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       申請(qǐng)人：史密斯國(guó)際有限公司
       發(fā)明人：F·貝林 方毅 M·斯圖爾特 N·A·莫里克 P·T·卡里沃

       摘要：一種具有高的韌度和高的耐磨性的多晶金剛石材料。一種切削元件，包括：基體；以及設(shè)置在切削元件的最外端上的由多晶金剛石材料構(gòu)成的外層，其中，多晶金剛石材料具有：多個(gè)互連的金剛石顆粒；以及設(shè)置在結(jié)合的金剛石顆粒之間的多個(gè)間隙區(qū)域，其中，所述多個(gè)間隙區(qū)域包含多種金屬碳化物相和多種金屬粘合劑相，所述多種金屬碳化物相和多種金屬粘合劑相一起形成多種金屬相，其中，多種金屬碳化物相由多個(gè)金屬碳化物顆粒形成；其中，所述多個(gè)互連的金剛石顆粒形成多晶金剛石材料的至少大約60-至多大約85％的重量；以及多種金屬碳化物相占多種金屬相的至少35％的重量。

       主權(quán)利要求：1.一種切削元件，包括：基體；以及設(shè)置在切削元件的最外端上的由多晶金剛石材料構(gòu)成的外層，其中，多晶金剛石材料具有：多個(gè)互連的金剛石顆粒；以及設(shè)置在結(jié)合的金剛石顆粒之間的多個(gè)間隙區(qū)域，其中，所述多個(gè)間隙區(qū)域包含多種金屬碳化物相和多種金屬粘合劑相，所述多種金屬碳化物相和多種金屬粘合劑相一起形成多種金屬相，其中，多種金屬碳化物相由多個(gè)金屬碳化物顆粒形成；其中，所述多個(gè)互連的金剛石顆粒形成多晶金剛石材料的至少大約60-至多大約85％的重量；以及多種金屬碳化物相占多種金屬相的至少35％的重量。
       2.如權(quán)利要求1所述的切削元件，其特征在于，所述多個(gè)互連的金剛 石顆粒形成多晶金剛石材料的至少大約60％-至多大約68％的重量。
       3.如權(quán)利要求1所述的切削元件，其特征在于，所述多個(gè)互連的金剛 石顆粒形成多晶金剛石材料的至少大約68％-至多大約72％的重量。
       4.如權(quán)利要求1所述的切削元件，其特征在于，所述多種金屬粘合劑 相占多種金屬相的至少12％的重量。
       5.如權(quán)利要求4所述的切削元件，其特征在于，所述多種金屬粘合劑 相占多種金屬相的至少25％的重量。
       6.如權(quán)利要求1所述的切削元件，其特征在于，金剛石顆粒的平均尺 寸大于金屬碳化物相的平均尺寸。
       7.如權(quán)利要求1所述的切削元件，其特征在于，多晶金剛石材料具有 至少3000HV的硬度。
       8.如權(quán)利要求1所述的切削元件，其特征在于，多晶金剛石材料具有 至少3500HV的硬度。
       9.如權(quán)利要求1所述的切削元件，其特征在于，結(jié)合的金剛石顆粒之 間的平均距離小于金剛石顆粒的平均顆粒尺寸。
       10.如權(quán)利要求1所述的切削元件，其特征在于，所述切削元件還包括 設(shè)置在基體與外層之間的至少一個(gè)過(guò)渡層，其中，所述至少一個(gè)過(guò)渡層包 括金剛石顆粒、金屬碳化物和金屬粘合劑。
       11.如權(quán)利要求10所述的切削元件，其特征在于，所述至少一個(gè)過(guò)渡 層的金剛石含量小于外層的金剛石含量。
       12.如權(quán)利要求10所述的切削元件，其特征在于，所述至少一個(gè)過(guò)渡 層的金屬碳化物含量大于外層的金屬碳化物含量。
       13.一種切削元件，包括： 基體；以及 設(shè)置在切削元件的最外端上的由多晶金剛石材料構(gòu)成的外層，其中，多 晶金剛石材料具有： 多個(gè)互連的金剛石顆粒；以及 設(shè)置在結(jié)合的金剛石顆粒之間的多個(gè)間隙區(qū)域，其中，所述多個(gè) 間隙區(qū)域包含多種金屬碳化物相和多種金屬粘合劑相，所述多種金屬 碳化物相和多種金屬粘合劑相一起形成多種金屬相，其中，多種金屬 碳化物相由多個(gè)金屬碳化物顆粒形成； 其中，所述多個(gè)互連的金剛石顆粒形成多晶金剛石材料的至少大 約60％的重量；以及多種金屬碳化物相占多晶金剛石材料的大約7％至 35％的重量。
       14.如權(quán)利要求13所述的切削元件，其特征在于，所述多種金屬碳化 物相占多種金屬相的至少35％的重量。
       15.如權(quán)利要求13所述的切削元件，其特征在于，所述多種金屬碳化 物相占多種金屬相的至少50％的重量。
       16.如權(quán)利要求13所述的切削元件，其特征在于，所述多種金屬粘合 劑相占多種金屬相的至少12％的重量。
       17.如權(quán)利要求16所述的切削元件，其特征在于，所述多種金屬粘合 劑相占多種金屬相的至少25％的重量。
       18.如權(quán)利要求13所述的切削元件，其特征在于，所述多個(gè)互連的金 剛石顆粒形成多晶金剛石材料的至少大約75％的重量。
       19.如權(quán)利要求13所述的切削元件，其特征在于，所述多個(gè)互連的金 剛石顆粒形成多晶金剛石材料的不超過(guò)大約85％的重量。
       20.如權(quán)利要求13所述的切削元件，其特征在于，所述切削元件還包 括設(shè)置在基體與外層之間的至少一個(gè)過(guò)渡層，其中，所述至少一個(gè)過(guò)渡層 包括金剛石顆粒、金屬碳化物和金屬粘合劑。
       21.如權(quán)利要求20所述的切削元件，其特征在于，所述至少一個(gè)過(guò)渡 層的金剛石含量小于外層的金剛石含量。
       22.如權(quán)利要求20所述的切削元件，其特征在于，所述至少一個(gè)過(guò)渡 層的金屬碳化物含量大于外層的金屬碳化物含量。
       23.一種鉆頭，包括： 工具本體以及至少一個(gè)切削元件，所述切削元件包括： 基體；以及 設(shè)置在切削元件的最外端上的由多晶金剛石材料構(gòu)成的外層，其 中，多晶金剛石材料具有： 多個(gè)互連的金剛石顆粒；以及 設(shè)置在結(jié)合的金剛石顆粒之間的多個(gè)間隙區(qū)域，其中，所述 多個(gè)間隙區(qū)域包含多種金屬碳化物相和多種金屬粘合劑相，所述 多種金屬碳化物相和多種金屬粘合劑相一起形成多種金屬相，其 中，多種金屬碳化物相由多個(gè)金屬碳化物顆粒形成； 其中，所述多個(gè)互連的金剛石顆粒形成多晶金剛石材料的至 少大約60％的重量；以及多種金屬碳化物相占多種金屬相的至少 35％的重量。