入混合粉末中，用作烧结催化剂并与“A”颗粒反应，以形成研磨压实体。然后该研磨压实体可通过磨削或EDM或激光或本领域中已知的任何方法来成形。
[0046]示例
[0047]示例1:对照
[0048]通过在流体球磨机中将5重量百分比的粉末状的2 μ m销粉与2 μ m到4 μ m颗粒尺寸的cBN粉末混合，制备多晶立方氮化硼研磨压实体。将所混合的粉末放入Ta金属杯中，以形成2mm厚的压实层并且利用固体碳化物盘在杯的一端处进行密封。在标准HPHT压力单元中，在1450°C和55kbar下对这些材料进行17分钟烧结。CBN压实体是无缺陷的，随后将其EDM切削成若干小的矩形。使用金刚石砂轮磨削测试来评估机械加工的容易性。在总共0.02英寸的磨轮向下进给期间，此金刚石砂轮磨掉0.31克和0.38克的压实体。
[0049]示例2:本发明
[0050]除了将附加成分(I重量百分比的六角氮化硼)添加到铝和立方氮化硼混合物中之外，如示例I中所述的那样制备PCBN研磨压实体。该六角氮化硼是8 μπ?到12 μπ?的颗粒尺寸。将这些粉末如在示例I中那样进行封装，并以与示例I相同的操作经历高压烧结。令人吃惊的是，此压实体是无缺陷的。与上述示例I中相同的磨削测试表明在总共0.02英寸的磨削砂轮向下进给期间，压实体被磨掉0.51克和0.54克。通过此添加，氮化硼压实体的磨削比几乎提高50%。
[0051]示例3:对照
[0052]通过在流体球磨机中将尺寸为2 μ m到3 μ m的金刚石粉末与10%的I μ m钴金属粉末混合，制备金刚石研磨压实体。将所混合的粉末装入Ta金属杯中且利用固体碳化物盘在一侧进行密封，并在1450°C和55kbar下进行25分钟的HPHT烧结。将该烧结部件进行磨削并切削成若干2mmX 1mm的部件，用于进行例如针对热稳定性的微观评估，并且用于磨削测试。在利用感应线圈、在空气中到850°C 2分钟然后迅速冷却的热循环之前和之后，该金刚石研磨压实体在直观和微观上均无缺陷。没有由于所施加的热应变而导致的直观裂缝、凹陷或分层。在热循环之前和之后，压实体在直观和微观上均无缺陷。
[0053]示例4:本发明
[0054]除了以I和3的重量百分比等级添加六角氮化硼(hBN)以生产两个压实体之外，如示例3中所述的那样制备压实体。烧结、制备和测试条件与示例3相同。在热循环之前和之后，添加了 I和3重量百分比的hBN的两个压实体在直观和微观上均无缺陷。六角氮化硼完全反应而形成W2Co21B6, —种钴/硼/钨化合物。两种材料的磨削比均呈现了令人吃惊的提高。此外，将添加3 %的hBN的压实体铜焊到WC衬底，如在此压实体的使用中通常的那样。
[0055]示例5:本发明
[0056]如示例4中所述的那样制备金刚石研磨压实体，并且将添加I %的hBN作为反应物颗粒。添加1%的hBN的压实体的磨削比与示例4的结果相似并明显超过对照示例3的结果磨削比。
[0057]示例6:本发明
[0058]如示例4中所述的那样制备金刚石研磨压实体，并且添加一系列hBN作为尺寸为5 μ m到8 μ m以及2 μ m到3 μ m的金刚石粉末的反应物颗粒。尽管本质上5 μ m到8 μ m的金刚石材料比2 μπ?到3 μπ?的金刚石更硬，但是5 μπ?到8 μπ?的金刚石材料通过hBN明显软化，而且未呈现缺陷。
[0059]示例1:本发明
[0060]如示例4中所述的那样制备金刚石研磨压实体，并且将6重量百分比的、颗粒尺寸为2 μ m到4 μ m的hBN粉末作为5 μ m到8 μ m的金刚石粉末的反应物颗粒，hBN与对照示例6的颗粒尺寸不同，但重量百分比相同。
[0061]示例8:本发明
[0062]如示例4中所述的那样制备金刚石研磨压实体，其包括3% w/w的、颗粒尺寸为8 μπ?到12 μm的hBN以及尺寸为2 μπ?到3 μπ?的金刚石粉末，只是该方法受到干扰而削弱了hBN颗粒的分散，从而产生了局部高hBN含量的斑点。此P⑶的缺陷在于:这些斑点在P⑶材料中产生凹陷和裂缝。将有缺陷的PCD材料的耐磨性与具有相同组成和颗粒尺寸(hBN和金刚石)的无缺陷的材料相比。有缺陷的PCD明显比好的材料更软。这证明缺陷能致使PCD柔软。
[0063]将理解的是上文公开的各种特征和功能以及其它特征和功能或其替代物可理想地合并到许多其它不同的系统或应用中。此外本领域中的技术人员可随后对其作出各种目前未预见或未预期的替代、修改、变形或改进，这些也意欲被所附的权利要求所包括。
【主权项】
1.一种研磨压实体，包括: 超硬相，该超硬相包括具有5000KHN或更大的努普硬度的金刚石颗粒； 烧结催化剂；以及 反应相，该反应相包括在所述烧结催化剂和反应物之间的化学反应产品，其中所述反应物是六角氮化硼、石墨、金属硫化物、金属间硫化物、金属磷化物或金属间磷化物中的一个或多个，其中所述反应相包括结合到所述超硬相的颗粒并且所述反应相包括含硼化合物，所述反应产品具有比所述超硬相的努普硬度低的努普硬度。2.根据权利要求1所述的研磨压实体，其中所述烧结催化剂包括Fe、Co、W、Mn、Ni或其化合物中的一个或多个。3.根据权利要求1所述的研磨压实体，其中利用所述烧结催化剂预涂覆所述反应物。4.根据权利要求1所述的研磨压实体，进一步包括六角氮化硼、石墨、金属硫化物、金属间硫化物、金属磷化物或金属间磷化物中的一个或多个的未反应相。5.根据权利要求1所述的研磨压实体，其中所述反应相包括所述研磨压实体的大约.0.5到20的重量百分比。6.根据权利要求1所述的研磨压实体，其中所述反应相包括具有在0.1 μ m到50 μ m之间的平均颗粒尺寸的颗粒。7.一种研磨压实体，包括: 超硬相，该超硬相包括金刚石颗粒； 烧结催化剂；以及 化学反应产品，该化学反应产品包括:所述烧结催化剂和陶瓷化合物，其中所述反应产品包括结合到所述超硬相的颗粒，其中所述反应产品包括含硼化合物并且具有比所述超硬相的努普硬度低的努普硬度。8.根据权利要求7所述的研磨压实体，进一步包括六角氮化硼、石墨、金属硫化物、金属间硫化物、金属磷化物或金属间磷化物中的一个或多个的未反应相。9.根据权利要求7所述的研磨压实体，进一步包括反应物，该反应物包括六角氮化硼、石墨、金属硫化物、金属间硫化物、金属磷化物或金属间磷化物中的一个或多个。10.根据权利要求7所述的研磨压实体，其中所述烧结催化剂包括Fe、Co、Mn、W、Ni或它们的碳合金或它们的化合物中的一个或多个。11.根据权利要求9所述的研磨压实体，其中利用所述烧结催化剂预涂覆所述反应物。12.根据权利要求11所述的研磨压实体，其中在混合之前利用所述烧结催化剂预涂覆所述反应物。13.根据权利要求7所述的研磨压实体，其中所述反应产品包括所述研磨压实体的大约0.5到20的重量百分比。14.根据权利要求7所述的研磨压实体，其中所述反应产品颗粒具有在大约0.1 μπι到.50 μ m之间的平均颗粒尺寸。
【专利摘要】本发明涉及具有提高的机械加工性的研磨压实体。一种研磨压实体，其可包括：超硬相，该超硬相可包括具有5000KHN或更大的努普硬度的超硬颗粒；烧结催化剂；以及反应相，该反应相可包括催化剂-陶瓷化合物，该催化剂-陶瓷化合物具有比该超硬相的努普硬度低的努普硬度。
【IPC分类】B01J3/06, C04B35/52, C04B35/645
【公开号】CN104941520
【申请号】CN201510217177
【发明人】史蒂文·W·韦伯
【申请人】戴蒙得创新股份有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2007年12月13日
【公告号】CN101578131A, EP2101903A1, EP2101903B1, US8404010, US8597387, US20100043303, US20130133269, WO2008074010A1, WO2008074010B1