[发明专利]多晶金刚石

权利要求书

1.一种PCD主体，其包括相互结合的金刚石颗粒的骨架体，所述金刚石颗粒之间限定有间隙，至少一些所述间隙含有包括用于金刚石的金属催化剂材料的填充材料，所述填充材料包括Ti、W及V；在所述填充材料中Ti的含量为填充材料的至少0.1wt％且至多20wt％；在所述填充材料中V的含量为填充材料的至少0.1wt％且至多20wt％；以及在所述填充材料中W的含量为填充材料的至少5wt％且至多50wt％；其中所述Ti和V的组合含量为填充材料的至少0.5wt％且至多10wt％；其中所述填充材料包括分散在其中的微粒相，所述微粒相包括含有Ti、V和W的混合碳化物相。

2.如权利要求1所述的PCD主体，其中所述填充材料包括至少50wt％且至多99wt％的Co。

3.如权利要求1所述的PCD主体，所述微粒相为具有至少100nm、至多1,000nm的平均尺寸的微粒形式。

4.如权利要求1所述的PCD主体，所述金刚石颗粒具有大于2微米的平均尺寸。

5.如权利要求1所述的PCD主体，其具有至少62％的金刚石颗粒连续性。

6.如权利要求1所述的PCD主体，其包括具有双峰尺寸分布的金刚石颗粒。

7.一种用于制造权利要求1所述的PCD主体的方法，所述方法包括将Ti和V引入金刚石颗粒的聚集体中；将所述聚集体放在烧结钴WC基材上以形成预烧结组件，并使所述预烧结组件经受压力和温度，在所述压力和温度下金刚石比石墨在热力学上更稳定，并且在所述压力和温度下基材中的钴以液态存在，将所述金刚石颗粒烧结在一起以形成结合至基材的PCD主体，所述PCD主体包括相互结合的金刚石颗粒，所述金刚石颗粒之间限定有间隙，至少一些所述间隙含有包括用于金刚石的金属催化剂材料的填充材料，所述填充材料包括Ti、W及V；在所述填充材料中Ti的含量为填充材料的至少0.1wt％且至多20wt％；在所述填充材料中V的含量为填充材料的至少0.1wt％且至多20wt％；以及在所述填充材料中W的含量为填充材料的至少5wt％且至多50wt％；其中所述Ti和V的组合含量为填充材料的至少0.5wt％且至多10wt％；其中所述方法还包括以TiC微粒的形式将所述Ti引入到所述聚集体中及以VC微粒的形式将所述V引入到所述聚集体中。

8.如权利要求7所述的方法，还包括使所述预烧结组件经受至少6.0GPa的压力。

9.如权利要求7所述的方法，还包括使所述PCD主体在至少500℃且至多850℃的温度下经受至少30分钟且至多120分钟的热处理。

10.一种工具或工具元件，其包括如权利要求1所述的PCD主体。

11.如权利要求10所述的工具或工具元件，其适合于切削、铣削、磨削、钻削或镗削入岩石中。

12.如权利要求10所述的工具或工具元件，所述工具元件为用于钻入地中的钻头的嵌件，并且所述工具为用于钻入地中的钻头。