[发明专利]切削元件、结合此种切削元件的钻地工具、此种切削元件的形成方法

权利要求书

1.一种切削元件，包括：

基底；

热稳定多晶台，其包括设置在基底的一端部处的超硬材料；和

金属层，其介于基底和热稳定多晶台之间，并将基底附着到热稳定多晶台上。

2.如权利要求1所述的切削元件，还包括介于热稳定多晶台与金属层之间的基底部分。

3.如权利要求2所述的切削元件，其中，所述基底部分的厚度小于所述基底的厚度。

4.如权利要求2所述的切削元件，其中，金属层的材料穿过所述基底部分而至少部分地渗入热稳定多晶台中。

5.如权利要求1所述的切削元件，其中，所述基底的外径的硬颗粒的体积百分比高于所述基底的其余部分的硬颗粒的体积百分比，所述基底的外径的基体材料的体积百分比低于所述基底的其余部分的基体材料的体积百分比。

6.一种钻地工具，其包括：

本体；和

附着于所述本体的至少一个切削元件，该切削元件包括：

基底；

热稳定多晶台，其包括设置在基底的一端部处的超硬材料；和

金属层，其介于基底和热稳定多晶台之间，且在热稳定多晶台的一端部上，金属层的至少一部分配置在热稳定多晶台的超硬材料颗粒之间的至少一些孔隙空间中；

其中，热稳定多晶台的切削面与基底处于相反侧，并至少基本上没有金属层的材料。

7.如权利要求6所述的钻地工具，其中，基底的外径的硬颗粒的体积百分比高于基底的其余部分的硬颗粒的体积百分比，基底的外径的基体材料的体积百分比低于基底的其余部分的基体材料的体积百分比。

8.如权利要求1所述的切削元件，还包括介于热稳定多晶台与金属层之间的基底部分。

9.如权利要求8所述的钻地工具，其中，所述基底部分包括具有硬颗粒相和基体材料相的金属陶瓷材料，基体材料相包括耐已知的浸析剂的材料或不受已知的浸析剂影响的材料。

10.一种形成切削元件的方法，包括：

在模具中提供包括超硬材料的热稳定多晶台；

在模具中的热稳定多晶台上设置金属层；

在模具中，在金属层上分布包括多个硬颗粒和多个具有基体材料的颗粒的颗粒混合物；和

加热所述模具，并对颗粒混合物施加压力，使得颗粒混合物聚结形成基底，并且使金属层至少部分地熔融而流动并润湿热稳定多晶台和基底，以在热稳定多晶台和基底间形成附着。

11.如权利要求10所述的方法，其中，加热所述模具以使金属层至少部分地熔融而流动并润湿热稳定多晶台包括，使金属层材料的金属材料渗入热稳定多晶台的材料内键合颗粒之间的孔隙空间中。

12.如权利要求10所述的方法，还包括：在热稳定多晶台和金属层之间提供一基底部分，使该基底部分的厚度小于聚结形成的基底的厚度。

13.如权利要求12所述的方法，其中，提供热稳定多晶台包括：

利用传统的高温/高压工序形成多晶台，并同时将多晶台附着到所述基底部分上；和

从多晶台和所述基底部分至少基本上完全地去除催化剂材料和基体材料，以形成热稳定多晶台。

14.如权利要求13所述的方法，还包括，在移除催化剂材料和基体材料之前，将多晶台和所述基底部分放置在一支撑结构中。

15.如权利要求14所述的方法，其中，将多晶台和所述基底部分放置在支撑结构中包括，将多晶台和所述基底部分以压缩的状态放置。

16.如权利要求12所述的方法，其中，将多晶台附着到所述基底部分上包括，将多晶台附着到包括具有硬颗粒相和基体相的金属陶瓷材料的基底部分上，基体相包括耐传统的浸析剂的材料或不受传统的浸析剂影响的材料。

17.如权利要求10所述的方法，其中，加热所述模具包括，将模具及其内容物暴露于小于1320℃的温度下。

18.如权利要求17所述的方法，其中，加热所述模具包括，将模具及其内容物暴露于大约1100℃的温度下。

19.如权利要求10所述的方法，其中，施加压力包括，向模具的内容物施加大约4500psi（31.03MPa）到大约30000psi（206.84MPa）之间的压力。

20.如权利要求10所述的方法，还包括，在模具中紧邻颗粒混合物提供预成型的基底部件。