專利名稱：：多晶金剛石磨料壓塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及多晶金剛石磨料壓塊(compact)及制備多晶金剛石磨料壓塊的方法。
背景技術(shù)：
：多晶金剛石磨料壓塊(PDC)由于多晶金剛石組分的高抗磨損性而廣泛地用于切削、打磨、研磨、鉆孔和其它磨削操作。它們特別用作供地下鉆孔使用的鉆頭中所包括的剪切元件。通常使用的PDC包含結(jié)合到基材的多晶金剛石(PCD)或粘著結(jié)合金剛石顆粒的層。這些層中的金剛石顆粒含量通常高，并且通常存在大量直接的金剛石與金剛石的結(jié)合或接觸。金剛石壓塊通常在提高的溫度和壓力條件下進行燒結(jié)，在所述條件下金剛石顆粒在晶體學上或熱力學上是穩(wěn)定的。可在美國專利No.3，745，623;3，767，371和3，743，489的描述中找到復合磨料壓塊的例子。PCD層傾向于是相對脆性的，這經(jīng)常限制工具在應用中的使用期限。因此通常將PCD層結(jié)合到金屬背襯材料上，該材料充當金剛石復合部分的耐磨載體。到目前為止所得本體的最常見形式是結(jié)合到膠結(jié)碳化物例如WC-Co的柱面的多晶金剛石的圓盤。通常在高的溫度和壓力(HpHT)下于金剛石粉末前體的燒結(jié)期間原位實現(xiàn)這兩種元件的結(jié)合。除金剛石顆粒外，這種類型磨料壓塊的PCD層還將典型地含有催化劑/溶劑或粘合劑相。這典型為金屬粘合劑基質(zhì)形式，所述基質(zhì)與細粒金剛石材料的內(nèi)在網(wǎng)絡混合。該基質(zhì)通常包含對于碳表現(xiàn)出催化或溶劑化活性的金屬，例如鈷、鎳、鐵或包含一種或多種這樣的金屬的合金。基質(zhì)或粘合劑相還可含有另外的相。在本發(fā)明類型的典型磨料壓塊中，這些將占最終粘合劑相的小于10質(zhì)量％它們的形式可以為隨后嵌入在較軟金屬基質(zhì)中的另外分離相例如金屬碳化物，或者它們的形式可以為主金屬相內(nèi)合金化形式的元素。通常通過將形成磨料壓塊所必需的組分以細粒形式置于膠結(jié)碳化物基材上制得復合磨料壓塊。除超硬顆粒外，所述組分還可包含溶劑/催化劑粉末、燒結(jié)或粘合劑輔助材料。將這種未結(jié)合的組合體(assembly)置于反應包套(capsule)中，然后將該包套置于常規(guī)高壓/高溫設備的反應區(qū)中。而后使反應包套的內(nèi)含物經(jīng)受提高的溫度和壓力的適宜條件，以能夠發(fā)生總體結(jié)構(gòu)的燒結(jié)。普通做法至少部分地依賴于由作為燒結(jié)多晶金剛石所用金屬粘合劑材料的來源的膠結(jié)碳化物產(chǎn)生的粘合劑。然而，在許多情形中，在燒結(jié)前將另外的金屬粘合劑粉末與金剛石粉末混合。這種粘合劑相金屬然后在施加的燒結(jié)條件下充當促進金剛石部分燒結(jié)的液相介質(zhì)。在典型的高壓、高溫燒結(jié)條件下，源自膠結(jié)碳化物基材的粘合劑金屬相在其滲透金剛石層時，還將隨同攜帶適當水平的源自碳化物層的溶解物質(zhì)。溶解物質(zhì)的量受燒結(jié)的壓力和溫度條件的強烈影響一一其中較高的溫度通常將增加在溶液中的量。當使用優(yōu)選的WC-Co基材時，這些是W基物質(zhì)。在其滲透進入到PCD區(qū)域時，溶解的鎢材料與來自金剛石層的碳化物反應，并且可作為碳化物基相析出。在某些情況下，這種來自粘合劑的析出以大且不可控的規(guī)模發(fā)生。其因此表現(xiàn)為數(shù)十乃至數(shù)百微米大小的粗大WC析出物。它們通常在合成期間在PDC本體的外周緣上或附近形成；并且它們通常(但不一定)傾向于與同碳化物基材的界面區(qū)域空間連接。然而，當它們確實形成時，這些析出物的分布傾向于高度不一致地貫穿宏觀PCD層。將存在具有極少碳化物析出物(如果有的話)的一些區(qū)域；和其中它們所占相對體積極高的某些區(qū)。發(fā)現(xiàn)這些WC析出物嚴重損害壓塊的研磨性能，這是因為它們通過用較低強度的相替代所需的多晶超硬材料而降低機械強度，另外，PCD6中的這些缺陷區(qū)域在應用中的載荷下還可充當應力集中源，這則導致PCD材料的過早破裂。美國專利No.6,915,866討論了這些缺陷或金屬斑的形成以及它們對壓塊性能可具有的有害影響。在該專利中，據(jù)稱將碳化鉻加入到PCD層中來減少這些析出物的形成。然而，外來物質(zhì)例如碳化鉻的使用本身代表了另外化學和物理異質(zhì)性的引入。有可能的是，它還可能產(chǎn)生次優(yōu)的最終結(jié)構(gòu)。由于碳化鉻的存在，還可能些許減小金剛石復合物對熱劣化的抵抗性。使用碳化鉻的另外缺點涉及復合物的可燒結(jié)性一一其在正常燒結(jié)溫度下可能受到一定程度的阻礙，且因此可能要求比平常更高的燒結(jié)溫度以便獲得適當水平的燒結(jié)。通過降低用于PDC本體燒結(jié)的溫度已證明在減少這些粗大析出物出現(xiàn)中取得某些成功。然而，這通常不一定可行，因為這將典型地導致次優(yōu)的燒結(jié)條件和因此的不太充分燒結(jié)的PCD。用以減少粗大析出物出現(xiàn)的另外建議在于避免對基材產(chǎn)生的粘合劑相的任何依賴。在這種情形中，向PCD粉末排他性地加入催化材料并且防止或抑制從碳化物基材的滲透。然而，至少部分地依賴于粘合劑從基材滲入金剛石區(qū)域具有顯著的益處。還探究了用于基材的替代材料例如鋼的使用，盡管這些典型地難以燒結(jié)至PCD層并且無法提供與優(yōu)選的WC-Co基材相同的性能。非常希望開發(fā)可在PCD層中實現(xiàn)抗沖擊性和抗磨損性的最佳性能的磨料壓塊。困難在于這些最佳性能典型地發(fā)生在與PCD層中可產(chǎn)生大碳化物缺陷的燒結(jié)環(huán)境類似的燒結(jié)環(huán)境中。這些碳化物缺陷本身對這些同時需要的性能具有非常有害的作用。因此非常需要防止或抑制這些碳化物形成的手段。發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了包含金剛石顆粒和粘合劑相的多晶金剛石復合材料；該多晶金剛石復合材料限定出多個間隙并且所述粘合劑相分布在所述間隙中形成粘合劑池，其特征在于，按全部復合材料的％計，所述粘合劑相中存在超過0.05體積％、優(yōu)選不小于0.1體積％、但不大于2體積％、優(yōu)選不大于1.5%的分離碳化鴒細粒相，并且該碳化鎢細粒相以WC晶粒尺寸(按等效圓直徑表示)的相對標準偏差優(yōu)選小于1、更優(yōu)選小于0.9且最優(yōu)選小于0.8這樣的方式均勻分布在所述復合材料中。多晶金剛石復合材料將通常且優(yōu)選形成結(jié)合至膠結(jié)碳化物基材表面的層，形成多晶金剛石磨料壓塊。所述基材優(yōu)選是膠結(jié)碳化鵠基材?？赏ㄟ^使金剛石的粉狀組合物和任選的細粒形式粘合劑經(jīng)受適合于金剛石合成的提高的溫度和壓力，來制造本發(fā)明的多晶金剛石復合材料。所述粉狀組合物的特征優(yōu)選在于存在均勻分布在組合物中的微細粒狀碳化鎢顆粒并且存在的量為組合物的0.5-5質(zhì)量％、優(yōu)選1.0-3.0質(zhì)量％。碳化鎢顆粒是微細顆粒，具有小于1nm的優(yōu)選尺寸和小于0.75pm的更優(yōu)選尺寸。優(yōu)選的碳化鵠顆粒濃度(也表示為每克金剛石粉末混合物中的碳化鴒顆粒數(shù)目)為每克金剛石108-l(T、最優(yōu)選量級為109個顆粒。本發(fā)明提供了上述多晶金剛石磨料壓塊作為磨蝕切削元件(例如用于基材的切削或研磨)或者在鉆孔應用中的用途。實施方案的描述本發(fā)明針對于在高壓/高溫條件下制備的多晶金剛石復合材料，該金剛石磨料壓塊。這些復合材料的特征在于它們具有冶金學性質(zhì)如下的粘合劑相該粘合劑相使得分離的析出碳化鴒相以均勻方式遍及分布。金剛石顆粒可以是天然或合成來源。金剛石顆粒的平均晶粒尺寸通常為亞微米至數(shù)十微米范圍大小。本發(fā)明在平均金剛石晶粒尺寸小于25jim、更優(yōu)選小于約20ftm且最優(yōu)選小于15jim時具有特定用途。為了制備本發(fā)明的多晶金剛石復合材料，可使上述粉狀組合物經(jīng)受制備金剛石磨料壓塊所必需的已知溫度和壓力條件。這些條件典型地是合成金剛石顆粒本身所需的那些條件。通常，所使用的壓力將為40-70千巴，所使用的溫度將為1300C-1600°C。通過將多晶金剛石復合材料作為層結(jié)合至膠結(jié)碳化物載體或基材，從而形成復合磨料壓塊。為了制備這樣的復合磨料壓塊，在使粉狀組合物經(jīng)受壓塊制造所必需的提高的溫度和壓力條件前將其置于膠結(jié)碳化物本體的表面上。膠結(jié)碳化物載體或基材可由膠結(jié)碳化鴒制成。用于這些碳化物的粘合劑金屬可以是本領(lǐng)域中任何已知的，例如鎳、鈷、鐵或包含一種或多種這些金屬的合金。典型地，該粘合劑可按10-20質(zhì)量％的量存在于基材本體中，但這可以低至6質(zhì)量％。粘合劑金屬中的一些通常將在壓塊形成期間滲入磨料壓塊。本發(fā)明的多晶金剛石復合材料存在粘合劑相。該粘合劑相優(yōu)選是用于所述金剛石的催化劑/溶劑。用于金剛石的催化劑/溶劑在本領(lǐng)域中是公知的。粘合劑優(yōu)選是鈷、鎳、鐵或包含一種或多種這些金屬的合金。這種粘合劑可通過在燒結(jié)處理期間滲透進入磨粒物料中或者以細粒形式作為在磨粒物料內(nèi)的混合物引入。滲透可產(chǎn)生自置于基材和金剛石層之間的外加墊片或粘合劑層，或者來自碳化物載體。典型地使用多種方法的組合。在高壓、高溫處理期間，催化劑/溶劑材料熔化并且遷移穿過金剛石顆粒，充當催化劑/溶劑且因此致使金剛石顆粒通過形成再析出的金剛石相而互相結(jié)合。一旦制得，該復合材料包含互相結(jié)合的金剛石顆粒的粘著基質(zhì)，從而形成具有許多間隙的金剛石多晶復合材料，所述間隙含有上述的粘合劑或溶劑/催化劑材料。實質(zhì)上，最終的復合材料因此包含兩相復合物，其中金剛石占一個相而粘合劑占另一個相。本申請人發(fā)現(xiàn)，在燒結(jié)前通過將微細粒狀碳化鎢作為摻雜劑以相當?shù)土康乃揭胛礋Y(jié)的金剛石物料，有可能抑制隨后于燒結(jié)時或燒結(jié)之后在粘合劑相內(nèi)形成顯著(gross)的碳化物基析出物。雖然將不希望的化學相另外引入體系中可能最初看似違反直覺，但這些初始細粒在預燒結(jié)物料中的良好分布存在似乎顯著抑制隨后的相同或相似化學相的顯著缺陷在其可能發(fā)生時的不可控形成。不受理論束縛，有可能的是，摻雜的粉末混合物起過濾物作用，有意地以可控方式提取出任何溶質(zhì)w，從而減少總濃度。該過程然后通過減少碳化物形成所可利用的溶質(zhì)防止另外在燒結(jié)多晶金剛石層中碳化物相的不可控析出。因此產(chǎn)生本發(fā)明的復合材料的方法的特征在于，將微細粒狀碳化物初始加入到所使用的未燒結(jié)金剛石磨料顆粒混合物。其形式可以為混合的分離顆粒，或者可通過金剛石粉末混合物制備期間碳化鴒研磨介質(zhì)的侵蝕性使用引入，其中金剛石顆粒對碳化鴒磨球的磨蝕作用導致在相當費力的研磨條件下引入所需的水平。通過化學或物理手段進行的沉積可用于將碳化鴒引入到金剛石粉末混合物中。有時可使用這些方法的組合。典型地，這種碳化鴒添加將例如在燒結(jié)前于粉狀金剛石組合物中產(chǎn)生約0.5質(zhì)量°/—直到約5質(zhì)量y。的碳化鴒含量(按未燒結(jié)粉狀組合物的百分數(shù)計)。已發(fā)現(xiàn)，在普遍將形成碳化物缺陷的本發(fā)明的多晶金剛石材料中，以o.7質(zhì)量。/。引入的碳化鵠水平將具有正面作用。然而，典型地，更優(yōu)選的添加范圍是1.0-3質(zhì)量％。然而應認識到，防止失控析出所需的摻雜劑的量將是要制備的多晶金剛石復合材料的特征。因此可預料到不同的復合材料將具有在這些較寬范圍內(nèi)的不同最佳添加劑水平。發(fā)現(xiàn)當WC顆粒數(shù)目為每克金剛石108-l(T個顆粒時，對于多晶金剛石材料(本發(fā)明的PCD)產(chǎn)生最佳的WC摻雜水平。最優(yōu)選的范圍處在109量級(即每克金剛石顆粒lxl(T至9.9xl(T個顆粒)。當顆粒數(shù)目遠低于每克金剛石約1><108個顆粒時，則摻雜過程的均化作用不是最佳有效的。還優(yōu)選的是，碳化鵠顆粒盡可能地細，使得各個顆粒充當有效但穩(wěn)定的摻雜劑中心，而不顯著妨礙金剛;s^結(jié)過程。優(yōu)選地，引入到金剛石混合物中的WC的平均顆粒尺寸不超過lfim;并且更優(yōu)選不超過0，75nm?？深A料到在顆粒尺寸變得過細時，WC相在熔融催化劑Z溶劑中的溶解性可導致顯著數(shù)目顆粒的完全溶解。摻雜作用這時會受到顯著損害。即使在本發(fā)明的優(yōu)選范圍內(nèi)，可預料到所述顆粒中的一些會部分溶解，然而這通過熔融催化劑/溶劑溶液很大程度地飽和含有來自10碳化物基材的鵠而得以減輕。不一定要求將碳化物顆粒引入到整個多晶金剛石復合材料中。當僅在直接鄰接基材界面的區(qū)域中的復合材料摻雜有碳化物顆粒時，也已認識到大的益處。因此在本發(fā)明的形式中，粉狀組合物將形成直接接鄰基材界面的區(qū)域和金剛石層，任選將細粒形式的粘合劑相置于粉狀組合物上。然而，在復合材料層特別傾向于形成顯著碳化物析出物的一些情形中，可要求所有或者較大部分的多晶金剛石復合材料是摻雜的。出于制造的容易性，還可優(yōu)選全部復合材料是摻雜的。為了使本發(fā)明的期望結(jié)構(gòu)區(qū)別于在本領(lǐng)域已知的類似壓塊中所典型觀測到的那些結(jié)構(gòu)，必須考慮這種摻雜對碳化物相在最終燒結(jié)顯微組織中的總體分布的均化作用。如前文所討論的，未摻雜的PCD壓塊中碳化物相的分布典型地在整個宏觀PCD層中以不可控和無規(guī)則方式出現(xiàn)。將存在一些顯示出極小或不可見碳化物析出的區(qū)域；和可容易地觀測到大的碳化物基顯著缺陷的其它區(qū)域。在較低(典型為次優(yōu))溫度下燒結(jié)的壓塊中，根本觀測不到碳化物析出。本發(fā)明的復合材料具有碳化鎢相細粒在最終顯微組織中特征性地均勻或類鱗狀(similar-scaled)分布。并不表現(xiàn)出碳化物細粒晶粒尺寸的大的極限值，而是碳化物相的尺寸分布在平均值附近特征性地為窄，其本身傾向于典型是細的。相對于總體均值或平均值進行歸一化，可用標準偏差以統(tǒng)計術(shù)語量化這種分布的窄幅度。本發(fā)明的復合材料的特征因此在于碳化物(WC)相晶粒尺寸(按等效圓直徑表示)的標準偏差優(yōu)選小于1、更優(yōu)選小于0.9且最優(yōu)選小于0.8?？鐝?.1直到1.5釁的平均WC相晶粒尺寸范圍觀測到這些值。典型地，觀測到具有類似平均WC晶粒尺寸的現(xiàn)有技術(shù)多晶金剛石磨料壓塊具有大大超過l.O的相對標準偏差。通過對在掃描電子顯微鏡上拍攝的許多采集圖像進行統(tǒng)計評價，集中在PCD層上對最終復合物進行WC相晶粒尺寸的測量。使用常規(guī)圖像分析技術(shù)，在這些圖像中分隔最終顯微組織中的WC相晶粒(使用電子顯微術(shù)易于將其與顯微組織的其余部分區(qū)分)。測量WC相所占的總面積；并且取該面積％等效于顯微組織中存在的一個或多個WC相的總體積％。通過作為摻雜劑引入到金剛石粉末混合物中的wc和源自于基材的wc(其析出到這些摻雜劑顆粒附近或之上)的組合，確定本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中存在的wc的體積y。的平均值。在現(xiàn)有技術(shù)刀具中，典型可觀測到WC含量的兩種不同數(shù)值群(population)。存在幾乎沒有明顯的總WC含量的那些，即其中WC含量低于0.05體積％或者的確顯著低于0.1體積％;和wc體積y。超過該閾值的那些。典型地，具有減少的總wc碳化物含量的那些將不會被最佳燒結(jié)；而正是WC含量超過0.1體積％的那些遭受到前文討論的大量缺陷形成。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)將典型地具有超過0.05體積％的WC水平且更典型地具有超過0.1體積％的WC水平。通過對在顯微組織中識別的各個單獨晶粒估算在尺寸或面積上等效的圓來測量WC晶粒的尺寸。然后統(tǒng)計評價這些圓的總分布。選取的指示性變量是該"等效圓"的直徑，稱作等效圓直徑。然后由這些直徑的分布來確定算數(shù)平均值和標準偏差。通過在各個情形中將所述標準偏差值除以平均值來計算相對或歸一化的標準偏差值。典型地，選取1000倍至2000倍的放大倍率水平來表征性地表現(xiàn)本發(fā)明所關(guān)注的PCD結(jié)構(gòu)，其中平均金剛石晶粒尺寸是亞微米至數(shù)十微米大小?，F(xiàn)在將通過下面的非限定性實施例說明本發(fā)明。實施例1樣品1A-通過混合研磨(admi11)引入WC在行星式球磨機中于典型的金剛石粉末混合物制備條件下，使用WC磨球?qū)⑵骄Я３叽鐬榧s15拜的多峰金剛石粉末和1質(zhì)量％鈷粉末一起研磨。對研磨條件進行監(jiān)測，以便使WC研磨介質(zhì)的侵蝕最大化，從而允許將WC以在最終金剛石混合物中0.7質(zhì)量％的總水平加入到混合物中。以這種方式引入的WC碎片的尺寸典型地小于0.5pm。在典型的壓力和溫度條件下將這種粉末混合物燒結(jié)到標準膠結(jié)WC基材上，以便制備結(jié)合到該基材的多晶金剛石層。在下表l中將所得樣品標示為12樣品A。樣品1B-通過混合引入WC在不存在任何WC研磨介質(zhì)下，在高剪切混合器中于典型的金剛石粉末混合物制備條件下，制備平均晶粒尺寸為約15nm的多峰金剛石粉末并具有1質(zhì)量％的鈷粉末。將細粒WC粉末加入到該混合物中以便在最終金剛石混合物中獲得0.7質(zhì)量％的水平。以這種方式引入的WC碎片的尺寸典型地為0.35-0.7jun。在典型的壓力和溫度條件下將這種粉末混合物燒結(jié)到標準膠結(jié)WC基材上，以便制備結(jié)合到該基材的多晶金剛石層。在下表1中將所得樣品標示為樣品B。樣品C-通過混合制備的對比樣品在不存在任何WC研磨介質(zhì)下，在高剪切混合器中于典型的金剛石粉末混合物制備條件下，制備平均晶粒尺寸為約15nm的多峰金剛石粉末并具有1質(zhì)量％鈷粉末。在典型的壓力和溫度條件下將這種粉末混合物燒結(jié)到標準膠結(jié)WC基材上，以便制備結(jié)合到該基材的多晶金剛石層。在下表1中將所得樣品標示為樣品C。將樣品A至C均按上述進行分析以確定碳化鎢物質(zhì)在各個樣品的多晶金剛石層中的均勻性。結(jié)果列于表l中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>由上述應注意，根據(jù)本發(fā)明的樣品A和B的WC晶粒尺寸的相對于標準偏差遠小于使用現(xiàn)有技術(shù)方法制備的樣品C。當然后按照樣品1A、IB和1C的組成產(chǎn)生大量(bulkquantity)PCD材料時，在由組成1A和IB產(chǎn)生的材料中觀察到碳化物析出缺陷數(shù)目的降低非常明顯。對于相同的合成條件，未摻雜樣品c型材料中的缺陷的水平是本發(fā)明材料(樣品A和B型材料)中的五倍高。在未摻雜材料中缺陷另外具有大得多的尺度。實施例2樣品2A-通過混合研磨引入WC在行星式球磨機中于典型的金剛石粉末混合物制備條件下，使用WC磨球?qū)⑵骄Я３叽鐬榧s6拜的多峰金剛石粉末和1質(zhì)量％鈷粉末一起研磨。對研磨條件進行監(jiān)測，以便使WC研磨介質(zhì)的侵蝕最大化，從而允許將WC以在最終金剛石混合物中1.5質(zhì)量％的總水平加入到混合物中。以這種方式引入的WC碎片的尺寸典型地小于0.5jtm。在典型的壓力和溫度條件下將這種粉末混合物燒結(jié)到標準膠結(jié)WC基材上，以便制備結(jié)合到該基材的多晶金剛石層。在下表2中將所得樣品標示為樣品2A。樣品2C-通過混合制備的對比樣品在不存在任何WC研磨介質(zhì)下，在高剪切混合器中于典型的金剛石粉末混合物制備條件下，制備平均晶粒尺寸為約6拜的多峰金剛石粉末并具有1質(zhì)量％鈷粉末。在典型的壓力和溫度條件下將這種粉末混合物燒結(jié)到標準膠結(jié)WC基材上，以便制備結(jié)合到該基材的多晶金剛石層。在下表2中將所得樣品標示為樣品2C。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>當然后按照樣品2A和2C的組成產(chǎn)生大量PCD材料時，在由組成2A產(chǎn)生的材料中觀察到碳化物析出缺陷數(shù)目的顯著降低。對于相同的合成條件，未摻雜樣品2C型材料中的缺陷水平是本發(fā)明材料(樣品2A型材料)中出現(xiàn)的缺陷水平的至少兩倍。權(quán)利要求1.包含金剛石顆粒和粘合劑相的多晶金剛石復合材料，該多晶金剛石復合材料限定出多個間隙并且所述粘合劑相分布在所述間隙中形成粘合劑池，其特征在于，按全部復合材料的％計，所述粘合劑相中存在超過0.05體積％、但不大于2體積％的分離碳化鎢細粒相，并且該碳化鎢細粒相以碳化鎢晶粒尺寸(以等效圓直徑表示)的相對標準偏差小于1的方式均勻分布在所述復合材料中。2.根據(jù)權(quán)利要求1的多晶金剛石復合材料，其中按全部復合材料的°/。計，碳化鴒細粒相以不大于1.5體積％的量存在。3.根據(jù)權(quán)利要求1的多晶金剛石復合材料，其中按全部復合材料的％計，碳化鎢細粒相以不小于0.1體積％的量存在。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項的多晶金剛石復合材料，其中碳化鎢晶粒尺寸(以等效圓直徑表示)的相對標準偏差小于0.9。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項的多晶金剛石復合材料，其中碳化鴒晶粒尺寸(以等效圓直徑表示)的相對標準偏差小于0.8。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的多晶金剛石復合材料，其中金剛石顆粒具有小于25|jm的平均金剛石晶粒尺寸。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的多晶金剛石復合材料，其中金剛石顆粒具有小于20ym的平均金剛石晶粒尺寸。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的多晶金剛石復合材料，其中金剛石顆粒具有小于15pm的平均金剛石晶粒尺寸。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項的多晶金剛石復合材料，其中粘合劑相包括用于所述金剛石的催化劑/溶劑。10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項的多晶金剛石復合材料，其中粘合劑相包括鈷、鎳、鐵或包含一種或多種這些金屬的合金。11.包含根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項的多晶金剛石復合材料的多晶金剛石磨料壓塊，形式為結(jié)合到膠結(jié)碳化物基材表面的層。12.根據(jù)權(quán)利要求11的多晶金剛石磨料壓塊，其中基材是膠結(jié)碳化鴒基材。13.制造根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項的多晶金剛石復合材料的方法，包括使包含金剛石的粉狀組合物、均勻分布在該組合物中且存在量為該組合物的0.5-5質(zhì)量％的微細粒狀碳化鵠顆粒經(jīng)受適合于金剛石合成的提高的溫度和壓力的條件。14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中粉狀組合物包括細粒形式的粘合劑。15.根據(jù)權(quán)利要求13或權(quán)利要求14的方法，其中碳化鴒顆粒以組合物的1.0-3.0質(zhì)量％的量存在。16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項的方法，其中碳化鴒顆粒具有小于1um的尺寸。17.根據(jù)權(quán)利要求13至16中任一項的方法，其中碳化鴒顆粒具有小于0.75ym的尺寸。18.根據(jù)權(quán)利要求13至17中任一項的方法，其中將粉狀組合物置于膠結(jié)碳化物基材的表面上。19.根據(jù)權(quán)利要求13至18中任一項的方法，其中膠結(jié)碳化物基材是膠結(jié)碳化鴒基材。20.根據(jù)權(quán)利要求18或權(quán)利要求19的方法，其中粉狀組合物形成接鄰基材表面的區(qū)域，所述粉狀組合物位于所述基材表面上，并且金剛石顆粒的層位于所述粉狀組合物上。21.基本如本文中參考實施例1或?qū)嵤├?所述的根據(jù)權(quán)利要求1的多晶金剛石復合材料。22.基本如本文中參考實施例1或?qū)嵤├?所述的權(quán)利要求13的方法。全文摘要本發(fā)明涉及包含金剛石顆粒和粘合劑相的多晶金剛石復合材料，該多晶金剛石復合材料限定出多個間隙并且所述粘合劑相分布在所述間隙中形成粘合劑池。本發(fā)明的特征在于，按全部復合材料的％計，所述粘合劑相中存在超過0.05體積％、但不大于2體積％的分離碳化鎢細粒相，并且該碳化鎢細粒相以碳化鎢晶粒尺寸的相對標準偏差小于1的方式均勻分布在所述復合材料中。本發(fā)明提供了復合材料的制造方法并且提供了用于基材的切削或磨蝕或者用于鉆孔用途的包含所述金剛石復合材料的多晶金剛石磨料壓塊。文檔編號B22F7/06GK101522346SQ200780036344公開日2009年9月2日申請日期2007年10月31日優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日發(fā)明者B·M·德利沃-莫里森,C·R·陽柯,R·W·N·尼倫申請人:六號元素(產(chǎn)品)(控股)公司