超硬構(gòu)件及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種超硬構(gòu)件，其包括基底和形成于所述基底上的超硬材料層，所述基底包括外圍表面、界面表面和縱軸，所述超硬材料層具有形成工作表面的暴露的外表面、從其延伸的外圍表面和界面表面。所述基底的所述界面表面或所述超硬材料層的所述界面表面中的一個(gè)包括：一個(gè)或多個(gè)凸起，其排列為從所述界面表面突起，所述一個(gè)或多個(gè)凸起的高度為約0.2mm至約1.0mm之間，所述高度自所述一個(gè)或多個(gè)凸起從其上延伸的界面表面的最低點(diǎn)開(kāi)始測(cè)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
超硬構(gòu)件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明涉及超硬構(gòu)件(construct 1n)及其制造方法，特別地但并非唯一地涉及包括連接到基底的多晶金剛石(PCD)結(jié)構(gòu)(structure )，并用作為切削嵌件或鉆地鉆頭元件使用。
【背景技術(shù)】
[0002 ]多晶超硬材料，如多晶金剛石(P⑶)和多晶立方氮化硼(PCBN)可應(yīng)用于許多工具中，其工具用于切削(cutting)、機(jī)械加工(machining)、鉆孔或破碎硬質(zhì)材料或研磨材料，如巖石、金屬、陶瓷、復(fù)合材料和含木材料。具體地，包含PCD材料的切削元件(e I ement)形式的工具嵌件被廣泛應(yīng)用于進(jìn)行鉆地以開(kāi)采石油或天然氣的鉆頭。超硬工具嵌件的工作壽命受超硬材料的斷裂(fracture)，包括由于剝落(spalling)和碎裂(chipping)，或者受工具嵌件的磨損所限。
[0003]切削元件如用于巖石鉆頭或其他切削工具的那些切削元件通常具有基底(substrate)形式的主體(body)，其基底具有界面端/表面；以及超硬材料，，其通過(guò)例如燒結(jié)過(guò)程形成鍵合于所述基底的界面表面的切削層。所述基底通常由碳化鎢-鈷合金形成，有時(shí)被稱(chēng)為燒結(jié)碳化鎢；并且所述超硬材料層通常是多晶金剛石(PCD)、多晶立方氮化硼(P CB N)或熱穩(wěn)定產(chǎn)品T S P材料如熱穩(wěn)定多晶金剛石。
[0004]多晶金剛石(PCD)是超硬材料(也稱(chēng)為超硬磨料)的一個(gè)示例，其包含大量基本上交互生長(zhǎng)的金剛石顆粒，形成限定金剛石顆粒之間的間隙的骨骼塊(skeIetaI mass) 0PCD材料典型的包含至少約80體積％的金剛石并且通常將金剛石顆粒的聚集塊經(jīng)受例如高于約5GPa的超高壓和至少約1200°C的溫度來(lái)制造。完全或部分填充間隙的材料可稱(chēng)為填充劑或粘合劑材料。
[0005]PCD典型在燒結(jié)助劑如鈷的存在下形成，所述燒結(jié)助劑可促進(jìn)金剛石顆粒的交互生長(zhǎng)。對(duì)于PCD適合的燒結(jié)助劑也通常稱(chēng)為用于金剛石的溶劑-催化劑材料，這是由于其在一定程度上溶解金剛石和催化其再沉淀的功能。用于金剛石的溶劑-催化劑可理解為能夠在金剛石熱力學(xué)穩(wěn)定的溫度和壓力條件下促進(jìn)金剛石生長(zhǎng)或在金剛石顆粒之間直接金剛石對(duì)金剛石(diamond-to-diamond)交互生長(zhǎng)的材料。因此，燒結(jié)P⑶產(chǎn)物中的間隙可完全或部分以殘余溶劑-催化劑材料填充。更典型的是，PCD通常形成于鈷-粘結(jié)碳化鎢基底上，其為PCD提供鈷溶劑-催化劑的來(lái)源。沒(méi)有促進(jìn)金剛石顆粒之間實(shí)質(zhì)性連貫交互生長(zhǎng)的材料可自身與金剛石顆粒粒形成強(qiáng)烈的鍵接，但對(duì)于PCD燒結(jié)其并非適合的溶劑-催化劑。
[0006]可用于形成適合基底的燒結(jié)碳化鎢由碳化物顆粒形成，其通過(guò)混合碳化鎢粒子/顆粒和鈷然后加熱凝固而分散于鈷基質(zhì)中。為了形成具有超硬材料層如PCD或PCBN的切削元件，將金剛石粒子或顆粒或者CBN顆粒與燒結(jié)碳化鎢主體相鄰放置在難熔的金屬外殼(enclosure)如鈮外殼中，并且經(jīng)受高壓和高溫使得金剛石顆粒或者CBN顆粒之間發(fā)生顆粒間鍵合(inter-grain bonding)，形成多晶超硬金剛石或多晶CBN層。
[0007]在某些情況下，基底可在連接到超硬材料層前完全固化，但在其他情況下，所述基底可以是生坯(green)的，即沒(méi)有完全固化。在后者的情況下，所述基底可在HTHP燒結(jié)過(guò)程中完全固化?；卓梢詾榉勰┬螒B(tài)，并且可以在用于燒結(jié)超硬材料層的燒結(jié)過(guò)程中固化。
[0008]鈷具有與金剛石顯著不同的熱膨脹系數(shù)，并且由此在使用中加熱多晶金剛石材料時(shí)，PCD材料所連接的基底中的鈷膨脹并且可使得PCD材料中形成裂紋，導(dǎo)致所述PCD層的劣化。
[0009]為了減少基底和超硬層之間于界面上產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，基底上的界面表面以多個(gè)從平面界面表面上突起的同心環(huán)形圈形成是已知的。由于基底和超硬材料層的熱膨脹系數(shù)不同，當(dāng)切削元件在HTHP燒結(jié)后冷卻時(shí)這些層以不同的速率收縮。所述圈的上表面上形成拉伸應(yīng)力區(qū)域，而壓縮應(yīng)力區(qū)域形成于所述圈之間的斜溝(valley)上/內(nèi)。結(jié)果，使用時(shí)當(dāng)裂紋開(kāi)始生長(zhǎng)，其可以沿著遭受拉伸應(yīng)力的所述環(huán)形圈的整個(gè)上表面環(huán)狀生長(zhǎng)，或可以沿著遭受壓縮應(yīng)力的凸起圈之間的整個(gè)環(huán)形斜溝生長(zhǎng)，導(dǎo)致切削元件的早期破壞。
[00?0]還已知，切削元件基底界面包括多個(gè)間隔的凸起(project1n)，所述凸起具有相對(duì)平坦的從平面的界面表面上突起的上表面。
[0011]影響切削元件的普遍問(wèn)題有超硬材料層的碎裂、剝落、部分?jǐn)嗔押烷_(kāi)裂(cracking)。其他的問(wèn)題為沿著超硬材料層和基底之間的界面開(kāi)裂，以及沿界面表面裂紋的增長(zhǎng)。這些問(wèn)題可導(dǎo)致超硬材料層的早期破壞以及切削原件更短的工作壽命。因此，需要具有高磨損或高沖擊應(yīng)用中更長(zhǎng)工作壽命的切削元件，例如用減少或控制其開(kāi)裂、碎裂和斷裂的可能性的超硬材料層鉆穿巖石。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]在第一方面，本發(fā)明提供一種超硬構(gòu)件，其包括:
[0013]基底，其包括外圍表面、界面表面和縱軸；以及
[0014]超硬材料層，其形成于所述基底上，并且具有形成工作表面的暴露的外表面、從其延伸的外圍表面和界面表面；
[0015]其中所述基底的所述界面表面或所述超硬材料層的所述界面表面中的一個(gè)包括:
[0016]—個(gè)或多個(gè)凸起，其排列為從所述界面表面突起，所述一個(gè)或多個(gè)凸起的高度為約0.2mm至約1.0mm之間，所述高度自所述一個(gè)或多個(gè)凸起從其上延伸的界面表面的最低點(diǎn)開(kāi)始測(cè)量。
[0017]在第二方面，本發(fā)明提供一種鉆地鉆頭，其包括具有任何安裝于其上的上述超硬構(gòu)件作為切削器元件的主體。
【附圖說(shuō)明】
[0018]通過(guò)示例描述非限制性實(shí)施方案，并且參考如下附圖:
[0019]圖1為切削元件的透視圖；
[0020]圖2a為圖1自由空間中多個(gè)凸起的透視圖；
[0021 ]圖2b為圖1的切削元件基底的示意性平面圖；
[0022]圖2c為沿圖2b所示A-A軸的基底的示意性截面圖；以及
[0023]圖2d為圖1的切削元件基底的示意性透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]在本文所述的實(shí)施方案中，當(dāng)描述在基底表面上形成凸起或凹陷時(shí)，應(yīng)理解為，其反而可以形成于與基底界面表面交接的超硬材料層的表面上，并且在所述基底上形成相反的特征。另外，應(yīng)理解所述界面表面的反面面或反轉(zhuǎn)形成于與基底交接的超硬材料層上，使得兩個(gè)界面形成貼合匹配。
[°°25] 如本文所用的“超硬材料”是指具有至少約28GPa維氏硬度(Vickers hardness)的材料。超硬材料的實(shí)例有金剛石和立方氮化硼(cBN)材料。
[0026]如本文所用的“超硬構(gòu)件”是指包括多晶超硬材料的主體和其連接的基底的構(gòu)件。
[0027]如本文所用的多晶金剛石(PCD)是一類(lèi)多晶超硬材料(PCS)，其材料包含大量金剛石顆粒，其主要部分直接相互鍵合并且其中金剛石的含量為所述材料的至少約80體積％。在PCD材料的一個(gè)實(shí)施方案中，金剛石顆粒之間的間隙可至少部分地用包含用于金剛石的催化劑的粘合劑材料填充。如本文所用的“間隙”或“間隙區(qū)域”是指PCD材料的金剛石顆粒之間的區(qū)域。在PCD材料的實(shí)施方案中，間隙或間隙區(qū)域可基本上或部分地用金剛石以外的材料填充，或者它們可以基本上是空的。PCD材料可以包括至少一個(gè)區(qū)域，從其區(qū)域中催化材料已從間隙去除，留下金剛石顆粒之間的間隙空間。
[0028]如本文所用的PCBN(多晶立方氮化硼)材料是指一類(lèi)超硬材料，其包含分散于包含金屬或陶瓷的基質(zhì)內(nèi)的立方氮化硼(cBN)的顆粒。PCBN是超硬材料的一個(gè)實(shí)例。
[0029]用于超硬材料的“催化材料”能夠促進(jìn)所述超硬材料的生長(zhǎng)或燒結(jié)。
[0030]如本文所用的術(shù)語(yǔ)“基底”指在其上形成超硬材料層的任何基底。例如，如本文所用的“基底”可以是形成在另一基底上的過(guò)渡層。另外，如本文所用的術(shù)語(yǔ)“徑向(radial)”和“圓周(circumferential)”和類(lèi)似的術(shù)語(yǔ)并不意味著將描述的特征限制為正圓(perfectcircle)。
[0031]附圖中所示的超硬構(gòu)件I可適合用作例如用于鉆地的鉆頭的切削嵌件。
[0032]類(lèi)似的參考數(shù)字用于標(biāo)識(shí)所有附圖中類(lèi)似的特征。
[0033]在圖1所述實(shí)施方案中，切削元件I包括基底10，其具有形成于基底10上的超硬材料層12?；卓梢杂捎膊牧先鐭Y(jié)碳化鎢形成。超硬材料可以是例如多晶金剛石(PCD)、多晶立方氮化硼(PCBN)或熱穩(wěn)定性產(chǎn)品如熱穩(wěn)定PCD(TSP)?？梢詫⑾髑性蘒裝入鉆頭體例如刮刀鉆頭體(未示出)。與基底相反的超硬材料的暴露的頂端表面形成切削面14，這是沿其邊緣16在使用中進(jìn)行切削的表面。
[0034]在基底10的一端為與超硬材料層12交接的界面表面18，其超硬材料層12連接在該界面表面上?；?0通常為圓柱形的，并且具有外圍表面20和外圍上邊緣22。在圖1示出的實(shí)施方案中，界面表面18包括多個(gè)間隔開(kāi)的凸起24以及凸起26的第二或內(nèi)部基本上環(huán)形的陣列，凸起24排列在基本上環(huán)形的第一陣列中，并且與外圍頂邊緣22間隔；凸起26在第一陣列24內(nèi)是徑向的。
[0035]如圖1和圖2a至圖2d所示，在這個(gè)實(shí)施方案中，將間隔開(kāi)的凸起24、26排列在兩個(gè)陣列中，兩個(gè)陣列設(shè)置在圍繞基底10的中心縱軸的兩個(gè)基本上圓形路徑中。但是，本發(fā)明不受限于該幾何形狀，例如，可以將凸起24、26以有序非環(huán)形陣列排列于界面表面18上，或者所述凸起可隨機(jī)分布于其上而不是以基本上圓形或其他有序陣列排列。此外，在凸起排列于環(huán)形陣列中的實(shí)施方案中，這些凸起可以為橢圓的或非對(duì)稱(chēng)的，或可從基底10的中心縱軸偏離。此外，內(nèi)部陣列的凸起26被示出為比基底的中心縱軸更接近外部陣列24的同時(shí)，在其他實(shí)施方案中，內(nèi)部陣列的凸起26可以更接近中心縱軸。
[0036]第二陣列中的凸起26的位置可與第一陣列中的凸起24之間的空隙徑向?qū)R。凸起
24、26和空隙可以是交錯(cuò)的，一個(gè)陣列中的凸起與下一個(gè)陣列中的空隙重疊。這種界面表面上交錯(cuò)或不對(duì)齊的三維特征分布可幫助分散壓縮和拉伸應(yīng)力，和/或減少應(yīng)力場(chǎng)大小，和/或通過(guò)防止裂紋生長(zhǎng)的連續(xù)路徑來(lái)制止裂紋生長(zhǎng)。
[0037]如圖1和圖2a至圖2d所示，在這些實(shí)施方案中，所有或大部分凸起24、26被成形使得所有或大部分凸起的表面并非基本上平行于超硬材料12的切削面14或者平行于基底的縱軸延伸的平面。而且，在圖1至圖2d所示的實(shí)施方案中，凸起之間空隙的界面表面18是不平均的。其可解釋為，但不限于覆蓋一個(gè)或多個(gè)這些空隙為不均勻的、變化的、不規(guī)則的、崎嶇的、不水平次的和/或不光滑，并且具有波峰(peak)和波谷(trough)。這種排列可認(rèn)為是用作抑制沿界面表面18的連續(xù)裂紋增長(zhǎng)以及增加基底10的界面和超硬材料層12的界面之間的接觸表面面積。此外，據(jù)信這樣的配置的作用是擾亂材料中“彈性”波的形成并且使裂紋在界面處偏轉(zhuǎn)(deflect)。使得每個(gè)凸起24、26與相鄰的凸起分隔的這些空隙或不平均的斜溝可以在一些實(shí)施方案中為均勻的，并且在另一些實(shí)施方案中為非均勻的。
[0038]凸起24、26可以具有平滑的彎曲上表面或可以具有傾斜的上表面。在一些實(shí)施方案中，凸起24、26可以呈略微的梯形或錐形的形狀，從其突起的最寬處接近界面表面。
[0039]如圖1和圖2a至圖2d所示，凸起24、26在各自基本上的環(huán)形的陣列中/周?chē)拈g隔基本上相等，在給定的陣列中的每個(gè)凸起24、26具有相同的尺寸。然而，如上述所描述，凸起
24、26可形成任何期望的形狀，并且以均勻的或非均勻的方式相互分隔以改變界面表面18上的應(yīng)力場(chǎng)。如圖1和圖2的實(shí)施方案所示，外部陣列中的凸起24的尺寸大于內(nèi)部陣列中的凸起。然而，這些相對(duì)尺寸可以反轉(zhuǎn)，或在這兩個(gè)陣列中的凸起24、26可大概具有均勻的尺寸或尺寸的混合。
[0040]凸起24、26的高度為約0.2mm至約0.8mm之間，所述高度從界面表面18的最低點(diǎn)開(kāi)始測(cè)量，至凸起24、26的最大高度。
[0041 ]圖1和圖2a至圖2d的實(shí)施方案中示出，外部陣列包含凸起24的數(shù)目為內(nèi)層的兩倍，例如分別為10個(gè)和5個(gè)凸起。這使得切削元件I具有假軸對(duì)稱(chēng)(pseudo axi_symmetry)，從而為在工具或鉆頭中放置切削器于要使用的位置提供自由度，因?yàn)槠洳灰筇囟ǖ姆较?。將凸?4、26以這樣的方式放置和成形:其抑制一個(gè)或多個(gè)連續(xù)路徑，沿所述路徑裂紋可穿過(guò)界面表面18增長(zhǎng)。而且，在一些實(shí)施方案中，所有或大部分凸起和/或凸起之間的空隙不具有基本上垂直或平行于期望在使用中施用于切削元件I的任何載荷的任何表面，并且也沒(méi)有基本上垂直或平行于其任何外表面的任何表面。
[0042]凸起24、26的排列和形狀及其之間的空隙可以影響切削元件I中的應(yīng)力分布，并且可以改進(jìn)切削元件對(duì)裂紋生長(zhǎng)的抗性，尤其是沿界面表面18的裂紋生長(zhǎng)，例如通過(guò)制止裂紋生長(zhǎng)橫跨凸起24、26中、附近和上方的應(yīng)力區(qū)或者使裂紋生長(zhǎng)偏離凸起24、26中、附近和上方的應(yīng)力區(qū)。
[0043]在此實(shí)施方案中，所有或大部分凸起24、26不具有任何基本上平行于在其連接的超硬材料層(未示出)的切削面的表面，或者基本上平行于基底縱軸延伸通過(guò)的平面的表面。所述凸起24、26可全部具有相同的高度或其中一些凸起的高度可高于另外一些凸起的高度。
[0044]在一個(gè)或多個(gè)上述實(shí)施方案中，界面表面18的特征可整體形成，同時(shí)基底通過(guò)使用適合形狀的模具形成，模具內(nèi)放置形成所述基底的材料的粒子?？蛇x地，突出部和界面表面18的不平均表面可在基底構(gòu)建后或通過(guò)構(gòu)建過(guò)程的部分方式構(gòu)建，例如通過(guò)常規(guī)機(jī)械加工程序。相似的程序可施用于超硬材料層12以構(gòu)建相應(yīng)形狀的界面表面以與基底的界面表面形成貼合匹配。
[0045]超硬材料層12可通過(guò)例如常規(guī)釬焊技術(shù)或采用常規(guī)高壓和高溫技術(shù)的燒結(jié)連接到基底。
[0046]如果在隨后的過(guò)程中，或者經(jīng)受更高溫高壓燒結(jié)過(guò)程，超硬材料層12有催化劑材料的部分或完全瀝濾過(guò)濾，切削器產(chǎn)品包括具有上述界面特征的基底和超硬材料層的耐久性和/或其中的彈性應(yīng)力波的減輕可進(jìn)一步增強(qiáng)。可以進(jìn)行瀝濾，同時(shí)連接超硬材料層12到基底，或例如通過(guò)從基底分離超硬材料層12，并且瀝濾分離的超硬材料層12。在后一種情況中，在瀝濾發(fā)生后，超硬材料層12可經(jīng)由例如釬焊技術(shù)或使用高壓和高溫技術(shù)的重新燒結(jié)而重新連接到基底。由于凸起24、26的高度為約0.2mm至Imm之間，例如約0.8mm，所述高度從界面表面18的最低點(diǎn)起開(kāi)始測(cè)量至凸起24、26的最大高度，這使得超硬材料層12被瀝濾到大于約700微米的深度或甚至大于約Imm的深度。
[0047]盡管上文描述和示例了具體的實(shí)施方案，但是應(yīng)理解的是可以進(jìn)行各種變化和修改。例如，本文所述的基底可以以示例的方式被確定。應(yīng)理解的是超硬材料可連接到除了碳化鎢基底之外的其他碳化物基底，如由W、T1、Mo、Nb、V、Hf、Ta和Cr的碳化物制成的基底。此夕卜，盡管圖1-圖3所示的實(shí)施方案在這些附圖中描述為包括具有尖銳邊緣和角的PCD結(jié)構(gòu)，但是實(shí)施方案可包括具有圓形、斜面(bevel led)或倒角(chamfered)的邊緣或角的PCD結(jié)構(gòu)。這樣的實(shí)施方案可減少內(nèi)應(yīng)力，并且因此通過(guò)基底的界面或具有獨(dú)特幾何形狀的超硬材料層來(lái)改進(jìn)切削元件的抗開(kāi)裂、抗碎裂和抗斷裂性能，延長(zhǎng)工作壽命。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超硬構(gòu)件，其包括: 基底，其包括外圍表面、界面表面和縱軸；以及 超硬材料層，其形成于所述基底上，并且具有形成工作表面的暴露的外表面、從其延伸的外圍表面和界面表面； 其中所述基底的所述界面表面或所述超硬材料層的所述界面表面中的一個(gè)包括: 一個(gè)或多個(gè)凸起，其排列為從所述界面表面突起；所述一個(gè)或多個(gè)凸起的高度為約0.2mm-約1.0mm，所述高度自所述一個(gè)或多個(gè)凸起從其上延伸的界面表面的最低點(diǎn)開(kāi)始測(cè)量。2.權(quán)利要求1所述的超硬構(gòu)件，其中所述一個(gè)或多個(gè)凸起的高度為約0.3mm-約0.8mm。3.前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的超硬構(gòu)件，其中間隔開(kāi)的凸起之間的所有或大部分界面表面為非彎曲的，并且在一個(gè)或多個(gè)平面中延伸，所述平面基本上不平行于所述超硬材料層的暴露的外表面的平面。4.前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的超硬構(gòu)件，所述基底具有中心縱軸，其中間隔開(kāi)的凸起之間的所有或大部分界面表面在一個(gè)或多個(gè)平面中延伸，所述平面基本上不平行于所述基底的所述中心縱軸延伸穿過(guò)的平面。5.前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的超硬構(gòu)件，其中所述凸起排列在圍繞所述基底的所述中心縱軸的一個(gè)或多個(gè)基本上徑向的陣列中。6.權(quán)利要求5所述的超硬構(gòu)件，其中所述凸起排列在第一陣列和第二陣列中，所述第二陣列在所述第一陣列內(nèi)徑向放置。7.權(quán)利要求6所述的超硬構(gòu)件，其中所述第一陣列和第二陣列為基本上與所述基底同軸的。8.權(quán)利要求6或7中任一項(xiàng)所述的超硬構(gòu)件，其中所述第一陣列包含凸起數(shù)目基本上為所述第二陣列的兩倍。9.權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的超硬構(gòu)件，其中所述第一陣列和第二陣列中的凸起是彼此交錯(cuò)的。10.權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的超硬構(gòu)件，其中所述凸起隨機(jī)排列在所述基底的界面表面或所述超硬材料層的界面表面中的一個(gè)上。11.前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的超硬構(gòu)件，其中所有或大部分所述凸起的一個(gè)或多個(gè)表面在一個(gè)或多個(gè)基本上不平行于所述超硬材料層的暴露的外表面的平面中延伸，和/或在一個(gè)或多個(gè)基本上不平行于所述基底的中心縱軸延伸穿過(guò)的平面中延伸。12.前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的超硬構(gòu)件，其中所述基底的中心縱軸周?chē)某膊牧蠈拥暮穸然旧吓c在外圍表面處的所述超硬材料層的厚度相同。13.前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的超硬構(gòu)件，其中所述超硬材料層包含多晶金剛石材料和形成所述多晶金剛石材料的互相鍵合的金剛石顆粒之間的多個(gè)間隙區(qū)域;所述超硬材料層包括: 第一區(qū)域，其基本上不含溶劑/催化材料；以及 第二區(qū)域，其遠(yuǎn)離包含多個(gè)間隙區(qū)域內(nèi)的溶劑/催化材料的工作表面； 其中所述第一區(qū)域從所述工作表面向多晶金剛石材料的主體內(nèi)延伸的深度大于約300微米。14.權(quán)利要求13所述的超硬構(gòu)件，其中所述第一區(qū)域從所述工作表面向多晶金剛石材料的主體內(nèi)延伸的深度為約300微米-約1500微米。15.權(quán)利要求13所述的超硬構(gòu)件，其中所述第一區(qū)域從所述工作表面向多晶金剛石材料的主體內(nèi)延伸的深度為約300微米-約1000微米。16.權(quán)利要求13所述的超硬構(gòu)件，其中所述第一區(qū)域從所述工作表面向多晶金剛石材料的主體內(nèi)延伸的深度為約600微米-約1000微米。17.前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的超硬構(gòu)件，其中所述超硬層的暴露的外表面基本上是平面的。18.前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的超硬構(gòu)件，其中所述一個(gè)或多個(gè)凸起具有相同的高度。19.前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的超硬構(gòu)件，其包括排列在第一陣列和同軸位于所述第一陣列內(nèi)的第二陣列中的多個(gè)凸起，其中所述第一陣列中的所述凸起的高度大于所述第二陣列中的所述凸起的高度。20.前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的超硬構(gòu)件，其中任何凸起之間的任何界面表面或沒(méi)有由所述凸起覆蓋的任何界面表面是不平均的。21.前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的超硬構(gòu)件，其中所述基底的界面表面是所述超硬材料層的界面表面的反面或反轉(zhuǎn)，從而兩個(gè)界面表面形成貼合匹配。22.前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的超硬構(gòu)件，其中所述超硬構(gòu)件是切削器元件。23.—種鉆地鉆頭，其包括具有前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的超硬構(gòu)件安裝于其上作為切削器元件的主體。24.—種形成權(quán)利要求1-22中任一項(xiàng)所述的超硬構(gòu)件的方法。
【文檔編號(hào)】E21B10/573GK106068362SQ201480075725
【公開(kāi)日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2014年12月17日 公開(kāi)號(hào)201480075725.5, CN 106068362 A, CN 106068362A, CN 201480075725, CN-A-106068362, CN106068362 A, CN106068362A, CN201480075725, CN201480075725.5, PCT/2014/78265, PCT/EP/14/078265, PCT/EP/14/78265, PCT/EP/2014/078265, PCT/EP/2014/78265, PCT/EP14/078265, PCT/EP14/78265, PCT/EP14078265, PCT/EP1478265, PCT/EP2014/078265, PCT/EP2014/78265, PCT/EP2014078265, PCT/EP201478265
【發(fā)明人】羅杰·威廉·奈杰爾·尼倫, 尼德雷特·卡恩, 漢弗萊·塞斯比, 大衛(wèi)·鮑斯, 德里克·尼爾姆斯
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