 360 придана правильная круглая цилиндрическая форма согласно одному из примеров осуществления, но ей можно придать и другие геометрические и негеометрические формы в зависимости от применения PDC резца 350.
PCD отрезная пластина 370 содержит режущую поверхность 372, противолежащую поверхность 374 и внешнюю стенку 376 PCD отрезной пластины, которая простирается от периметра режущей поверхности 372 до периметра противолежащей поверхности 374. PCD отрезная пластина 370 содержит алмазную решетку 386 и связующий/каталитический материал 334, осажденный внутри междоузлий, образовавшихся в алмазной решетке 386. Противолежащая поверхность 374 соединена с верхней поверхностью 362.
Согласно некоторым примерам осуществления по периметру PCD отрезной пластины 370 формируют фаску (не показано).
PCD отрезную пластину 370 соединяют с подложкой 360 согласно способам, известным обычным специалистам в данной области техники. В одном из примеров PDC резец 350 формируют посредством независимого изготовления PCD отрезной пластины 370 и подложки 360, а затем соединения PCD отрезной пластины 370 с подложкой 360. В другом примере первоначально изготовляют подложку 360, а после этого на верхней поверхности 362 подложки 360 формируют PCD отрезную пластину 370 посредством размещения поликристаллического алмазного порошка 336 на верхней поверхности 362 и осуществления обработки поликристаллического алмазного порошка 336 и подложки 360 при высокой температуре и высоком давлении.
В одном из примеров осуществления после соединения PCD отрезной пластины 370 с подложкой 360 режущая поверхность 372 PCD отрезной пластины 370 по существу параллельна нижней поверхности 364 подложки 360. В дополнение к этому, PDC резец 350 изображен как имеющий правильную круглую цилиндрическую форму, однако в других примерах осуществления PDC резцу 350 придают и другие геометрические и негеометрические формы. В определенных примерах осуществления противолежащая поверхность 374 и верхняя поверхность 362 по существу плоские, однако в других примерах осуществления противолежащая поверхность 374 и верхняя поверхность 362 могут быть неплоскими.
Фиг.4A представляет собой вид сбоку PDC резца 400 до спекания в соответствии с другим примером осуществления настоящего изобретения. Фиг.4В является видом сбоку PDC резца 450, сформированного в результате спекания PDC резца 400 до спекания фиг.4A, в соответствии с другим примером осуществления настоящего изобретения. Фиг.4A и 4B представляют один из примеров формирования PDC резца 450. Обращаясь к фиг.4A и 4B, можно видеть, что PDC резец 400 до спекания содержит слой 410 подложки и слой 420 PCD отрезной пластины, в то время как PDC резец 450 содержит подложку 460 и PCD отрезную пластину 470. Слой 410 подложки расположен в нижней части PDC резца 400 до спекания и по выполнении процесса спекания образует подложку 460. Слой 420 PCD отрезной пластины расположен над слоем 410 подложки и по выполнении процесса спекания образует PCD отрезную пластину 470. Таким образом, PCD отрезная пластина 470 расположена над подложкой 460.
Слой 410 подложки формируют из смеси порошка 432 подложки и связующего материала 434. Порошок 432 подложки представляет собой порошок карбида вольфрама, однако порошок 432 подложки можно получить и из другого подходящего материала, известного обычным специалистам в данной области техники, в пределах объема и существа примера выполнения согласно некоторым другим примерам осуществления. Связующий материал 434 является любым материалом, способным выполнять функции связующего для порошка 432 подложки. Некоторые примеры связующего материала 434 охватывают кобальт, никель-хром и железо, но не ограничиваются ими. После воздействия условий высокого давления и высокой температуры слой 410 подложки образует подложку 460. Слой 410 подложки содержит верхнюю поверхность 412 слоя, нижнюю поверхность 414 слоя и внешнюю стенку 416 слоя подложки, которая простирается от периметра верхней поверхности 412 слоя до периметра нижней поверхности 414 слоя. Слою 410 подложки придают правильную круглую цилиндрическую форму согласно одному из примеров осуществления, но ему можно придать и другие геометрические и негеометрические формы.
Слой 420 PCD отрезной пластины формируют из смеси алмазного порошка 436 и каталитического материала 438. Хотя для формирования слоя 420 PCD отрезной пластины используют алмазный порошок 436, можно использовать и другие подходящие материалы, известные обычным специалистам в данной области техники, в пределах объема и существа примера выполнения. Каталитический материал 438 является любым материалом, способным выполнять функции катализатора для алмазного порошка 436, который образует слой 420 PCD отрезной пластины, или для любого другого материала, который используют для формирования PCD отрезной пластины 470. В дополнение к этому, каталитический материал 438 характеризуется коэффициентом термического расширения, меньшим, чем коэффициент термического расширения кобальта, и/или обладает более высокой теплопроводностью, чем кобальт. Коэффициент термического расширения кобальта составляет около 13,0 × 10-6 мм-1 К-1. Теплопроводность кобальта составляет около 100,0 Вт/(мК). Некоторые примеры каталитического материала 438 включают в себя хром, тантал, рутений, определенные сплавы кобальта, такие как кобальт/молибден, кобальт/хром или кобальт/никель/хром, определенные сплавы металла VIII группы и по меньшей мере одного каталитически неактивного металла, а также определенные сплавы двух или более металлов VIII группы, но не ограничиваются ими, при этом сплавы обеспечивают общее снижение коэффициента термического расширения и/или общее повышение теплопроводности. Другие примеры подходящих сплавов могут быть определены обычными специалистами в данной области техники после получения положительного эффекта настоящего раскрытия. Каталитический материал 438 может содержать любой эвтектический или близкий к эвтектическому сплав, который является эффективным в качестве катализатора синтеза алмазов, вместе с тем демонстрирующий более низкий коэффициент термического расширения и/или более высокую теплопроводность, чем кобальт.
Если каталитический материал 438 имеет более низкий коэффициент термического расширения, чем кобальт, углерод-углеродные связи, которые формируют PCD отрезную пластину 470, являются более стабильными, чем в случае использования кобальта, поскольку каталитический материал 438 расширяется с меньшей скоростью, чем кобальт. Следовательно, углерод-углеродные связи способны лучше противостоять расширению каталитического материала 438, чем расширению кобальта при той же температуре. Если каталитический материал 438 обладает более высокой теплопроводностью, чем кобальт, тепло, выделяющееся внутри PCD отрезной пластины 470, рассеивается лучше, когда для формирования PCD отрезной пластины 470 используют каталитический материал 438, чем в случае использования кобальта. Таким образом, PCD отрезная пластина 470 способна противостоять выделению большего количества тепла и, следовательно, более высоким температурам в случае использования каталитического материала 438 для формирования PCD отрезной пластины 470.
Согласно некоторым примерам осуществления температура плавления каталитического материала 438 ниже температуры плавления связующего материала 434. Температура плавления кобальта, который можно использовать в качестве связующего материала 434, составляет около 1495 градусов Цельсия. Согласно некоторым примерам осуществления связующий материал 434 и каталитический материал 438 представляют собой различные материалы, однако связующий материал 434 и каталитический материал 438 могут быть одним и тем же материалом согласно определенным примерам осуществления. После воздействия условий высокого давления и высокой температуры слой 420 PCD отрезной пластины образует PCD отрезную пластину 470. Слой 420 PCD отрезной пластины включает в себя режущую поверхность 422 слоя, противолежащую поверхность 424 слоя и внешнюю стенку 426 слоя PCD отрезной пластины, которая простирается от периметра режущей поверхности 422 слоя до периметра противолежащей поверхности 424 слоя. Согласно некоторым примерам осуществления по периметру PCD отрезной пластины 470 формируют фаску (не показано).
Согласно примерам осуществления, в которых температура плавления каталитического материала 438 ниже температуры плавления связующего материала 434, после получения PDC резца 400 до спекания его подвергают воздействию условий высокого давления и высокой температуры для формирования PDC резца 450. В ходе воздействия НРНТ условий температуру сначала доводят до первой температуры, которая является температурой плавления каталитического материала 438 согласно некоторым примерам осуществления. Согласно определенным примерам осуществления первая температура выше температуры плавления каталитического материала 438, но ее поддерживают ниже второй температуры, которая обсуждается более подробно ниже. Первую температуру можно изменять в пределах указанного диапазона, который находится между первой температурой и второй температурой. При упомянутой первой температуре каталитический материал 438 сжижается в слое 470 PCD отрезной пластины и способствует срастанию алмазных кристаллов, превращая таким образом алмазный порошок 436 в алмазную решетку 486. Алмазная решетка 486 содержит междоузлия (не показано), аналогичные междоузлиям 212 (фиг.2), которые образуются в ходе процесса спекания. Каталитический материал 438 осаждается внутри упомянутых междоузлий. Таким образом, алмазная решетка 486, вместе с каталитическим материалом 438, осажденным в междоузлиях, образует PCD отрезную пластину 470 по завершении процесса спекания. Несмотря на то что в PCD отрезной пластине 470 формируется алмазная решетка 486, другие решетки могут образовываться в PCD отрезной пластине 470 при использовании других материалов, отличных от алмазного порошка 436.
После формирования PCD отрезной пластины 470 температуру затем повышают от первой температуры по меньшей мере до второй температуры, которая является температурой плавления связующего материала 434 или какой-либо другой температурой, более высокой, чем температура плавления связующего материала 434. Связующий материал 434 сжижается внутри слоя 410 подложки и способствует скреплению порошка 432 подложки, превращая таким образом порошок 432 подложки в скрепленный порошок 482 подложки. Данный скрепленный порошок 482 подложки, вместе со связующим материалом 434, вкрапленным в него, по завершении процесса спекания образует подложку 460. Связующий материал 434 и/или каталитический материал 438 способствуют образованию связей между PCD отрезной пластиной 470 и подложкой 460.
PDC резец 450 получают после того, как подложка 460 и PCD режущий слой 470 полностью сформированы, и подложка 460 соединена с PCD режущим слоем 470. Подложка 460 содержит верхнюю поверхность 462, нижнюю поверхность 464 и внешнюю стенку 466 подложки, которая простирается от периметра верхней поверхности 462 до периметра нижней поверхности 464. Подложка 460 содержит скрепленный порошок 482 подложки и связующий материал 434, вкрапленный в него. Подложке 460 придана правильная круглая цилиндрическая форма согласно одному из примеров осуществления, но ей можно придать и другие геометрические и негеометрические формы в зависимости от применения PDC резца 450.
PCD отрезная пластина 470 содержит режущую поверхность 472, противолежащую поверхность 474 и внешнюю стенку 476 PCD отрезной пластины, которая простирается от периметра режущей поверхности 472 до периметра противолежащей поверхности 474. PCD отрезная пластина 470 содержит алмазную решетку 486 и каталитический материал 438, осажденный внутри междоузлий, образовавшихся в алмазной решетке 486. Противолежащая поверхность 474 соединена с верхней поверхностью 462.
PCD отрезную пластину 470 соединяют с подложкой 460 согласно способам, известным обычным специалистам в данной области техники. В одном из примеров PDC резец 450 формируют посредством независимого изготовления PCD отрезной пластины 470 и подложки 460, а затем соединения PCD отрезной пластины 470 с подложкой 460. В другом примере первоначально изготовляют подложку 460, а после этого на верхней поверхности 462 подложки 460 формируют PCD отрезную пластину 470 посредством размещения поликристаллического алмазного порошка 436 на верхней поверхности 462 и осуществления обработки поликристаллического алмазного порошка 436 и подложки 460 при высокой температуре и высоком давлении.
В одном из примеров осуществления после соединения PCD отрезной пластины 470 с подложкой 460 режущая поверхность 472 PCD отрезной пластины 470 по существу параллельна нижней поверхности 464 подложки 460. В дополнение к этому, PDC резец 450 изображен как имеющий правильную круглую цилиндрическую форму, однако в других примерах осуществления изобретения PDC резцу 450 придают и другие геометрические и негеометрические формы. В определенных примерах осуществления противолежащая поверхность 474 и верхняя поверхность 462 по существу плоские, однако в других примерах осуществления противолежащая поверхность 474 и верхняя поверхность 462 могут быть неплоскими.
Как упомянуто выше, связующий/каталитический материал 334 (фиг.3) и каталитический материал 438 представляют собой сплав кобальта или некоторого другого металла VIII группы, который демонстрирует более низкий коэффициент термического расширения и/или более высокую теплопроводность, чем кобальт, согласно некоторым примерам осуществления. Сплав представляет собой сочетание, либо в растворе, либо в соединении, двух или более элементов по меньшей мере один из которых является металлом, и при этом сплав полученного материала обладает металлическими свойствами. В отличие от чистых металлов многие сплавы не имеют отдельно взятой точки плавления. Вместо этого, многие сплавы характеризуются температурным диапазоном, в котором материал начинает плавиться при одной более низкой температуре и полностью расплавляется при другой более высокой температуре. Таким образом, в ходе плавления сплава материал представляет собой смесь твердой и жидкой фаз при воздействии температуры в диапазоне между двумя указанными температурами. Температура, при которой сплав начинает плавиться, называется солидусом, тогда как температура, при которой сплав полностью расплавляется, называется ликвидусом. Однако, как и упомянуто выше, а также согласно некоторым примерам осуществления, связующий/каталитический материал 334 (фиг.3) и каталитический материал 438 представляют собой эвтектический сплав или близкий к эвтектическому сплав, который демонстрирует более низкий коэффициент термического расширения и/или более высокую теплопроводность, чем кобальт. Эвтектические сплавы получают с целью плавления при отдельно взятой точечной температуре плавления, а не в пределах температурного диапазона. Эвтектический сплав представляет собой сплав, образовавшийся из смеси двух или более элементов, который имеет более низкую температуру плавления, чем любой из его элементов, используемых для получения эвтектического сплава. В одном из примеров сплав или эвтектический сплав получают посредством приготовления гомогенной смеси двух или более элементов, которые образуют сплав или эвтектический сплав. Надлежащие соотношения компонентов для получения эвтектического сплава определяются эвтектической точкой на фазовой диаграмме, которая обсуждается более подробно в связи с фиг.5.
Приведенное ниже в таблице 1 представляет собой перечень элементов, которые можно сплавлять с кобальтом для получения эвтектического сплава, имеющего конечный коэффициент термического расширения, более низкий, чем коэффициент термического расширения кобальта. В таблице 1 элементы углерод и кобальт приведены в качестве стандартов, поскольку углерод используют для формирования PCD отрезной пластины, в то время как кобальт является типичным каталитическим материалом 438 или связующим/каталитическим материалом 334 (фиг.3), который осаждается внутри междоузлий, образовавшихся между углеродными связями в PCD отрезной пластине 370 и 470. Таким образом, эвтектический сплав, используемый в качестве каталитического материала 438 или связующего/каталитического материала 334 (фиг.3) в примерах осуществления настоящего изобретения, должен иметь более низкий конечный коэффициент термического расширения и/или более высокую конечную теплопроводность, чем у кобальта в отдельности. Несмотря на то что кобальт выбирается как один из сплавообразующих элементов, согласно другим примерам осуществления в качестве сплавообразующего элемента можно выбирать любой другой металл VIII группы.
Как показано в таблице 1, приведенной выше, каждый элемент снабжен значениями «Co-Eu», «термического расширения», «температуры плавления» и «теплопроводности». Величина «Co-Eu» представляет собой эвтектическую температуру плавления, или эвтектическую точу плавления, при сплавлении соответствующего элемента с кобальтом в соответствии с эвтектическим составом. Величина «термического расширения» представляет собой коэффициент термического расширения соответствующего элемента. Данные коэффициенты термического расширения меньше коэффициента термического расширения кобальта. После сплавления элемента с кобальтом конечный коэффициент термического расширения сплава меньше коэффициента термического расширения кобальта. Следовательно, коэффициент термического расширения эвтектического сплава также меньше коэффициента термического расширения кобальта. Величина «температуры плавления» представляет собой температуру плавления соответствующего элемента. Как видно, эвтектическая температура плавления при сплавлении соответствующего элемента с кобальтом меньше температуры плавления и кобальта, и соответствующего элемента. Величина «теплопроводности» представляет собой теплопроводность соответствующего элемента. Указанные значения теплопроводности выше или ниже теплопроводности кобальта. После сплавления элемента с кобальтом конечная величина теплопроводности сплава находится между теплопроводностью соответствующего элемента и теплопроводностью кобальта. Следовательно, в зависимости от областей применения, в которых надлежит использовать PDC резец 350 и 450, можно соответственно выбирать сплав, или эвтектический сплав, который следует использовать для каталитического материала 438 и связующего/каталитического материала 334 (фиг.3), таким образом, чтобы иметь или более низкий коэффициент термического расширения и/или более высокую теплопроводность.
Фиг.5 представляет собой фазовую диаграмму 500 кобальта и элемента X в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Несмотря на то что фазовая диаграмма 500 кобальта и элемента X приведена в качестве примера согласно одному из примеров осуществления, для достижения эвтектической точки можно использовать различные фазовые диаграммы кобальта и одного или нескольких других элементов или элемента VIII группы с одним или несколькими другими элементами, которые описаны более подробно ниже, согласно другим примерам осуществления. Обращаясь к фиг.5, можно видеть, что фазовая диаграмма 500 кобальта и элемента X содержит ось 510 состава, ось 520 температуры, линию 534 ликвидуса, линию 536 солидуса и эвтектическую точку 538.
Ось 510 состава расположена на оси x и представляет состав сплава, используемого в качестве каталитического материала и/или связующего/каталитического материала. Состав измерен в атомных массовых процентах элемента X. В направлении слева направо вдоль оси 510 состава доля элемента X в составе увеличивается. Таким образом, в крайней левой точке оси 510 состава материал представляет собой стопроцентный кобальт. В противоположность этому, в крайней правой точке оси 510 состава материал представляет собой стопроцентный элемент X. Ось 510 состава включает в себя эвтектический состав 540, который обсуждается более подробно ниже.
Ось 520 температуры расположена на оси y и представляет различные температуры, которыми можно воздействовать на сплав. Температура измерена в градусах Цельсия. В направлении сверху вниз вдоль оси 520 температуры температура снижается. Ось 520 температуры включает в себя температуру 532 плавления кобальта, температуру 530 плавления элемента X и эвтектическую температуру 539 плавления, которая обсуждается более подробно ниже. Температура 532 плавления кобальта является температурой, при которой плавится материал, содержащий сто процентов кобальта. Температура 530 плавления элемента X является температурой, при которой плавится материал, содержащий сто процентов элемента X.
Фазовая диаграмма 500 кобальта и элемента X предоставляет информацию о различных фазах сплава кобальта и элемента X, а также о том, при каких составах и температурах существуют упомянутые различные фазы. Данные фазы включают в себя общую жидкую фазу 550 («Жидкость»), общую твердую фазу 552 («Твердое тело»), фазу 554 взвеси кобальта («L+Cos»), фазу 556 взвеси элемента X («L+XS»), твердую фазу 558 кобальта («Cos») и твердую фазу 560 элемента X («XS»). Общая жидкая фаза 550 появляется, когда и кобальт, и элемент X полностью находятся в жидкой фазе. Общая твердая фаза 552 имеет место, когда и кобальт, и элемент X полностью находятся в твердой фазе. Фаза 554 взвеси кобальта появляется, когда материал содержит кристаллы кобальта, суспендированные во взвеси, которая также имеет в своем составе жидкий кобальт. Фаза 556 взвеси элемента X возникает, когда материал содержит кристаллы элемента X, суспендированные во взвеси, которая также имеет в своем составе жидкий элемент X. Твердая фаза 558 кобальта появляется, когда весь кобальт находится в твердой фазе и по меньшей мере некоторая часть элемента X находится в жидкой фазе. Твердая фаза 560 элемента X возникает, когда весь элемент X находится в твердой фазе и по меньшей мере некоторая часть кобальта находится в жидкой фазе.
Линия 534 ликвидуса распространяется от температуры 532 плавления кобальта до эвтектической точки 538, а затем до температуры 530 плавления элемента X. Линия 534 ликвидуса представляет температуру, при которой сплав полностью расплавляется и образует жидкость. Таким образом, при температурах выше линии 534 ликвидуса сплав полностью является жидким. Линия 536 солидуса также распространяется от температуры 532 плавления кобальта до эвтектической точки 538, а затем до температуры 530 плавления элемента X. Линия 536 солидуса расположена ниже линии 534 ликвидуса, за исключением значения в эвтектической точке 538. Линия 536 солидуса представляет температуру, при которой сплав начинает плавиться. Таким образом, при температурах ниже линии 536 солидуса сплав полностью является твердым. В эвтектической точке 538 линия 534 ликвидуса пересекается с линией 536 солидуса. Эвтектическую точку 538 определяют на фазовой диаграмме 500 как пересечение эвтектической температуры 539 и эвтектического состава 540. Эвтектический состав 540 представляет собой состав, в случае которого сплав ведет себя как единая химическая композиция и имеет температуру плавления, при которой общая твердая фаза превращается в общую жидкую фазу при отдельно взятой температуре. Таким образом, один из положительных эффектов использования эвтектического сплава для каталитического материала и/или связующего/каталитического материала заключается в том, что эвтектический сплав проявляет свойства единой композиции.
Несмотря на то что каждый пример осуществления был подробно описан, следует подразумевать, что любые признаки и модификации, которые применимы к одному варианту осуществления изобретения, также применимы и к другим вариантам осуществления. Кроме того, хотя изобретение было описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления, данные описания не предназначены для истолкования в ограничивающем смысле. Различные модификации раскрытых вариантов осуществления, а также альтернативные варианты осуществления изобретения станут очевидными для обычных специалистов в данной области техники после обращения к описанию примеров осуществления. Обычным специалистам в данной области техники следует принимать во внимание, что идею и конкретные раскрытые варианты осуществления изобретения можно легко использовать в качестве основы для внесения изменений или разработки других структур или способов для достижения тех же самых целей изобретения. Обычным специалистам в данной области техники следует также понимать, что такие эквивалентные конструкции находятся в пределах существа и объема изобретения, изложенных в прилагаемой формуле изобретения. Следовательно, предполагается, что формула изобретения охватывает любые такие изменения или варианты осуществления, которые попадают в пределы объема изобретения.
Claims (25)
1. Отрезная пластина, содержащая:
решеточную структуру, образующую междоузлия внутри; и
каталитический материал, осажденный внутри междоузлий в ходе процесса спекания, в результате которого образуется решеточная структура, при этом каталитический материал способствует росту решеточной структуры, содержит близкий к эвтектическому сплав, который представляет собой состав сплава, который находится в пределах плюс или минус десяти атомных массовых процентов от эвтектического состава, и характеризуется коэффициентом термического расширения, меньшим, чем коэффициент термического расширения кобальта.
решеточную структуру, образующую междоузлия внутри; и
каталитический материал, осажденный внутри междоузлий в ходе процесса спекания, в результате которого образуется решеточная структура, при этом каталитический материал способствует росту решеточной структуры, содержит близкий к эвтектическому сплав, который представляет собой состав сплава, который находится в пределах плюс или минус десяти атомных массовых процентов от эвтектического состава, и характеризуется коэффициентом термического расширения, меньшим, чем коэффициент термического расширения кобальта.
2. Отрезная пластина по п. 1, в которой каталитический материал содержит материал, выбранный из группы, состоящей из хрома, тантала и рутения.
3. Отрезная пластина по п. 1, в которой каталитический материал выбран из группы, состоящей из сплавов кобальта, сплавов металла VIII группы и по меньшей мере одного каталитически неактивного металла и сплавов двух или более металлов VIII группы.
4. Отрезная пластина по п. 1, в которой каталитический материал имеет эвтектический состав.
5. Отрезная пластина по п. 1, в которой каталитический материал характеризуется теплопроводностью, более высокой, чем теплопроводность кобальта.
6. Отрезная пластина по п. 1, в которой решеточная структура содержит поликристаллический алмаз.
7. Резец, содержащий:
подложку, содержащую верхнюю поверхность;
отрезную пластину, содержащую:
режущую поверхность;
противолежащую поверхность, соединенную с верхней поверхностью;
внешнюю стенку отрезной пластины, простирающуюся от периметра противолежащей поверхности до периметра режущей поверхности;
решеточную структуру, образующую междоузлия внутри; и
каталитический материал, осажденный внутри междоузлий в ходе процесса спекания, в результате которого образуется решеточная структура, при этом каталитический материал способствует росту решеточной структуры, содержит близкий к эвтектическому сплав, который представляет собой состав сплава, который находится в пределах плюс или минус десяти атомных массовых процентов от эвтектического состава, и характеризуется коэффициентом термического расширения, меньшим, чем коэффициент термического расширения кобальта.
подложку, содержащую верхнюю поверхность;
отрезную пластину, содержащую:
режущую поверхность;
противолежащую поверхность, соединенную с верхней поверхностью;
внешнюю стенку отрезной пластины, простирающуюся от периметра противолежащей поверхности до периметра режущей поверхности;
решеточную структуру, образующую междоузлия внутри; и
каталитический материал, осажденный внутри междоузлий в ходе процесса спекания, в результате которого образуется решеточная структура, при этом каталитический материал способствует росту решеточной структуры, содержит близкий к эвтектическому сплав, который представляет собой состав сплава, который находится в пределах плюс или минус десяти атомных массовых процентов от эвтектического состава, и характеризуется коэффициентом термического расширения, меньшим, чем коэффициент термического расширения кобальта.
8. Резец по п. 7, в котором каталитический материал содержит материал, выбранный из группы, состоящей из хрома, тантала и рутения.
9. Резец по п. 7, в котором каталитический материал выбран из группы, состоящей из сплавов кобальта, сплавов металла VIII группы и по меньшей мере одного каталитически неактивного металла, и сплавов двух или более металлов VIII группы.
10. Резец по п. 7, в котором каталитический материал имеет эвтектический состав.
11. Резец по п. 7, в котором каталитический материал характеризуется теплопроводностью, более высокой, чем теплопроводность кобальта.
12. Резец по п. 7, в котором решеточная структура содержит поликристаллический алмаз.
13. Резец по п. 7, в котором подложка сформирована из порошка подложки и связующего материала, который скрепляет порошок подложки с образованием подложки, причем связующий материал является тем же, что и каталитический материал.
14. Резец по п. 13, в котором каталитический материал берет свое начало в подложке и проникает в отрезную пластину.
15. Резец по п. 7, в котором подложка сформирована из порошка подложки и связующего материала, который скрепляет порошок подложки с образованием подложки, причем связующий материал отличается от каталитического материала.
16. Резец по п. 15, в котором температура плавления каталитического материала ниже температуры плавления связующего материала.
17. Способ изготовления резца, включающий в себя стадии, на которых:
формируют отрезную пластину, которая содержит:
решеточную структуру, образующую междоузлия внутри; и
каталитический материал, осажденный внутри междоузлий в ходе процесса спекания, в результате которого образуется решеточная структура, при этом каталитический материал способствует росту решеточной структуры, содержит близкий к эвтектическому сплав, который представляет собой состав сплава, который находится в пределах плюс или минус десяти атомных массовых процентов от эвтектического состава, и характеризуется коэффициентом термического расширения, меньшим, чем коэффициент термического расширения кобальта;
формируют подложку; и
соединяют отрезную пластину с подложкой.
формируют отрезную пластину, которая содержит:
решеточную структуру, образующую междоузлия внутри; и
каталитический материал, осажденный внутри междоузлий в ходе процесса спекания, в результате которого образуется решеточная структура, при этом каталитический материал способствует росту решеточной структуры, содержит близкий к эвтектическому сплав, который представляет собой состав сплава, который находится в пределах плюс или минус десяти атомных массовых процентов от эвтектического состава, и характеризуется коэффициентом термического расширения, меньшим, чем коэффициент термического расширения кобальта;
формируют подложку; и
соединяют отрезную пластину с подложкой.
18. Способ по п. 17, в котором каталитический материал содержит материал, выбранный из группы, состоящей из хрома, тантала и рутения.
19. Способ по п. 17, в котором каталитический материал выбран из группы, состоящей из сплавов кобальта, сплавов металла VIII группы и по меньшей мере одного каталитически неактивного металла и сплавов двух или более металлов VIII группы.
20. Способ по п. 17, в котором каталитический материал имеет эвтектический состав.
21. Способ по п. 17, в котором каталитический материал характеризуется теплопроводностью, более высокой, чем теплопроводность кобальта.
22. Способ по п. 17, в котором решеточная структура содержит поликристаллический алмаз.
23. Способ по п. 17, в котором формирование подложки включает в себя стадии, на которых:
смешивают порошок подложки и связующий материал для получения смеси подложки;
повышают давление и температуру до первого температурного диапазона с целью сжижения связующего материала и создания возможности для скрепления порошка подложки связующим материалом.
смешивают порошок подложки и связующий материал для получения смеси подложки;
повышают давление и температуру до первого температурного диапазона с целью сжижения связующего материала и создания возможности для скрепления порошка подложки связующим материалом.
24. Способ по п. 17, в котором формирование отрезной пластины включает в себя стадии, на которых:
размещают алмазный порошок на верхней части подложки;
создают условия для проникновения связующего материала из подложки в алмазный порошок; и
превращают алмазный порошок в решеточную структуру, при этом связующий материал и каталитический материал представляют собой одно и то же.
размещают алмазный порошок на верхней части подложки;
создают условия для проникновения связующего материала из подложки в алмазный порошок; и
превращают алмазный порошок в решеточную структуру, при этом связующий материал и каталитический материал представляют собой одно и то же.
25. Способ по п. 17, в котором формирование отрезной пластины включает в себя стадии, на которых:
смешивают алмазный порошок и каталитический материал с целью получения смеси для поликристаллической алмазной (PCD) пластины;
размещают смесь на верхней части подложки;
повышают давление и температуру до второго температурного диапазона с целью сжижения каталитического материала; и
обеспечивают условия для спекания алмазного порошка под действием каталитического материала с образованием решеточной структуры,
при этом связующий материал и каталитический материал различаются, второй температурный диапазон меньше первого температурного диапазона, и второй температурный диапазон находится ниже температуры плавления связующего материала.
смешивают алмазный порошок и каталитический материал с целью получения смеси для поликристаллической алмазной (PCD) пластины;
размещают смесь на верхней части подложки;
повышают давление и температуру до второго температурного диапазона с целью сжижения каталитического материала; и
обеспечивают условия для спекания алмазного порошка под действием каталитического материала с образованием решеточной структуры,
при этом связующий материал и каталитический материал различаются, второй температурный диапазон меньше первого температурного диапазона, и второй температурный диапазон находится ниже температуры плавления связующего материала.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US36412210P | 2010-07-14 | 2010-07-14 | |
| US61/364,122 | 2010-07-14 | ||
| PCT/US2011/043589 WO2012009285A1 (en) | 2010-07-14 | 2011-07-11 | Alloys with low coefficient of thermal expansion as pdc catalysts and binders |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013106267A RU2013106267A (ru) | 2014-08-20 |
| RU2576724C2 true RU2576724C2 (ru) | 2016-03-10 |
Family
ID=45466037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013106267/03A RU2576724C2 (ru) | 2010-07-14 | 2011-07-11 | Сплавы с низким коэффициентом термического расширения в качестве катализаторов и связующих для поликристаллических алмазных композитов (pdc) |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20120012402A1 (ru) |
| EP (1) | EP2593630A1 (ru) |
| CN (1) | CN103261564A (ru) |
| RU (1) | RU2576724C2 (ru) |
| WO (1) | WO2012009285A1 (ru) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9017438B1 (en) | 2006-10-10 | 2015-04-28 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compact including a polycrystalline diamond table with a thermally-stable region having at least one low-carbon-solubility material and applications therefor |
| US8236074B1 (en) | 2006-10-10 | 2012-08-07 | Us Synthetic Corporation | Superabrasive elements, methods of manufacturing, and drill bits including same |
| US8080074B2 (en) | 2006-11-20 | 2011-12-20 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compacts, and related methods and applications |
| US8034136B2 (en) | 2006-11-20 | 2011-10-11 | Us Synthetic Corporation | Methods of fabricating superabrasive articles |
| US8999025B1 (en) | 2008-03-03 | 2015-04-07 | Us Synthetic Corporation | Methods of fabricating a polycrystalline diamond body with a sintering aid/infiltrant at least saturated with non-diamond carbon and resultant products such as compacts |
| US8911521B1 (en) | 2008-03-03 | 2014-12-16 | Us Synthetic Corporation | Methods of fabricating a polycrystalline diamond body with a sintering aid/infiltrant at least saturated with non-diamond carbon and resultant products such as compacts |
| US7866418B2 (en) | 2008-10-03 | 2011-01-11 | Us Synthetic Corporation | Rotary drill bit including polycrystalline diamond cutting elements |
| US9315881B2 (en) | 2008-10-03 | 2016-04-19 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond, polycrystalline diamond compacts, methods of making same, and applications |
| US8297382B2 (en) | 2008-10-03 | 2012-10-30 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compacts, method of fabricating same, and various applications |
| US8071173B1 (en) | 2009-01-30 | 2011-12-06 | Us Synthetic Corporation | Methods of fabricating a polycrystalline diamond compact including a pre-sintered polycrystalline diamond table having a thermally-stable region |
| US8074748B1 (en) | 2009-02-20 | 2011-12-13 | Us Synthetic Corporation | Thermally-stable polycrystalline diamond element and compact, and applications therefor such as drill bits |
| GB2511227B (en) | 2010-02-09 | 2014-10-01 | Smith International | Composite cutter substrate to mitigate residual stress |
| US10309158B2 (en) | 2010-12-07 | 2019-06-04 | Us Synthetic Corporation | Method of partially infiltrating an at least partially leached polycrystalline diamond table and resultant polycrystalline diamond compacts |
| US9027675B1 (en) | 2011-02-15 | 2015-05-12 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compact including a polycrystalline diamond table containing aluminum carbide therein and applications therefor |
| US8651203B2 (en) | 2011-02-17 | 2014-02-18 | Baker Hughes Incorporated | Polycrystalline compacts including metallic alloy compositions in interstitial spaces between grains of hard material, cutting elements and earth-boring tools including such polycrystalline compacts, and related methods |
| US9272392B2 (en) | 2011-10-18 | 2016-03-01 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compacts and related products |
| US9487847B2 (en) | 2011-10-18 | 2016-11-08 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compacts, related products, and methods of manufacture |
| US9540885B2 (en) | 2011-10-18 | 2017-01-10 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compacts, related products, and methods of manufacture |
| US9359827B2 (en) * | 2013-03-01 | 2016-06-07 | Baker Hughes Incorporated | Hardfacing compositions including ruthenium, earth-boring tools having such hardfacing, and related methods |
| US10280687B1 (en) | 2013-03-12 | 2019-05-07 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compacts including infiltrated polycrystalline diamond table and methods of making same |
| US9297212B1 (en) | 2013-03-12 | 2016-03-29 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compact including a substrate having a convexly-curved interfacial surface bonded to a polycrystalline diamond table, and related methods and applications |
| US9476258B2 (en) | 2013-06-25 | 2016-10-25 | Diamond Innovations, Inc. | PDC cutter with chemical addition for enhanced abrasion resistance |
| US9718168B2 (en) | 2013-11-21 | 2017-08-01 | Us Synthetic Corporation | Methods of fabricating polycrystalline diamond compacts and related canister assemblies |
| US9945186B2 (en) | 2014-06-13 | 2018-04-17 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compact, and related methods and applications |
| US9610555B2 (en) | 2013-11-21 | 2017-04-04 | Us Synthetic Corporation | Methods of fabricating polycrystalline diamond and polycrystalline diamond compacts |
| US9765572B2 (en) | 2013-11-21 | 2017-09-19 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compact, and related methods and applications |
| US10047568B2 (en) | 2013-11-21 | 2018-08-14 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compacts, and related methods and applications |
| GB2540205A (en) * | 2015-07-10 | 2017-01-11 | Nov Downhole Eurasia Ltd | Structures Fabricated Using Foam Elements |
| US10287824B2 (en) | 2016-03-04 | 2019-05-14 | Baker Hughes Incorporated | Methods of forming polycrystalline diamond |
| CN109890540A (zh) * | 2016-10-27 | 2019-06-14 | 哈里伯顿能源服务公司 | 具有烧结助剂化合物、由烧结助剂化合物形成的化合物或它们的混合物的聚晶金刚石复合片 |
| US11396688B2 (en) | 2017-05-12 | 2022-07-26 | Baker Hughes Holdings Llc | Cutting elements, and related structures and earth-boring tools |
| US11292750B2 (en) | 2017-05-12 | 2022-04-05 | Baker Hughes Holdings Llc | Cutting elements and structures |
| US11536091B2 (en) | 2018-05-30 | 2022-12-27 | Baker Hughes Holding LLC | Cutting elements, and related earth-boring tools and methods |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2320615C2 (ru) * | 2000-09-20 | 2008-03-27 | Камко Интернешнл (Юк) Лимитед | Спрессованный в таблетку режущий элемент |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4525179A (en) * | 1981-07-27 | 1985-06-25 | General Electric Company | Process for making diamond and cubic boron nitride compacts |
| US5304342A (en) * | 1992-06-11 | 1994-04-19 | Hall Jr H Tracy | Carbide/metal composite material and a process therefor |
| US7465219B2 (en) * | 1994-08-12 | 2008-12-16 | Diamicron, Inc. | Brut polishing of superhard materials |
| US7678325B2 (en) * | 1999-12-08 | 2010-03-16 | Diamicron, Inc. | Use of a metal and Sn as a solvent material for the bulk crystallization and sintering of diamond to produce biocompatbile biomedical devices |
| US6196910B1 (en) * | 1998-08-10 | 2001-03-06 | General Electric Company | Polycrystalline diamond compact cutter with improved cutting by preventing chip build up |
| US20030217869A1 (en) * | 2002-05-21 | 2003-11-27 | Snyder Shelly Rosemarie | Polycrystalline diamond cutters with enhanced impact resistance |
| US20050133277A1 (en) * | 2003-08-28 | 2005-06-23 | Diamicron, Inc. | Superhard mill cutters and related methods |
| GB2408735B (en) * | 2003-12-05 | 2009-01-28 | Smith International | Thermally-stable polycrystalline diamond materials and compacts |
| US7647993B2 (en) * | 2004-05-06 | 2010-01-19 | Smith International, Inc. | Thermally stable diamond bonded materials and compacts |
| US7493973B2 (en) * | 2005-05-26 | 2009-02-24 | Smith International, Inc. | Polycrystalline diamond materials having improved abrasion resistance, thermal stability and impact resistance |
| US8499860B2 (en) * | 2005-12-14 | 2013-08-06 | Smith International, Inc. | Cutting elements having cutting edges with continuous varying radii and bits incorporating the same |
| US9068410B2 (en) * | 2006-10-26 | 2015-06-30 | Schlumberger Technology Corporation | Dense diamond body |
| US8080074B2 (en) * | 2006-11-20 | 2011-12-20 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compacts, and related methods and applications |
| US20100038148A1 (en) * | 2007-01-08 | 2010-02-18 | King William W | Intermetallic Aluminide Polycrystalline Diamond Compact (PDC) Cutting Elements |
| US8858871B2 (en) * | 2007-03-27 | 2014-10-14 | Varel International Ind., L.P. | Process for the production of a thermally stable polycrystalline diamond compact |
| US8025112B2 (en) * | 2008-08-22 | 2011-09-27 | Tdy Industries, Inc. | Earth-boring bits and other parts including cemented carbide |
| US8663349B2 (en) * | 2008-10-30 | 2014-03-04 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compacts, and related methods and applications |
| GB2465467B (en) * | 2008-11-24 | 2013-03-06 | Smith International | A cutting element having an ultra hard material cutting layer and a method of manufacturing a cutting element having an ultra hard material cutting layer |
| US8069937B2 (en) * | 2009-02-26 | 2011-12-06 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compact including a cemented tungsten carbide substrate that is substantially free of tungsten carbide grains exhibiting abnormal grain growth and applications therefor |
| US8216677B2 (en) * | 2009-03-30 | 2012-07-10 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compacts, methods of making same, and applications therefor |
| US8162082B1 (en) * | 2009-04-16 | 2012-04-24 | Us Synthetic Corporation | Superabrasive compact including multiple superabrasive cutting portions, methods of making same, and applications therefor |
| US20100326740A1 (en) * | 2009-06-26 | 2010-12-30 | Hall David R | Bonded Assembly Having Low Residual Stress |
| US8353371B2 (en) * | 2009-11-25 | 2013-01-15 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compact including a substrate having a raised interfacial surface bonded to a leached polycrystalline diamond table, and applications therefor |
-
2011
- 2011-07-11 RU RU2013106267/03A patent/RU2576724C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2011-07-11 CN CN2011800436532A patent/CN103261564A/zh active Pending
- 2011-07-11 EP EP11807354.3A patent/EP2593630A1/en not_active Withdrawn
- 2011-07-11 US US13/180,414 patent/US20120012402A1/en not_active Abandoned
- 2011-07-11 WO PCT/US2011/043589 patent/WO2012009285A1/en not_active Ceased
-
2014
- 2014-04-17 US US14/255,740 patent/US20140223835A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2320615C2 (ru) * | 2000-09-20 | 2008-03-27 | Камко Интернешнл (Юк) Лимитед | Спрессованный в таблетку режущий элемент |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2593630A1 (en) | 2013-05-22 |
| US20120012402A1 (en) | 2012-01-19 |
| US20140223835A1 (en) | 2014-08-14 |
| CN103261564A (zh) | 2013-08-21 |
| RU2013106267A (ru) | 2014-08-20 |
| WO2012009285A1 (en) | 2012-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2576724C2 (ru) | Сплавы с низким коэффициентом термического расширения в качестве катализаторов и связующих для поликристаллических алмазных композитов (pdc) | |
| CN103201098B (zh) | 高韧性热稳定的聚晶金刚石 | |
| US10179390B2 (en) | Methods of fabricating a polycrystalline diamond compact | |
| US9487847B2 (en) | Polycrystalline diamond compacts, related products, and methods of manufacture | |
| CA2775566C (en) | Production of reduced catalyst pdc via gradient driven reactivity | |
| US9540885B2 (en) | Polycrystalline diamond compacts, related products, and methods of manufacture | |
| US8360176B2 (en) | Brazing methods for PDC cutters | |
| CA2827109C (en) | Polycrystalline compacts including metallic alloy compositions in interstitial spaces between grains of hard material, cutting elements and earth-boring tools including such polycrystalline compacts, and related methods | |
| WO2015076933A1 (en) | Polycrystalline diamond compact, and related methods and applications | |
| KR20130130754A (ko) | 벌크 메탈 포일의 통합에 의한 다결정 다이아몬드의 인성 개선 | |
| SA110310235B1 (ar) | طرق لترابط مناضد التقطيع مسبقة التشكيل بركائز عامل القطع وعامل القطع المكونة بهذه العمليات | |
| CN103124800B (zh) | 多晶金刚石 | |
| KR101468852B1 (ko) | 초-경질 구성물 및 이의 제조 방법 | |
| US20160016291A1 (en) | Superhard constructions and methods of making same | |
| US10280687B1 (en) | Polycrystalline diamond compacts including infiltrated polycrystalline diamond table and methods of making same | |
| US20150314420A1 (en) | Polycrystalline diamond construction and method of making same | |
| US20240035341A1 (en) | Cutting elements including binder materials having modulated morphologies, earth-boring tools including such cutting elements, and related methods of making and using same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HE9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170712 |