[发明专利]切削元件、形成切削元件的相关方法及相关的钻地工具

权利要求书

1.一种切削元件，其包括：

支撑基体；和

聚晶复合片，其附接到所述支撑基体的上表面，并包括：

抵接所述支撑基体的所述上表面的区域；

另一区域，所述另一区域抵接所述区域的侧向界面和所述支撑基体的所述上表面中的每一者，并且限定了所述聚晶复合片的最外侧表面的下部分，所述另一区域的平均颗粒尺寸小于所述区域的平均颗粒尺寸，所述另一区域包括：

包括硬质材料的相互粘结的较大颗粒；和

包括非硬质材料的相互粘结的较小颗粒；以及

再一区域，所述再一区域抵接所述区域和所述另一区域的上纵向界面，并且限定了所述聚晶复合片的切削面和所述聚晶复合片的最外侧表面的上部分中的每一者，所述再一区域的平均颗粒尺寸不同于所述另一区域的平均颗粒尺寸。

2.根据权利要求1所述的切削元件，其中，所述区域内的孔隙空间基本上填充有催化剂材料，其中，所述另一区域内的其他孔隙空间基本上没有催化剂材料。

3.根据权利要求1所述的切削元件，其中，所述区域包括第一体积百分比的相互连接的材料颗粒，其中，所述另一区域包括第二体积百分比的相互连接的材料颗粒，所述第二体积百分比大于所述第一体积百分比。

4.根据权利要求1所述的切削元件，其中，所述区域包括具有第一互连性的孔隙空间，其中，所述另一区域包括具有较小的第二互连性的其他孔隙空间。

5.根据权利要求1所述的切削元件，其中，所述区域的相互连接的颗粒材料间包括第一体积百分比的孔隙空间，其中，所述另一区域的相互连接的颗粒材料间包括较小的第二体积百分比的孔隙空间。

6.根据权利要求1所述的切削元件，其中，所述区域和所述另一区域的相互连接的颗粒的粒度分布均是多模式的。

7.根据权利要求1所述的切削元件，其中：

所述另一区域抵接并完全覆盖所述区域的侧向界面的全部；并且

所述再一区域抵接并完全覆盖所述区域和所述另一区域的上纵向界面的全部。

8.根据权利要求1所述的切削元件，其中，所述另一区域纵向地从所述支撑基体的上表面延伸至所述再一区域的下纵向界面。

9.根据权利要求1所述的切削元件，其中，所述另一区域从所述支撑基体的上表面到所述再一区域的下纵向界面完全包围所述区域的侧向界面。

10.根据权利要求1所述的切削元件，其中，所述区域从所述支撑基体的上表面延伸至所述再一区域的下纵向界面。

11.一种用于形成切削元件的方法，其包括以下步骤：

将包括硬质材料的一组颗粒提供到容器中；

将另一组颗粒提供到所述容器中，使其位于所述一组颗粒上；

将再一组颗粒提供到所述一组颗粒上，并且使其靠近所述另一组颗粒的侧向界面，所述再一组颗粒的平均颗粒尺寸不同于所述一组颗粒的平均颗粒尺寸，并且小于所述另一组颗粒的平均颗粒尺寸；

将支撑基体提供到所述容器中，使其位于所述另一组颗粒和所述再一组颗粒上；

在存在催化剂的情况下烧结所述一组颗粒、所述另一组颗粒和所述再一组颗粒，以形成聚晶复合片，所述聚晶复合片包括：

抵接所述支撑基体的上表面的区域；

另一区域，所述另一区域抵接所述区域的侧向界面和所述支撑基体的所述上表面中的每一者，并且限定了所述聚晶复合片的最外侧表面的下部分，所述另一区域的平均颗粒尺寸小于所述区域的平均颗粒尺寸，所述另一区域包括：

包括硬质材料的相互粘结的较大颗粒；和

包括非硬质材料的相互粘结的较小颗粒；以及

再一区域，所述再一区域抵接所述区域和所述另一区域的上纵向界面，并且限定了所述聚晶复合片的切削面和所述聚晶复合片的最外侧表面的上部分中的每一者，所述再一区域的平均颗粒尺寸不同于所述另一区域的平均颗粒尺寸；和

将至少一部分催化剂材料从所述聚晶复合片上去除掉。