[发明专利]由材料组合形成的切割元件以及包括所述切割元件的钻头

权利要求书

1.一种切割元件，其包括：

基底；以及

超硬层，所述超硬层位于所述基底上，所述超硬层具有非平面工作表面，所述非平面工作表面由第一区域和第二区域形成，所述第一区域至少包括所述切割元件的切割边缘或尖端并与所述第二区域具有不同组成。

2.如权利要求1所述的切割元件，其中所述第一区域由具有小于约20μm的平均粒度的烧结金刚石颗粒构成。

3.如权利要求1所述的切割元件，其中所述第一区域由具有碳酸镁粘合剂的烧结金刚石颗粒构成。

4.如权利要求3所述的切割元件，其中所述碳酸镁粘合剂小于所述超硬材料的约3体积％。

5.如权利要求1所述的切割元件，其中所述第一区域是在所述多晶金刚石的粘结在一起的金刚石晶粒之间的空隙区域中基本上不具有VIII族金属的多晶金刚石材料。

6.如权利要求5所述的切割元件，其中所述第二区域是具有粘结在一起的金刚石晶粒和位于所述粘结在一起的金刚石晶粒之间的多个空隙区域的多晶金刚石材料，所述多个空隙区域在其中具有VIII族金属。

7.如权利要求2所述的切割元件，其中所述第二区域由具有大于约20μm的平均粒度的烧结金刚石颗粒构成。

8.如权利要求3所述的切割元件，其中所述第二区域由具有碳酸钙粘合剂的烧结金刚石颗粒构成。

9.如权利要求8所述的切割元件，其中所述碳酸钙粘合剂超过所述超硬材料的约3体积％。

10.如权利要求1所述的切割元件，其中所述第一区域比所述第二区域更耐磨至少约50％。

11.如权利要求1所述的切割元件，所述超硬层还包括：

嵴，所述嵴沿所述切割元件的直径的至少一部分延伸，所述工作表面具有背朝所述嵴横向地延伸的减小高度。

12.如权利要求1所述的切割元件，所述超硬层还包括：

圆锥形形状的工作表面。

13.一种用于制造切割元件的方法，其包括：

利用非平面工作表面形成超硬层，所述非平面工作表面具有第一区域和与所述第一区域具有不同组成的第二区域，所述第一区域形成所述非平面工作表面的切割边缘或尖端；以及

通过高温高压处理将基底附接到所述超硬层。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述形成包括：

组装第一材料混合物以形成所述第一区域；

组装第二材料混合物以形成所述第二区域，所述第二材料混合物与所述第一材料混合物物理接触；以及

使所述第一材料混合物和所述第二材料混合物经受高温高压处理条件。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述第一材料混合物包括具有小于约20μm的平均粒度的金刚石颗粒。

16.如权利要求14所述的方法，其中所述第一材料混合物包括小于约3体积％的碳酸镁。

17.如权利要求15所述的方法，其中所述第二材料混合物包括具有大于约20μm的平均粒度的金刚石颗粒。

18.如权利要求16所述的方法，其中所述第二材料混合物包括大于约3体积％的碳酸钙。

19.如权利要求14所述的方法，其还包括使所述第一材料混合物在组装所述第二材料混合物之前经受高温高压处理条件。