制造多晶金刚石复合片的方法，包括混合金刚石粒子进料与粘结剂以形成混合物，将所述混合物成型为预复合片，在非氧化气氛中加热所述预复合片以基本驱除所述粘结剂，在氧化气氛中在足以烧掉非金刚石碳而不会过度氧化金刚石的温度和时间下氧化所述预复合片，和在高压和高温下烧结所述预复合片以形成多晶金刚石复合片。所述方法还可以包括在与所述粘结剂混合之前氧化所述金刚石粒子进料。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进的磨损特性的多晶金刚石复合片及其制造方法相关申请的交叉引用本申请要求2011年9月21日提交的美国临时申请61/537,369的优先权，其全部内容通过引用的方式全文并入本文中。
技术介绍
通过在高压和高温（HPHT）条件下将单独的金刚石粒子烧结在一起而形成PCD复合片。通常在促进金刚石-金刚石粘结的催化剂、例如钴的存在下进行烧结。通常，复合片可以通常表征为由磨料粒子例如金刚石或CBN的烧结多晶块形成的整体粘结结构。虽然这种复合片可以在没有粘结基质或次相的帮助下自粘结，但合适的粘结基质包括金属，例如钴、铁、镍、铂、钛、铬、钽或者其合金或混合物。以约5体积%至约30体积%提供的粘结基质另外可以含有重结晶或生长催化剂例如CBN用铝或金刚石用钴。用于生产多晶复合片的基础HPHT方法需要将磨料结晶粒子的未烧结体、例如金刚石或CBN或其混合物放置在布置在HPHT设备反应室中的杯内。如果预期金刚石粒子的烧结，则另外放置在具有磨料粒子的外壳中的可能是金属催化剂，以及用于负载磨料粒子的硬质合金的预成型体，且由此和其形成负载的复合片。可选地，在烧结之前和/或在烧结期间，催化剂可以迁移到或被扫掠到磨料粒子的基质中。该室的内含物随后经受如下的加工条件，该加工条件被选择为足以实现在磨料粒子邻近晶粒之间的晶间键合及任选地烧结粒子到硬质合金基底或载体的接合。所述加工条件通常包括施加至少约1200℃的温度和至少约20千巴的压力且通常在高于约40千巴的压力下和在约1200℃至约2000℃的温度下历时约3至约120分钟。关于多晶金刚石复合片的烧结，可以以邻近晶体粒子布置的预加固形式提供催化剂金属。例如，该金属催化剂可以构造成其中接收磨料晶体粒子的圆柱体的环带或在结晶块之上或之下布置的盘。可选地，该金属催化剂或也已知的溶剂可以以粉末形式提供并与磨料结晶粒子混合，或者作为硬质合金或碳化物模制粉进行提供，该硬质合金或碳化物模制粉可以冷压成型且其中胶结剂作为金刚石重结晶或生长用催化剂或溶剂进行提供。通常，该金属催化剂或溶剂选自钴、铁或镍或者其合金或混合物，但也可以采用其它金属，例如钌、铑、钯、铬、锰、钽及其合金和混合物。
技术实现思路
在此处公开了如下的制备氧化的金刚石粒子进料的方法，所述方法包括在氧化气氛中在足以烧掉非金刚石碳而不会过度氧化金刚石的温度和时间下氧化大量金刚石粒子进料。在此处还公开了根据所述方法制备的氧化的金刚石粒子进料。在此处公开了如下的制备氧化的预复合片的方法，所述方法包括混合金刚石粒子进料与粘结剂以形成混合物，将所述混合物成型为预复合片，在氧化气氛中在足以烧掉非金刚石碳而不会过度氧化金刚石的温度和时间下氧化预复合片。在此处还公开了根据所述方法制造的氧化的预复合片。在此处公开了如下的制备氧化的预复合片组件的方法，所述方法包括混合金刚石粒子进料与粘结剂以形成混合物，将所述混合物成型为预复合片，将所述预复合片放置在高压高温设备的杯中以形成预复合片组件，在氧化气氛中在足以烧掉非金刚石碳而不会过度氧化金刚石的温度和时间下氧化预复合片组件。在此处还公开了氧化的预复合片组件。在此处公开了如下的制造多晶金刚石复合片的方法，其包括混合金刚石粒子进料与粘结剂以形成混合物，将所述混合物成型为预复合片，在非氧化气氛中加热所述预复合片以基本驱除所述粘结剂，在氧化气氛中在足以烧掉非金刚石碳而不会过度氧化金刚石的温度和时间下氧化所述预复合片，和在高压和高温下烧结所述预复合片以形成多晶金刚石复合片。在一个实施方式中，所述金刚石被过度氧化。一方面，与在氧化之前的金刚石相比较，过度氧化的金刚石通过可测量的失重来至少部分地表征。在一些实施方式中，在加热所述预复合片之前，将所述预复合片放置在高压高温设备的杯中。在一些实施方式中，在与所述粘结剂混合之前将所述金刚石粒子进料氧化。在一些实施方式中，所述非氧化气氛主要由氢气构成。在一些实施方式中，所述非氧化气氛主要由氩气构成。在一些实施方式中，所述氧化气氛主要由空气构成。在一些实施方式中，将所述预复合片在约500℃至约750℃的温度下氧化约10分钟至约240分钟的时间。在此处还公开了在烧结之前从预复合片除去非金刚石碳的方法，包括在氧化气氛中在约500℃至约750℃的温度下加热所述预复合片约10分钟至约240分钟的时间，其中在所述加热期间所述预复合片位于高压高温设备的杯中。在一些实施方式中，所述氧化气氛主要由空气构成。在此处还公开了通过以下方法制造的具有改进的磨损特性的多晶金刚石复合片，所述方法包括混合金刚石粒子进料与粘结剂以形成混合物，将所述混合物成型为预复合片，在非氧化气氛中加热所述预复合片以基本驱除所述粘结剂，在氧化气氛中在足以烧掉非金刚石碳而不会过度氧化金刚石的温度和时间下氧化所述预复合片，在高压和高温下烧结所述预复合片以形成多晶金刚石复合片。在此处还公开了如下的制造多晶金刚石复合片的方法，包括在氧化气氛中在足以烧掉非金刚石碳而不会过度氧化金刚石的温度和时间下氧化金刚石粒子进料，混合所述金刚石粒子进料与粘结剂以形成混合物，将所述混合物成型为预复合片，在非氧化气氛中加热所述预复合片以基本驱除所述粘结剂，和在高压和高温下烧结所述预复合片以形成多晶金刚石复合片。还公开了根据所述方法制造的多晶金刚石复合片。在此处还公开了如下的制造多晶金刚石复合片的方法，包括混合金刚石粒子进料与粘结剂以形成混合物，将所述混合物成型为预复合片，在氧化气氛中在足以烧掉非金刚石碳而不会过度氧化金刚石的温度和时间下加热所述预复合片，和在高压和高温下烧结所述预复合片以形成多晶金刚石复合片。还公开了根据所述方法制造的多晶金刚石复合片。还公开了如下的具有改进的磨损特性的多晶金刚石复合片，所述多晶金刚石复合片基于包含金刚石粒子进料和粘结剂的预复合片，所述预复合片或金刚石粒子进料的特征在于所述预复合片和/或所述金刚石粒子进料的拉曼光谱基本没有指示非金刚石碳的峰，其中使用选自532nm、623nm和785nm的激光激发波长产生所述拉曼光谱。还公开了如下的具有改进的磨损特性的多晶金刚石复合片，所述多晶金刚石复合片基于包含金刚石粒子进料和粘结剂的预复合片，所述预复合片的特征在于所述预复合片的拉曼光谱基本没有指示非金刚石碳的峰。还公开了如下的具有改进的磨损特性的多晶金刚石复合片，所述多晶金刚石复合片基于包含金刚石粒子进料和粘结剂的预复合片，所述金刚石粒子进料的特征在于所述金刚石粒子进料的拉曼光谱基本没有指示非金刚石碳的峰。在此处还公开了如下的具有改进的磨损特性的多晶金刚石复合片，所述多晶金刚石复合片的特征在于所述多晶金刚石复合片的氧与氮的比率至少为1.2:1。在此处还公开了如下的具有改进的磨损特性的多晶金刚石复合片，所述多晶金刚石复合片的特征在于用于制备所述复合片的预复合片的氧与氮的比率至少为1.2:1。在此处还公开了如下的具有改进的磨损特性的多晶金刚石复合片，所述多晶金刚石复合片的特征在于用于制备所述复合片的金刚石进料的氧与氮的比率至少为1.2:1。在此处还公开了如下的制造多晶金刚石复合片的方法，包括混合金刚石粒子进料与粘结剂以形成混合物，将所述混合物成型为预复合片，在非氧化气氛中加热所述预复合片以基本驱除所述粘结剂，在氧化气氛中在足以烧掉非金刚石碳本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备氧化的金刚石粒子进料的方法，所述方法包括在氧化气氛中在足以烧掉非金刚石碳而不会过度氧化金刚石的温度和时间下氧化大量金刚石粒子进料。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.21 US 61/537,3691.一种制造多晶金刚石复合片的方法，包括：混合金刚石粒子进料与粘结剂以形成混合物；将所述混合物成型为预复合片；在非氧化气氛中加热所述预复合片以基本驱除所述粘结剂；在氧化气氛中在足以烧掉在预复合片加热步骤中形成的非金刚石碳而不会过度氧化金刚石的温度和时间下氧化所述预复合片；和在氧化之后，在高压和高温下烧结所述预复合片以形成多晶金刚石复合片。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述非氧化气氛主要由氢气构成。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述非氧化气氛主要由氩气构成。4.根据权利要求1所述的方法，其中氧化气氛为空气。5.根据权利要求1所述的方法，其中氧化所述预复合片在500℃至750℃的温度下进行10分钟至240分钟的时间。6.根据权利要求1所述的方法，还包括在氧化所述预复合片之前将所述预复合片放置在...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔尔·沃恩，史蒂文·韦伯，
申请(专利权)人：戴蒙得创新股份有限公司，
类型：
国别省市：
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