用于制成切割器元件的方法技术

一种用于制成切割器元件的方法，该方法包括：将多个超硬颗粒、用于在切割器元件中粘合超硬颗粒的粘合材料粉末源和流体介质相结合以形成膏体，其中超硬颗粒的含量足以用于使切割器元件中的超硬颗粒的含量达到至少约3的体积百分比。膏体被引入挤压装置中并且被挤压以形成生坯，所述生坯被烧结以提供切割器元件。在某些示例中，切割器元件可以用于锯片或钻头。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总体上涉及一种，具体地但非排他地，用于制成钻头和锯片的方法。
技术介绍
美国专利号6，102，140公开了一种用于形成用于地面接合工具的插件的方法。提供一种容器，并且容器的选取区用第一混合物和第二混合物中的一种填充，所述第一混合物是粉末状的碳化钨和金属钴，所述第二混合物是带有金刚石颗粒的粉末状的碳化钨和金属钴。此后，容器的另一个区用第一混合物和第二混合物中的另一种填充。容器被密封，并且同时被加热和加压到一温度并且压实了长达足以烧结碳化钨和金属钴且将混合物熔融成单一本体的时间。美国专利号6，319，460公开了一种用于制造超硬复合材料的方法。该方法包括:提供金刚砂，所述金刚砂为超硬复合材料的体积的约40%至85%;提供金属基体组分，所述金属基体组分为超硬复合材料的体积的约15%至60%;用金属基体组分碾磨超硬组分以实现均匀的混合物；以及将均匀的混合物压实到混合物的理论最大密度的至少95%的实际山/又ο需要一种用于制成切割器元件的可替代方法，所述切割器元件用于诸如用于钻入地面中的钻头和锯片的工具。
技术实现思路
鉴于第一方面，提供一种，该方法包括:将多个超硬颗粒(含有超硬材料的颗粒)、用于在切割器元件中粘合超硬颗粒的粘合材料粉末源和流体介质相结合以形成膏体；将膏体引入挤压装置中；挤压膏体以形成生坯；以及烧结生坯以提供切割器元件；其中，膏体中的超硬颗粒的含量足以用于使切割器元件中的超硬颗粒的含量达到至少约3的体积百分比。粘合材料将适于提供这样的材料，S卩，所述材料能够将超硬颗粒以及烧结过的切割器元件中的其它组分可以粘合在一起。对于该方法而言，本公开设想到各种组合和布置，该方法的非限制性的和非排他性的示例包括以下步骤，在包括组合第一膏体和第二膏体的示例性方法中可以施加第一膏体和或第二膏体中的一种或两者。在某些示例中，超硬颗粒可以包括金刚石(天然金刚石或合成金刚石)或立方氮化硼(cBN)。在某些示例中，多个超硬颗粒可以具有至少约100微米和至多约2，000微米的平均尺寸或落入12/200美国网目尺寸带(USMeshband)内。在某些示例中，金刚砂的含量可以选择为足以用于使烧结过的切割器元件中的金刚砂的含量达到至少约3的体积百分比和至多约60的体积百分比。在某些示例中，粘合材料的粉末源可以包括粘合材料的颗粒和或用于粘合材料的前体材料，前体材料能够转化或反应以释放粘合材料。粘合材料的示例包括钴(Co)、铁(Fe)、镍(Ni)和或包含以上这些材料中的任何的适当合金材料。在某些示例中，粘合材料可以包括钴(Co)。在某些示例中，该方法可以包括:将粒状金属碳化物材料与超硬颗粒、粘合材料和流体介质相结合。例如，硬质材料可以包括诸如金属碳化物材料或金属氧化物材料的陶瓷材料，并且粘合材料将选择为能够在完成的切割器兀件中将金刚砂和硬质材料粘合在一起。金属碳化物的示例包括碳化钨(WC)或碳化钛(TiC)。粘合材料和金属碳化物材料的重量比可以是至少10:90和至多90:10。在某些示例中，该方法可以包括:将流体增稠材料与超硬颗粒、粘合材料和流体介质相结合，这样操作以增大流体介质的粘度；和或该方法可以包括:机械地处理膏体或使膏体陈化以增大膏体的粘度，这样操作以增大流体介质的粘度。流体增稠材料可以称为粘合剂材料并且可以包括有机材料或无机材料。有机粘合剂材料的示例包括甲基纤维素和聚乙二醇(PEG)，并且流体介质的示例包括水或乙醇。膏体的粘度可以通过引入更多的流体介质或通过去除流体介质而改变。在某些示例中，该方法可以包括:将膏体引入模腔中，并且加压膏体以形成生坯。在某些示例中，该方法可以包括:挤压膏体以形成中间体，将中间体引入挤压装置中，并且加压中间体以挤压包含在中间体中的膏体。在某些示例中，该方法可以包括:将膏体形成中间体，并且将中间体加工成至少一个生坯。该方法可以包括:所述加工中间体的步骤包括切割中间体。在某些示例中，该方法可以包括至少三个挤压循环，每个挤压循环都包括挤压膏体。在某些示例中，生坯的密度可以是除了流体介质之外的组成材料的最大组合理论密度的至少40%和至多70%。在某些示例中，生坯的至少一部分可以是圆筒形或菱形的形状。在某些示例中，该方法可以包括:使生坯受到高温和高压以形成切割器元件。在某些示例中，该方法可以包括:根据本公开提供第一膏体；提供第二膏体，所述第二膏体包括能够被烧结以形成切割器元件的一部分的粉末，第二膏体具有与第一膏体的材料成分不同的材料成分；组合第一膏体和第二膏体以形成生坯，并且烧结生坯以形成切割器元件。通常，第二膏体将具有与第一膏体的材料成分基本不同的材料成分，第一膏体和第二膏体中的每个的成分都选择为适于组合和烧结以形成切割器元件的至少一部分。在包括组合第一膏体和第二膏体的某些示例中，第二膏体可以包括超硬颗粒，所述超硬颗粒具有与第一膏体中的超硬颗粒不同的尺寸分布。在某些示例中，第二膏体可以包括与第一膏体不同的超硬颗粒含量。在某些示例中，第二膏体可以基本没有超硬颗粒。在某些示例中，第二膏体可以包括第二粘合材料的第二粉末源，第二膏体可以包括与第一膏体基本为同一种类的相同的粘合材料源；或者，第二膏体可以基本没有包含在第一膏体中的粘合材料。在某些示例中，该方法可以包括:将多个超硬颗粒、用于在切割器元件中粘合超硬颗粒的粘合材料粉末源和流体介质相结合以形成第一膏体，其中超硬颗粒的含量足以用于使切割器元件中的超硬颗粒的含量达到至少约3的体积百分比或至少约10的体积百分比；提供第二膏体，所述第二膏体包括能够被烧结以形成切割器元件的一部分的粉末；组合第一膏体和第二膏体以形成生坯，并且烧结生坯以形成切割器元件。在各种示例中，超硬颗粒可以设置成用能够与粘合材料粘合的材料涂覆、不用能够与粘合材料粘合的材料涂覆、或用能够与粘合材料粘合的材料包覆。在某些示例中，超硬颗粒中的至少某些可以设置成被包封在小球内。每个小球的体积都会是超硬颗粒的体积的至少两倍。在某些示例中，每个小球都可以包括超硬颗粒、至少部分地封装超硬颗粒的内包封区和至少部分地封装内包封区的外包封区；内包封区具有比外包封区明显更大的耐磨性。内包封区的体积可以是小球的体积的至少约20 %和或内包封区的体积可以是小球的体积的至多约75%。在某些示例中，超硬颗粒中的至少某些可以被包封在小球内或另外被嵌入小球内，所述小球包括较大体积的聚集粉末，所述聚集粉末可以被烧结或未被烧结并且或者可以通过诸如有机粘合剂的粘合剂材料保持在一起。每个小球都可以容纳有单个超硬颗粒或多于一个的超硬颗粒。在某些示例中，小球可以包括适用于切割器元件的粘合材料，并且小球可以容纳有诸如金属碳化物的陶瓷材料的颗粒。在某些示例中，该方法可以包括:再引入一种或多种膏体，并且重复挤压处理。这可以具有增强切割器元件内的超硬颗粒分布的均匀性的方面。一个或多个中间体可以被切成期望的长度以形成生坯或本体。生坯的至少一部分可以具有基本圆筒形的形状。生坯的密度可以是粉末混合物(除了流体介质以外的成分)的最大理论密度的至少约40%和或最大理论密度的至多约70%。生坯可以受到高温并且可以被加压以烧结粉末来形成用于切割器元件或基本完成的切割器元件的烧结过的本体。在某些示例中，流体介质可以在烧结之前从生坯去除。烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制成切割器元件的方法，所述方法包括：将多个超硬颗粒、用于在所述切割器元件中粘合所述超硬颗粒的粘合材料粉末源和流体介质相结合以形成膏体；将所述膏体引入挤压装置中；挤压所述膏体以形成生坯；以及烧结所述生坯以提供所述切割器元件；其中，所述膏体中的所述超硬颗粒的含量足以用于使所述切割器元件中的所述超硬颗粒的含量达到至少约3的体积百分比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.09 GB 1119329.9;2011.11.09 US 61/557,7901.一种用于制成切割器元件的方法，所述方法包括:将多个超硬颗粒、用于在所述切割器元件中粘合所述超硬颗粒的粘合材料粉末源和流体介质相结合以形成膏体；将所述膏体引入挤压装置中；挤压所述膏体以形成生坯；以及烧结所述生坯以提供所述切割器元件；其中，所述膏体中的所述超硬颗粒的含量足以用于使所述切割器元件中的所述超硬颗粒的含量达到至少约3的体积百分比。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述超硬颗粒包括金刚石或立方氮化硼(cBN)。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述粘合材料包括钴。4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，包括:将粒状金属碳化物材料与所述超硬颗粒、所述粘合材料和所述流体介质相结合。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述粘合材料和所述金属碳化物材料的重量比是至少10:90和至多90:10。6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，包括:将流体增稠材料与所述超硬颗粒、所述粘合材料和所述流体介质相结合，用于增大所述流体的粘度。7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，包括:机械地处理所述膏体或使所述膏体陈化以增大所述膏体的粘度。8.根据以上权利要求中任一项所述的方法，包括:将所述膏体引入模腔中并且加压所述膏体。9.根据以上权利要求中任一项所述的方法，包括:挤压所述膏体以形成中间体，将所述中间体引入所述挤压装置中，并且加压所述中间体以挤压包含在所述中间体中的所述膏体。10.根据以上权利要求中任一项所述的方法，包括:至少三个挤压循环，每个所述挤压循环都包括挤压所述膏体。11.根据以上权利要求中任一项所述的方法，包括:将所述膏体形成中间体，并且将所述中间体处理成至少一个生坯。12.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·P·伊根，
申请(专利权)人：六号元素有限公司，
类型：发明
国别省市：爱尔兰;IE