[发明专利]具有与牙轮结构共同烧结的切削元件的钻头

权利要求书

1.一种制造在钻地工具上使用的切削件组件的方法，所述方法包括：

提供包括硬质颗粒和基体材料的不完全烧结的牙轮结构；

将至少一个切削元件定位在所述不完全烧结的牙轮结构上；和

将所述牙轮结构烧结到成品密度以将所述至少一个切削元件熔固到所述牙轮结构上。

2.如权利要求1所述的方法，其中，提供不完全烧结的牙轮结构包括：

将硬质颗粒与包括基体材料的颗粒混合以形成粉末混合物；和

压制所述粉末混合物以形成生牙轮结构。

3.如权利要求1-2中任意一项所述的方法，其中，将至少一个切削元件定位在所述不完全烧结的牙轮结构上包括将包括硬质颗粒和基体材料的至少一个切削元件定位在所述不完全烧结的牙轮结构上。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的方法，还包括：

从由金刚石、碳化硼、氮化硼、氮化铝以及W、Ti、Mo、Nb、V、Hf、Ta、Cr、Zr、Al和Si的碳化物或硼化物组成的组合中选择硬质颗粒；

和

从由钴基合金、铁基合金、镍基合金、钴镍基合金、铁镍基合金、铁钴基合金、铝基合金、铜基合金、镁基合金和钛基合金组成的组合中选择基体材料。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，提供不完全烧结的牙轮结构包括下列之一：

提供生牙轮结构；和

提供半生牙轮结构。

6.如权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，将至少一个切削元件定位在所述不完全烧结的牙轮结构包括下列之一：

将生切削元件和半生切削元件中的至少一个定位在生牙轮结构上；和

将生切削元件和半生切削元件中的至少一个定位在半生牙轮结构上。

7.如权利要求6所述的方法，其中，烧结所述牙轮结构包括下列至少之一：

将其上具有生切削元件的生牙轮结构烧结到成品密度；

将其上具有半生切削元件的生牙轮结构烧结到成品密度；

将其上具有生切削元件的半生牙轮结构烧结到成品密度；和

将其上具有半生切削元件的半生牙轮结构烧结到成品密度。

8.如权利要求1-7中任意一项所述的方法，还包括在所述不完全烧结的牙轮结构中机加工至少一个孔，并且其中，将至少一个切削元件定位在所述不完全烧结的牙轮结构上包括将所述至少一个切削元件插入不完全烧结的牙轮结构的所述至少一个孔中。

9.如权利要求8所述的方法，还包括在所述至少一个切削元件的外表面和所述不完全烧结的牙轮结构位于所述至少一个孔内的表面之间设置大约0.025毫米到大约0.635毫米的平均间隙。

10.如权利要求1-7中任意一项所述的方法，还包括在所述不完全烧结的牙轮结构上机加工至少一个突出部，并且其中，将至少一个切削元件定位在所述不完全烧结的牙轮结构上包括将至少一个切削元件放置在所述不完全烧结的牙轮结构的所述至少一个突出部上。

11.如权利要求1-10中任意一项所述的方法，其中，将至少一个切削元件定位在不完全烧结的牙轮结构上还包括使所述至少一个切削元件在靠近所述至少一个切削元件和不完全烧结牙轮之间的接触面的第一区域和靠近所述至少一个切削元件的地层接合表面的第二区域之间具有变化的材料成分。

12.如权利要求11所述的方法，其中，使所述至少一个切削元件具有变化的材料成分包括：

使所述第一区域具有选定的第一材料成分以增强所述至少一个切削元件和所述不完全烧结牙轮之间的粘结性；和

使所述第二区域具有选定的第二材料成分以增强所述至少一个切削元件的硬度和耐磨性中的至少一个性质。

13.如权利要求1-12中任意一项所述的方法，还包括：

将至少一个支承结构定位在不完全烧结的牙轮结构上；和

将所述支承结构熔固到不完全烧结的牙轮结构上，同时将所述牙轮结构烧结到成品密度。