【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般地涉及聚晶金刚石材料。更具体地，本专利技术涉及具有热稳定特征的聚晶金刚石材料的组合物及方法。因此，本专利技术涉及化学工程、化学、冶金学、材料科学和石油工程领域。
技术介绍
·聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact (F1DC)),也被称为剪切エ具，是PDC钻头(bit)的关键切割组件。此类钻头可用于石油钻井。图I图解了作为エ业中常用多年的在PDC钻头上使用的剪切工具。图2图解了在钻孔期间单个切割工具如何与岩层相互作用。可以设计并制造剪切工具，其中聚晶金刚石覆层20在烧结碳化钨基材10上。烧结碳化钨基材10给金刚石层20提供刚性支撑。通常，在钻孔期间，金刚石层沿着其切割表面30与岩层直接接触，而侧表面40随着切割工具移动通过岩层而跟随在后面。金刚石的极其高的耐磨性导致切割工具和钻头优良的耐用性，这对其他材料已经是不可能的。然而，钻孔技术的持续改进和对更高产率的日益増加的需要对进ー步改进切割工具技术产生强烈需求。尤其，强切割可产生大量的热，这可有害地影响金刚石材料。例如，少量的烧结助剂和其他金属通常存在于聚晶金...
【技术保护点】
一种聚晶金刚石材料，其包含烧结的相互连接的并相互结合的合成金刚石粒；和位于所述金刚石粒之间的凹坑处的结合剂合金；其中所述结合剂合金在所述聚晶金刚石的烧结温度下是液体，在包括室温的低于所述金刚石粒的烧结温度的更低温度下形成固态的金属间化合物合金，并且基本上都是金属间相。
【技术特征摘要】
2011.06.23 US 13/167,556;2011.11.10 US 13/294,0891.ー种聚晶金刚石材料，其包含 烧结的相互连接的并相互结合的合成金刚石粒；和 位于所述金刚石粒之间的凹坑处的结合剂合金； 其中所述结合剂合金在所述聚晶金刚石的烧结温度下是液体，在包括室温的低于所述金刚石粒的烧结温度的更低温度下形成固态的金属间化合物合金，并且基本上都是金属间相。2.根据权利要求I所述的聚晶金刚石材料，其中所述结合剂合金具有式MlxM2y，其中M1是烧结催化剂，M2是成合金元素。3.根据权利要求2所述的聚晶金刚石材料，其中M1选自Co、Fe、Ni及其组合。4.根据权利要求3所述的聚晶金刚石材料，其中M1是钴。5.根据权利要求3所述的聚晶金刚石材料，其中M1是Fe或Ni。6.根据权利要求2所述的聚晶金刚石材料，其中所述成合金元素选自B、Al、Cr、Mn、Si、Y、W、V、Mo、Nb、Ti、Zr、Hf、Ta、Re 及其组合。7.根据权利要求6所述的聚晶金刚石材料，其中所述成合金元素是B。8.根据权利要求I所述的聚晶金刚石材料，其中所述金属间化合物合金是多相并且是Co3B, Co2B和CoB的至少ー种。9.根据权利要求I所述的聚晶金刚石材料，其中所述结合剂合金不形成碳化物，或者是比钨更弱的碳化物形成剂。10.根据权利要求I所述的聚晶金刚石材料，其中所述结合剂合金在包括室温的低于所述烧结温度的温度下是固体，并且按重量计以1.0%或更少的量溶解碳。11.根据权利要求I所述的聚晶金刚石材料，其中所述金属间化合物合金是金属间化合物与较少部分的固溶体合金的混合物。12.根据权利要求I所述的聚晶金刚石材料，其中所述烧结温度为约1300°C到约1600 0C O13.根据权利要求I所述的聚晶金刚石材料，其中所述结合剂合金选自Co-B；Co-Al ；Co-Cr ；Co-Mn ;Co_Si ;Co_Y ;Co_M及其混合物，其中M是W...
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