RU2355865C2 - Поликристаллический алмазный абразивный элемент - Google Patents
Поликристаллический алмазный абразивный элемент Download PDFInfo
- Publication number
- RU2355865C2 RU2355865C2 RU2006124523/03A RU2006124523A RU2355865C2 RU 2355865 C2 RU2355865 C2 RU 2355865C2 RU 2006124523/03 A RU2006124523/03 A RU 2006124523/03A RU 2006124523 A RU2006124523 A RU 2006124523A RU 2355865 C2 RU2355865 C2 RU 2355865C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polycrystalline diamond
- element according
- less
- binder phase
- diamond
- Prior art date
Links
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 87
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 60
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 44
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 56
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 49
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 36
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000003703 image analysis method Methods 0.000 description 3
- 210000004283 incisor Anatomy 0.000 description 3
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000004063 acid-resistant material Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000000866 electrolytic etching Methods 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000013101 initial test Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000004901 spalling Methods 0.000 description 1
- 238000010972 statistical evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
- E21B10/56—Button-type inserts
- E21B10/567—Button-type inserts with preformed cutting elements mounted on a distinct support, e.g. polycrystalline inserts
- E21B10/5673—Button-type inserts with preformed cutting elements mounted on a distinct support, e.g. polycrystalline inserts having a non planar or non circular cutting face
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/02—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
- E21B10/56—Button-type inserts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
- Y10T428/252—Glass or ceramic [i.e., fired or glazed clay, cement, etc.] [porcelain, quartz, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/30—Self-sustaining carbon mass or layer with impregnant or other layer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Drilling Tools (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Предложенная группа изобретений относится к поликристаллическому алмазному элементу и способу его изготовления и может быть использовано в алмазном породоразрушающем инструменте. Техническим результатом является увеличение срока службы породоразрушающего инструмента в целом за счет повышения износостойкости поликристаллической алмазной вставки. Алмазная вставка содержит слой поликристаллического алмаза, имеющий рабочую поверхность и соединенный с подложкой из цементированного карбида. При этом в поликристаллическом алмазном абразивном элементе используется тонкодисперсная связующая фаза, которая равномерно распределена в слое поликристаллического алмаза, имеющем обедненную каталитическим материалом зону, прилегающую к рабочей поверхности. Причем распределение связующей фазы, выраженное как толщины связующей фазы, составляет менее 6 мкм, а поликристаллический алмазный элемент образован алмазными частицами, средний размер которых составляет менее 20 мкм. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к вставкам для инструментов и, в частности, к режущим вставкам для применения в инструменте при сверлении и бурении скважин в подземных породах.
Обычно в буровых долотах используют режущие вставки, содержащие слой поликристаллического алмаза (ПКА), связанный с подложкой из цементированного карбида. Слой ПКА образует рабочую поверхность и режущую кромку вокруг части контура рабочей поверхности.
ПКА, также известный как алмазная абразивная прессовка, содержит массу алмазных частиц, в которой присутствует значительное количество связей алмаз-алмаз. В ПКА в общем случае будет существовать вторая фаза, которая содержит алмазный катализатор/растворитель, такой как кобальт, никель, железо или сплав, содержащий один или более таких металлов.
На различных стадиях бурения такая режущая вставка подвергается воздействию высоких нагрузок и высоких температур. На ранних стадиях бурения острая режущая кромка вставки контактирует с подземной породой, режущий инструмент испытывает большие давления в зоне контакта. Вследствие этого может возникать процессы растрескивания, такие как усталостное растрескивание.
По мере изнашивания режущей кромки контактное давление уменьшается и обычно становится слишком низким, чтобы вызывать повреждения высокоэнергетического характера. Однако это давление еще может способствовать распространению трещин, возникающих под действием высоких контактных давлений, и может в итоге приводить к разрушению инструмента.
В буровой промышленности эксплуатационные качества режущего ПКА инструмента определяются как способностью инструмента достигать высоких скоростей во все более сложных средах, так и его способностью сохранять работоспособное состояние после бурения (что позволяет использовать инструмент повторно). При любом применении для бурения износ инструмента может представлять собой комбинацию двух типов износов: равномерного абразивного износа и разрушительного износа вследствие выкрашивания/скалывания. В то время как равномерный абразивный износ является благоприятным процессом, поскольку этот тип износа позволяет извлечь максимальный положительный эффект из высокой износостойкости поликристаллического алмазного материала, выкрашивание или скалывание крайне вредны. Даже самое незначительное разрушение такого типа может оказывать отрицательное воздействие, как на срок службы режущего инструмента, так и на его эксплуатационные качества.
При разрушительном износе производительность режущего инструмента может быстро уменьшаться по мере уменьшения скорости проникновения бурового сверла в породу. Как только начинается скалывание, происходит постоянное увеличение степени повреждения алмазной площадки, в результате чего для достижения заданной глубины бурения требуется увеличенная вертикально направленная сила. Таким образом, по мере того как происходит повреждение резца и уменьшается скорость проникновения бурового сверла, реакция на увеличивающееся давление на долото может быстро привести к дальнейшей деградации и в конце концов к катастрофическому разрушению обломанного режущего элемента.
Оптимизация эксплутационных качеств режущего ПКА инструмента, увеличивающая износостойкость (для достижения большего срока службы резца), обычно достигается с помощью регулирования параметров, таких как средний размер алмазного порошка, общее содержание катализатора/растворителя, плотность алмаза и тому подобное. Обычно, если поликристаллический алмазный материал изготовлен более износостойким, он становится более хрупким или способным к разрушению. ПКА элементы, предназначенные для улучшения характеристик изнашивания, будут таким образом иметь тенденцию к ухудшению прочности на удар или к уменьшению устойчивости к выкрашиванию. Компромиссное соотношение между устойчивостью к удару и износостойкостью делает разработку структур из ПКА, в частности для применений с высокими требованиями к износостойкости, по своей природе самоограничивающейся.
Если явления скалывания более износостойкого ПКА могут быть устранены или их можно регулировать, то это позволяет более полно реализовать потенциально улучшенные эксплуатационные характеристики режущих ПКА инструментов этих типов.
Ранее перспективным подходом для уменьшения скалывания считалась модификация геометрии режущей кромки путем косой отточки (скашивания кромки). Было показано (US 5437343 и US 5016718), что предварительная косая отточка или скругление режущей кромки поверхности ПКА значительно уменьшают способность режущей алмазной поверхности к выкрашиванию. Такое скругление, благодаря увеличению поверхности контакта, уменьшает воздействие начальных высоких напряжений, возникающих в процессе приложения нагрузки, когда вставка контактирует с горной породой. Однако в процессе использования режущего ПКА инструмента этот скошенный край стирается и, в конце концов, достигает состояния, в котором скоса не остается совсем. В этой точке устойчивость режущей кромки к износу вследствие выкрашивания будет такой же, как для незащищенной/нескошенной кромки.
В US 5135061 предлагается контролировать выкрашивание путем изготовления режущего инструмента с режущей поверхностью, образованной ПКА материалом, который имеет износостойкость меньшую, чем ниже расположенный ПКА материал(ы), таким образом уменьшая тенденцию к выкрашиванию. Большее истирание менее износостойкого слоя в области режущей кромки скругляет кромку режущего элемента в местах, где она входит в контакт с пластом. Воздействие скругления режущей кромки на выкрашивание, достигаемое в соответствии с этим патентом, аналогично действию скашивания. Однако преимущества такого метода могут в значительной мере сводится на нет сложностью получения достаточно тонкого менее износостойкого слоя in situ в процессе синтеза. (Очевидно, что постоянство и контролируемость характеристик этого слоя сильно зависят от конечной геометрии). Кроме того, уменьшенная износостойкость этого верхнего слоя может ухудшать общую износостойкость режущего инструмента, в результате чего происходит более быстрое затупление режущей кромки и эксплуатационные характеристики не соответствуют оптимальным.
В JP 59119500 предлагается улучшение характеристик спеченных поликристаллических алмазных материалов в результате химической обработки рабочей поверхности. В процессе этой обработки происходит растворение и удаление матрицы катализатора/растворителя с поверхности, непосредственно прилегающей к рабочей поверхности. В этом документе утверждается, что термостойкость зоны поликристаллического алмазного материала, где матрица была удалена, увеличивается, не ухудшая прочность спеченного поликристаллического алмазного материала.
Недавно на рынке появился режущий ПКА элемент, который описывается, как элемент с улучшенной износостойкостью без ухудшения прочности на удар. Получение и характеристики таких режущих инструментов описаны в US 6544308 и US 6562462. Режущий ПКА элемент отличается в числе прочего тем, что зона, прилегающая к режущей поверхности, в основном свободна от каталитического материала. Улучшение характеристик этих режущих инструментов заключается в увеличении износостойкости ПКА материала в этой зоне, где удаление каталитического материала приводит к уменьшению термодеструкции ПКА при использовании.
Краткое описание сущности изобретения
В соответствии с настоящим изобретением предлагается поликристаллический алмазный абразивный элемент, в частности режущий элемент, содержащий слой поликристаллического алмаза, включающий связующую фазу с каталитическим материалом, имеющий рабочую поверхность и связанный с подложкой (в частности, с подложкой из цементированного карбида) вдоль поверхности раздела; предлагаемый поликристаллический алмазный абразивный элемент характеризуется тонкодисперсной связующей фазой, равномерно распределенной в слое поликристаллического алмаза, имеющем обедненную (с удаленным) каталитическим материалом зону, которая прилегает к рабочей поверхности, и обогащенную каталитическим материалом зону.
Распределение толщин связующей фазы или размеры среднего свободного пробега в микроструктуре в среднем составляют предпочтительно менее 6 мкм, более предпочтительно менее 4,5 мкм и наиболее предпочтительно менее 3 мкм.
Кроме того, стандартное (среднеквадратичное) отклонение распределения толщин связующей фазы, выраженное как процент от средней толщины связующей фазы, составляет менее 80%, более предпочтительно менее 70% и наиболее предпочтительно менее 60%.
Если распределение связующей фазы выражено в единицах "диаметра эквивалентной сферы", стандартное отклонение распределения диаметров сфер, выраженное как процент от среднего диаметра сферы, составляет предпочтительно менее 80%, более предпочтительно менее 70% и наиболее предпочтительно 60%.
Благодаря однородному распределению и тонкодисперсности связующей фазы, также называемой как матрица катализатор/растворитель, ПКА является "высококачественным".
Кроме того, такой высококачественный ПКА представляет собой ПКА материал, обладающий одной или более следующих характеристик:
1) средний размер частиц алмазном порошка составляет менее 20 мкм, предпочтительно менее 15 мкм и более предпочтительно менее 11 мкм;
2) очень высокая износостойкость, то есть износостойкость достаточно высокая для того, чтобы поликристаллический алмазный абразивный элемент, где используется такой материал, в отсутствии прилегающей к рабочей поверхности обедненной каталитическим материалом зоны, становился чрезвычайно подверженным выкрашиванию или скалыванию;
3) относительный износ, определяемый как процентное отношение количества материала, удаляемого из поликристаллического алмазного абразивного элемента, имеющего обедненную каталитическим материалом зону, прилегающую к рабочей поверхности, и размера пятна изнашивания или количества материала, удаляемого из поликристаллического алмазного абразивного элемента, изготовленного из того же высококачественного ПКА, но не имеющего обедненной каталитическим материалом зоны, прилегающей к рабочей поверхности, который на последних стадиях обычных испытаний, проводимых на сверлильном станке в отношении гранита, составляет менее 50%, предпочтительно менее 40%, более предпочтительно менее 30%.
ПКА обладает очень высокой износостойкостью, которая может достигаться, и предпочтительно достигается в одном из вариантов осуществления изобретения, путем получения ПКА из массы алмазных частиц, которые имеют по крайней мере три и предпочтительно по крайней мере пять различных средних значений размера. Предпочтительно частицы в этой смеси являются тонкодисперсными алмазными частицами.
В ПКА отдельные алмазные частицы в значительной степени связаны с соседними частицами через алмазный мостик или перешеек. Отдельные частицы сохраняют свою индивидуальность или в общем случае имеют различные ориентации. Средний размер этих отдельных алмазных частиц можно определить с помощью метода анализа изображений. Изображения получают на сканирующем электронном микроскопе и анализируют, используя стандартные методы анализа изображений. Из этих изображений можно получить представительное распределение размера алмазных частиц.
Слой ПКА содержит зону, прилегающую к рабочей поверхности, которая обеднена каталитическим материалом. В общем случае эта зона будет по существу свободна от каталитического материала. Зона будет распространяться в ПКА от рабочей поверхности на глубину примерно от 30 до 500 мкм.
ПКА также содержит зону, обогащенную каталитическим материалом. Каталитический материал присутствует в процессе получения слоя ПКА в качестве спекающего компонента. Можно использовать любой алмазный каталитический материал, известный из уровня техники. Предпочтительными каталитическими материалами являются переходные металлы VIII группы, такие как кобальт и никель. В общем случае обогащенная каталитическим материалом зона будет иметь границу раздела с зоной, обедненной каталитическим материалом, и будет проходить до границы раздела с подложкой.
Обогащенная каталитическим материалом зона может сама включать более чем одну зону. Эти зоны могут различаться по среднему размеру частиц и также по химическому составу. Эти зоны, если это предусмотрено, в общем случае будут параллельны рабочей поверхности слоя ПКА.
В соответствии с другим объектом изобретения предлагается способ изготовления поликристаллического алмазного абразивного элемента, описанного выше, в котором сначала создают несвязанную сборку (заготовку) посредством размещения на поверхности подготовленной подложки массы алмазных частиц и связующей фазы, причем равномерно распределяют связующую фазу в несвязанной сборке и обеспечивают источник каталитического материала для алмазных частиц, подвергают несвязанную сборку воздействию повышенных температуры и давления, достаточных для получения из алмазных частиц слоя поликристаллического алмаза, связывают этот слой с подложкой и удаляют каталитический материл из зоны слоя поликристаллического алмаза, прилегающей к открытой поверхности.
В общем случае подложку изготавливают из цементированного карбида. Источником каталитического материала, в общем случае, будет подложка цементированного карбида. Некоторый дополнительный каталитический материал может смешиваться с алмазными частицами.
Смесь алмазных частиц содержит частицы, имеющие различные средние размеры. Термин "средний размер частиц" означает, что большая часть частиц будет иметь близкие размеры частиц, хотя существует некоторое количество частиц, размеры которых ниже, и некоторое количество частиц, размеры которых выше определенного значения. Таким образом, например, если средний размер частиц составляет 10 мкм, то существуют некоторые частицы, которые больше, и некоторые частицы, которые меньше 10 мкм, но большая часть частиц будет иметь размер приблизительно 10 мкм, и пик на кривой распределения размера частиц будет находиться на 10 мкм.
Масса алмазных частиц может содержать зоны или слои, которые отличаются друг от друга смесями алмазных частиц. Таким образом, там может быть зона или слой, содержащий частицы, имеющие по крайней мере пять средних значений размеров в зоне или слое, который имеет частицы, имеющие по крайней мере четыре различных средних значения размеров.
Каталитический материал удаляют из зоны слоя ПКА, прилегающей к открытой поверхности. В общем случае эта поверхность будет расположена на стороне поликристаллического слоя, противоположной к подложке, и будет использоваться как рабочая поверхность слоя ПКА. Удаление каталитического материала может быть проведено с использованием методов, известных в данной области техники таких, как электролитическое травление, кислотное выщелачивание и испарение.
Условия повышенных температур и давления, необходимые для получения слоя ПКА из массы алмазных частиц, хорошо известны в данной области техники. Обычно это давление от 4 до 8 гПа и температуры от 1300 до 1700°С.
Было установлено, что за счет контроля изнашивания компонента вследствие выкрашивания и скалывания, поликристаллические алмазные абразивные элементы, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, обладают значительно лучшими характеристиками износостойкости, чем поликристаллические алмазные абразивные элементы, известные из уровня техники.
Краткое описание чертежей
На чертеже приведен график, на котором показаны данные сравнения результатов испытаний различных режущих ПКА элементов, полученные на сверлильном станке.
Подробное описание изобретения
Предлагаемые в настоящем изобретении поликристаллические алмазные (ПКА) абразивные элементы могут иметь конкретное применение в качестве режущих элементов в буровых долотах. Было найдено, что для этого применения они обладают отличной износостойкостью и прочностью к удару без склонности к выкрашиванию или скалыванию. Эти свойства позволяют эффективно использовать эти элементы для рассверливания или бурения подземных пород, обладающих высоким сопротивлением сжатию.
Слой ПКА связан с подложкой и имеет верхнюю рабочую поверхность, по контуру которой находится режущая кромка. Слой ПКА содержит зону, обогащенную каталитическим материалом, и зону, обедненную каталитическим материалом. Обедненная каталитическим материалом зона распространяется от рабочей поверхности вглубь слоя ПКА. Глубина этой зоны обычно составляет примерно не более 500 мкм, предпочтительно примерно от 30 до 400 мкм, наиболее предпочтительно примерно от 60 до 350 мкм. Обычно, если кромка ПКА является скошенной, то обедненная каталитическим материалом зона будет, в общем случае, также иметь скошенную форму и проходить по всей длине скоса. Остальная часть слоя ПКА, распространяющаяся до подложки из цементированного карбида, представляет собой зону, обогащенную каталитическим материалом. Кроме того, поверхность элемента ПКА может быть механически отполирована для получения поверхности с низким коэффициентом трения или с низкой шероховатостью.
В общем случае слой ПКА получают и соединяют с подложкой из цементированного карбида с помощью процесса, проводимого при высокой температуре и высоком давлении. При этом очень важно обеспечить такое расположение связующей фазы и алмазных частиц, при котором достигается равномерное распределение и тонкодисперсность связывающей фазы.
Равномерность или однородность структуры определяется путем статистической оценки большого числа собранных изображений. Распределение связующей фазы, которую легко отличить от алмазной фазы с помощью электронной микроскопии, затем может быть измерено методом, аналогичным описанному в ЕР 0974566. Этот метод позволяет провести статистическую оценку средних толщин связующей фазы вдоль нескольких линий, произвольно проведенных через микроструктуру. Специалистами в данной области техники такое измерение толщины также обозначается как "средний свободный пробег". Для двух материалов с аналогичным общим составом или содержанием связующего и средним размером частиц алмазного порошка более однородным будет материал, который имеет меньшую среднюю толщину, что и означает "тонкодисперсное" распределение связующего в алмазной фазе. Кроме того, чем меньшее стандартное отклонение этого размера, тем более однородной является структура. Большое значение стандартного отклонения означает, что толщина связующего внутри микроструктуры в значительной степени изменяется, то есть структура не является однородной, а содержит сильно отличающиеся типы структуры.
Другой параллельный метод, известный как "диаметр эквивалентной сферы", оценивает размер эквивалентной сферы для каждого отдельного микроскопического участка, идентифицированного как связующая фаза в микроструктуре. Полученное распределение этих сфер затем оценивают статистически. В основном так же, как и для метода среднего свободного пробега, чем больше стандартное отклонение измерения, тем менее однородна структура. Комбинация этих двух методов анализа изображения дают достаточно полную общую картину однородности микроструктуры.
Частицы алмаза будут предпочтительно представлять собой смесь алмазных частиц, различающихся средними размерами. В одном варианте осуществления изобретения смесь содержит частицы, имеющие следующие пять различных средних размеров частиц:
| Средний размер частиц (мкм) | мас.% |
| От 20 до 25 (предпочтительно 22) | От 25 до 30 (предпочтительно 28) |
| От 10 до 15 (предпочтительно 12) | От 40 до 50 (предпочтительно 44) |
| От 5 до 8 (предпочтительно 6) | От 5 до 10 (предпочтительно 7) |
| От 3 до 5 (предпочтительно 4) | От 15 до 20 (предпочтительно 16) |
| Менее 4 (предпочтительно 2) | Менее 8 (предпочтительно 5) |
В другом варианте осуществления изобретения слой ПКА содержит два слоя, отличающихся смесями частиц. В первом слое, прилегающем к рабочей поверхности, находится смесь частиц с распределением размеров, описанным выше. Второй слой, расположенный между первым слоем и подложкой, представляет собой слой, в котором (I) большинство частиц имеет средний размер частиц от 10 до 100 мкм и содержит частицы, которые имеют по крайней мере три различных средних размера, и (II) средний размер по крайней мере 4 мас.% частиц составляет меньше 10 мкм. Обе алмазные смеси для первого и второго слоев могут также содержать добавленный каталитический материал.
Как только поликристаллический алмазный абразивный элемент образован, каталитический материал удаляют из рабочей поверхности элемента одного из конкретных вариантов осуществления изобретения с помощью одного из известных методов. Одним из таких методов является выщелачивание горячей неорганической кислотой, например соляной кислотой. Обычно температура кислоты может составлять примерно 110°С и выщелачивание будет продолжаться от 3 до 60 часов. Площадь слоя ПКА, которая не должна выщелачиваться, а также подложка из цементированного карбида должны быть должным образом покрыты кислотоустойчивым материалом.
Пример.
Два режущих ПКА элемента двухслойного типа, описанного выше, были изготовлены на соответствующих подложках из цементированного карбида (твердый сплав с карбидом вольфрама). Эти режущие ПКА элементы будут обозначаться соответственно как "A1U" и "A2U".
На соответствующих твердосплавных подложках с использованием тех же смесей алмаза, которые применялись для получения слоев ПКА образцов "A1U" и "A2U", были изготовлены два других режущих элемента. Эти режущие ПКА элементы будут обозначаться соответственно "A1L" и "A2L".
Каждый из режущих элементов A1L и A2L содержал каталитический материал, в данном случае кобальт, который удалили из рабочей поверхности для создания зоны, обедненной каталитическим материалом. Эта зона распространялась вниз от рабочей зоны на среднюю глубину примерно 250 мкм. Обычно эта глубина будет изменяться в пределах +/-40 мкм, таким образом, зона, обедненная каталитическим материалом, внутри однорезцового инструмента проходит на глубину от 210 до 290 мкм.
Затем на сверлильном станке были проведены сравнительные испытания режущих элементов A1U, A2U, A1L и A2L с серийно выпускаемым режущим ПКА элементом, в котором зона, обедненная каталитическим материалом, находится непосредственно под рабочей поверхностью. При этом испытании относительное количество удаляемого поликристаллического алмазного материала измеряли как функцию расстояния, прошедшего режущим элементом при просверливании детали, которая в данном случае представляла собой SW гранит. Полученные результаты в виде графиков приведены на чертеже.
Серийно выпускаемый известный режущий ПКА элемент обозначен как "Prior Art L". Из прилагаемого чертежа видно, что на последних стадиях испытания с режущего элемента, известного из уровня техники, и сравнительных резцов A1U и A2U удалялось значительно большее количество ПКА материала, чем с предлагаемых в изобретении режущих элементов A1L и A2L. В случае образцов A1U и A2U большее количество удаляемого материала связано с износом вследствие выкрашивания/скалывания, обусловленного высокой износостойкостью, присущей этим материалам. Вследствие этого для достижения приемлемых скоростей сверления требуется увеличения массы инструмента. Это в свою очередь приводит к более высоким напряжениям внутри режущих элементов и в результате к дальнейшему уменьшению срока службы. Для образцов A1L и A2L даже после длительного сверления не происходит удаления значительных количеств ПКА материала.
Различие в поведении сравнительных резцов A1U и A2U не является неожиданным и может быть отнесено к стохастической природе разрушения выкрашиванием, которому подвергаются эти резцы. Такое поведение характерно для случаев, когда преобладает механизм удаления материала вследствие выкрашивания/скалывания. Напротив, образцы A1L и A2L характеризуются очень похожим развитием износа, свидетельствующим о том, что после проведения обработки преобладающим механизмом износа является равномерный износ. Микроструктуры резцов, используемых в этих испытаниях, определяли с помощью сканирующего электронного микроскопа. Измеренные параметры микроструктуры приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||
| Резец | A1 (U и L) | А2 (U и L) | Prior Art 1L | |
| Распределение связующего | ||||
| Площадь (%) | 8,53 | 8,75 | 8,28 | |
| σ* (%) | 0,35 | 0,40 | 0,69 | |
| Распределение толщины связующего (или среднего свободного пробега) | ||||
| Среднее значение (мкм) | 2,10 | 2,17 | 10,8 | |
| σ* (мкм) | 0,98 | 1,17 | 9,00 | |
| σ* (% от среднего значения) | 46 | 54 | 83 | |
| Распределение "диаметра эквивалентной сферы" связующего | ||||
| Среднее значение (мкм) | 1,94 | 2,03 | 3,76 | |
| σ* (мкм) | 1,06 | 0,87 | 4,07 | |
| σ* (% от среднего значения) | 55 | 43 | 108 | |
| σ* обозначает стандартное статистическое отклонение распределения | ||||
Claims (27)
1. Поликристаллический алмазный абразивный элемент, содержащий слой поликристаллического алмаза, включающий связующую фазу с каталитическим материалом, имеющий рабочую поверхность и связанный с подложкой вдоль поверхности раздела, отличающийся тем, что связующая фаза является тонкодисперсной и равномерно распределена в слое поликристаллического алмаза, имеющем обедненную каталитическим материалом зону, которая прилегает к рабочей поверхности, и обогащенную каталитическим материалом зону, причем распределение связующей фазы, выраженное как толщины связующей фазы или значения среднего свободного пробега в микроструктуре связующей фазы, составляет менее 6 мкм, а поликристаллический алмаз образован алмазными частицами, средний размер которых составляет менее 20 мкм.
2. Элемент по п.1, в котором толщины связующей фазы или значения среднего свободного пробега в микроструктуре связующей фазы составляют менее 4,5 мкм.
3. Элемент по п.2, в котором толщины связующей фазы или значения среднего свободного пробега в микроструктуре связующей фазы составляют менее 3 мкм.
4. Элемент по п.1, в котором стандартное отклонение толщин связующей фазы, выраженное как процент от среднего значения толщины связующей фазы, составляет менее 80%.
5. Элемент по п.4, в котором стандартное отклонение толщин связующей фазы составляет менее 70%.
6. Элемент по п.5, в котором стандартное отклонение толщин связующей фазы составляет менее 60%.
7. Элемент по п.1, в котором при распределении связующей фазы, выраженной в единицах диаметра эквивалентной сферы, стандартное отклонение распределения диаметров сферы составляет менее 80%.
8. Элемент по п.7, в котором стандартное отклонение распределения диаметров сферы составляет менее 70%.
9. Элемент по п.8, в котором стандартное отклонение распределения диаметров сферы составляет менее 60%.
10. Элемент по п.1, в котором поликристаллический алмаз образован алмазными частицами, средний размер которых составляет менее 15 мкм.
11. Элемент по п.10, в котором поликристаллический алмаз образован алмазными частицами, средний размер которых составляет менее 11 мкм.
12. Элемент по п.1, в котором относительный износ поликристаллического алмаза, определяемый в соответствии с описанием изобретения, составляет менее 50%.
13. Элемент по п.12, в котором относительный износ поликристаллического алмаза составляет менее 40%.
14. Элемент по п.13, в котором относительный износ поликристаллического алмаза составляет менее 30%.
15. Элемент по п.1, в котором поликристаллический алмаз получен из массы алмазных частиц, имеющих, по крайней мере, три различных средних значения размера.
16. Элемент по п.1, в котором поликристаллический алмаз получен из массы алмазных частиц, имеющих, по крайней мере, пять различных средних значения размера.
17. Элемент по п.1, представляющий собой режущий элемент.
18. Элемент по п.1, в котором подложка выполнена из цементированного карбида.
19. Элемент по п.1, в котором обедненная каталитическим материалом зона распространяется в поликристаллический алмаз от рабочей поверхности на глубину примерно от 30 до 500 мкм.
20. Элемент по п.19, в котором обедненная каталитическим материалом зона распространяется от рабочей поверхности на глубину примерно от 60 до 350 мкм.
21. Элемент по п.1, в котором рабочая поверхность слоя поликристаллического алмаза образует скошенную режущую кромку.
22. Элемент по п.21, в котором обедненная каталитическим материалом зона повторяет форму скошенной режущей кромки.
23. Способ изготовления поликристаллического алмазного абразивного элемента по одному из пп.1-22, в котором создают несвязанную сборку посредством размещения на поверхности подложки массы алмазных частиц и связующей фазы, причем равномерно распределяют связующую фазу в несвязанной сборке и обеспечивают источник каталитического материала для алмазных частиц, подвергают несвязанную сборку воздействию повышенных температуры и давления, достаточных для получения из алмазных частиц слоя поликристаллического алмаза, связывают этот слой с подложкой и удаляют каталитический материл из зоны слоя поликристаллического алмаза, прилегающей к открытой поверхности.
24. Способ по п.23, в котором подожку выполняют из цементированного карбида.
25. Способ по п.24, в котором подложка из цементированного карбида является источником каталитического материала.
26. Способ по п.25, в котором смешивают с массой алмазных частиц дополнительный каталитический материал.
Приоритет по пунктам:
Приоритет по пунктам:
11.12.2003 по пп.1-26.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ZA2003/09629 | 2003-12-11 | ||
| ZA200309629 | 2003-12-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006124523A RU2006124523A (ru) | 2008-01-20 |
| RU2355865C2 true RU2355865C2 (ru) | 2009-05-20 |
Family
ID=34701591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006124523/03A RU2355865C2 (ru) | 2003-12-11 | 2004-12-09 | Поликристаллический алмазный абразивный элемент |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7575805B2 (ru) |
| EP (1) | EP1706576A2 (ru) |
| JP (1) | JP4739228B2 (ru) |
| KR (1) | KR101156982B1 (ru) |
| CN (1) | CN1922382B (ru) |
| AU (1) | AU2004305319B2 (ru) |
| CA (1) | CA2549061C (ru) |
| MX (1) | MXPA06006641A (ru) |
| NO (1) | NO20062929L (ru) |
| RU (1) | RU2355865C2 (ru) |
| WO (1) | WO2005061181A2 (ru) |
| ZA (1) | ZA200605056B (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2599319C2 (ru) * | 2012-05-29 | 2016-10-10 | Элемент Сикс Гмбх | Поликристаллический материал, изделия, включающие этот материал, инструменты, включающие этот материал, и способы их изготовления |
| RU2812017C1 (ru) * | 2022-12-20 | 2024-01-22 | Акционерное общество "НПО Курганприбор" | Способ выщелачивания кобальта из алмазных твердосплавных пластин |
Families Citing this family (72)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8016054B2 (en) * | 2003-05-27 | 2011-09-13 | Brett Lancaster | Polycrystalline diamond abrasive elements |
| GB2408735B (en) | 2003-12-05 | 2009-01-28 | Smith International | Thermally-stable polycrystalline diamond materials and compacts |
| US7647993B2 (en) * | 2004-05-06 | 2010-01-19 | Smith International, Inc. | Thermally stable diamond bonded materials and compacts |
| AU2005243867B2 (en) * | 2004-05-12 | 2010-07-22 | Baker Hughes Incorporated | Cutting tool insert |
| US7754333B2 (en) * | 2004-09-21 | 2010-07-13 | Smith International, Inc. | Thermally stable diamond polycrystalline diamond constructions |
| US7608333B2 (en) | 2004-09-21 | 2009-10-27 | Smith International, Inc. | Thermally stable diamond polycrystalline diamond constructions |
| GB0423597D0 (en) * | 2004-10-23 | 2004-11-24 | Reedhycalog Uk Ltd | Dual-edge working surfaces for polycrystalline diamond cutting elements |
| US7681669B2 (en) | 2005-01-17 | 2010-03-23 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond insert, drill bit including same, and method of operation |
| US7350601B2 (en) * | 2005-01-25 | 2008-04-01 | Smith International, Inc. | Cutting elements formed from ultra hard materials having an enhanced construction |
| US7493973B2 (en) * | 2005-05-26 | 2009-02-24 | Smith International, Inc. | Polycrystalline diamond materials having improved abrasion resistance, thermal stability and impact resistance |
| US20060293951A1 (en) | 2005-06-28 | 2006-12-28 | Amit Patel | Using the utility of configurations in ad serving decisions |
| WO2007020518A1 (en) * | 2005-08-16 | 2007-02-22 | Element Six (Production) (Pty) Ltd | Fine grained polycrystalline abrasive material |
| US7726421B2 (en) | 2005-10-12 | 2010-06-01 | Smith International, Inc. | Diamond-bonded bodies and compacts with improved thermal stability and mechanical strength |
| DE602006005844D1 (de) * | 2005-10-14 | 2009-04-30 | Element Six Production Pty Ltd | Verfahren zur herstellung eines modifizierten schleifkörperpresslings |
| US8986840B2 (en) | 2005-12-21 | 2015-03-24 | Smith International, Inc. | Polycrystalline ultra-hard material with microstructure substantially free of catalyst material eruptions |
| US7628234B2 (en) | 2006-02-09 | 2009-12-08 | Smith International, Inc. | Thermally stable ultra-hard polycrystalline materials and compacts |
| KR20090035722A (ko) * | 2006-07-28 | 2009-04-10 | 엘리먼트 씩스 (프로덕션) (피티와이) 리미티드 | 연마 콤팩트 |
| JP5259590B2 (ja) * | 2006-07-31 | 2013-08-07 | エレメント シックス （プロダクション）（プロプライエタリィ） リミテッド | 研磨剤コンパクト |
| EP2049306B1 (en) * | 2006-07-31 | 2013-07-03 | Element Six Abrasives S.A. | Abrasive compacts |
| EP2094418A1 (en) * | 2006-10-31 | 2009-09-02 | Element Six (Production) (Pty) Ltd. | Polycrystalline diamond abrasive compacts |
| JPWO2008133197A1 (ja) * | 2007-04-20 | 2010-07-22 | 株式会社荏原製作所 | 炭素系摺動部材を用いた軸受け又はシール |
| US8499861B2 (en) | 2007-09-18 | 2013-08-06 | Smith International, Inc. | Ultra-hard composite constructions comprising high-density diamond surface |
| US7980334B2 (en) | 2007-10-04 | 2011-07-19 | Smith International, Inc. | Diamond-bonded constructions with improved thermal and mechanical properties |
| US8057775B2 (en) * | 2008-04-22 | 2011-11-15 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond materials, methods of fabricating same, and applications using same |
| US20100011673A1 (en) * | 2008-07-18 | 2010-01-21 | James Shamburger | Method and apparatus for selectively leaching portions of PDC cutters through templates formed in mechanical shields placed over the cutters |
| US7757792B2 (en) * | 2008-07-18 | 2010-07-20 | Omni Ip Ltd | Method and apparatus for selectively leaching portions of PDC cutters already mounted in drill bits |
| US9315881B2 (en) | 2008-10-03 | 2016-04-19 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond, polycrystalline diamond compacts, methods of making same, and applications |
| US8083012B2 (en) * | 2008-10-03 | 2011-12-27 | Smith International, Inc. | Diamond bonded construction with thermally stable region |
| US7866418B2 (en) | 2008-10-03 | 2011-01-11 | Us Synthetic Corporation | Rotary drill bit including polycrystalline diamond cutting elements |
| US8297382B2 (en) * | 2008-10-03 | 2012-10-30 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compacts, method of fabricating same, and various applications |
| RU2510823C2 (ru) * | 2008-10-15 | 2014-04-10 | Варел Интернейшнл, Инд., Л.П. | Термостойкий поликристаллический алмазный композит |
| US8663349B2 (en) * | 2008-10-30 | 2014-03-04 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compacts, and related methods and applications |
| GB0823328D0 (en) | 2008-12-22 | 2009-01-28 | Element Six Production Pty Ltd | Ultra hard/hard composite materials |
| GB0901096D0 (en) * | 2009-01-23 | 2009-03-11 | Element Six Ltd | Method of treating a diamond containing body |
| US7972395B1 (en) | 2009-04-06 | 2011-07-05 | Us Synthetic Corporation | Superabrasive articles and methods for removing interstitial materials from superabrasive materials |
| US8951317B1 (en) | 2009-04-27 | 2015-02-10 | Us Synthetic Corporation | Superabrasive elements including ceramic coatings and methods of leaching catalysts from superabrasive elements |
| DE102009023156A1 (de) | 2009-05-29 | 2010-12-02 | Merck Patent Gmbh | Polymere, die substituierte Indenofluorenderivate als Struktureinheit enthalten, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung |
| GB0909350D0 (en) * | 2009-06-01 | 2009-07-15 | Element Six Production Pty Ltd | Ploycrystalline diamond material and method of making same |
| GB0913304D0 (en) * | 2009-07-31 | 2009-09-02 | Element Six Ltd | Polycrystalline diamond composite compact elements and tools incorporating same |
| CA2770847A1 (en) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Baker Hughes Incorporated | Methods of forming polycrystalline diamond elements, polycrystalline diamond elements, and earth-boring tools carrying such polycrystalline diamond elements |
| US8191658B2 (en) * | 2009-08-20 | 2012-06-05 | Baker Hughes Incorporated | Cutting elements having different interstitial materials in multi-layer diamond tables, earth-boring tools including such cutting elements, and methods of forming same |
| US9352447B2 (en) | 2009-09-08 | 2016-05-31 | Us Synthetic Corporation | Superabrasive elements and methods for processing and manufacturing the same using protective layers |
| US20110061944A1 (en) * | 2009-09-11 | 2011-03-17 | Danny Eugene Scott | Polycrystalline diamond composite compact |
| US8277722B2 (en) | 2009-09-29 | 2012-10-02 | Baker Hughes Incorporated | Production of reduced catalyst PDC via gradient driven reactivity |
| EP2483512B1 (en) | 2009-10-02 | 2019-05-22 | Baker Hughes, a GE company, LLC | Cutting elements configured to generate shear lips during use in cutting, earth-boring tools including such cutting elements, and methods of forming and using such cutting elements and earth-boring tools |
| GB201000872D0 (en) * | 2010-01-20 | 2010-03-10 | Element Six Production Pty Ltd | A method for making a superhard tip, superhard tips and tools comprising same |
| US9205531B2 (en) | 2011-09-16 | 2015-12-08 | Baker Hughes Incorporated | Methods of fabricating polycrystalline diamond, and cutting elements and earth-boring tools comprising polycrystalline diamond |
| SA111320374B1 (ar) | 2010-04-14 | 2015-08-10 | بيكر هوغيس انكوبوريتد | طريقة تشكيل الماسة متعدد البلورات من الماس المستخرج بحجم النانو |
| US10005672B2 (en) | 2010-04-14 | 2018-06-26 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Method of forming particles comprising carbon and articles therefrom |
| RU2013110778A (ru) | 2010-08-13 | 2014-09-20 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Режущие элементы, содержащие наночастицы по меньшей мере на одном участке, буровые инструменты с такими режущими элементами и соответствующие способы |
| US20120156408A1 (en) | 2010-12-21 | 2012-06-21 | Ladi Ram L | Polytetrafluoroethylene (PTFE) Masking Devices And Methods Of Use Thereof |
| US8727046B2 (en) | 2011-04-15 | 2014-05-20 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond compacts including at least one transition layer and methods for stress management in polycrsystalline diamond compacts |
| US9144886B1 (en) | 2011-08-15 | 2015-09-29 | Us Synthetic Corporation | Protective leaching cups, leaching trays, and methods for processing superabrasive elements using protective leaching cups and leaching trays |
| WO2013040292A2 (en) | 2011-09-16 | 2013-03-21 | Baker Hughes Incorporated | Methods of forming polycrystalline compacts and resulting compacts |
| EP2756152A4 (en) | 2011-09-16 | 2015-07-29 | Baker Hughes Inc | METHODS OF MANUFACTURING POLYCRYSTALLINE DIAMOND, AND CUTTING ELEMENTS AND DRILLING TOOLS COMPRISING THE POLYCRYSTALLINE DIAMOND |
| WO2013043556A2 (en) | 2011-09-19 | 2013-03-28 | Baker Hughes Incorporated | Methods of forming polycrystalline diamond compacts and resulting polycrystalline diamond compacts and cutting elements |
| US9394747B2 (en) | 2012-06-13 | 2016-07-19 | Varel International Ind., L.P. | PCD cutters with improved strength and thermal stability |
| GB2507568A (en) * | 2012-11-05 | 2014-05-07 | Element Six Abrasives Sa | A chamfered pcd cutter or shear bit |
| US9140072B2 (en) | 2013-02-28 | 2015-09-22 | Baker Hughes Incorporated | Cutting elements including non-planar interfaces, earth-boring tools including such cutting elements, and methods of forming cutting elements |
| US9550276B1 (en) | 2013-06-18 | 2017-01-24 | Us Synthetic Corporation | Leaching assemblies, systems, and methods for processing superabrasive elements |
| KR101402214B1 (ko) * | 2013-12-05 | 2014-05-30 | 송길용 | 다결정 다이아몬드를 사용한 다층 전착 연삭 에지공구 |
| US9789587B1 (en) | 2013-12-16 | 2017-10-17 | Us Synthetic Corporation | Leaching assemblies, systems, and methods for processing superabrasive elements |
| US10807913B1 (en) | 2014-02-11 | 2020-10-20 | Us Synthetic Corporation | Leached superabrasive elements and leaching systems methods and assemblies for processing superabrasive elements |
| US9908215B1 (en) | 2014-08-12 | 2018-03-06 | Us Synthetic Corporation | Systems, methods and assemblies for processing superabrasive materials |
| US10011000B1 (en) | 2014-10-10 | 2018-07-03 | Us Synthetic Corporation | Leached superabrasive elements and systems, methods and assemblies for processing superabrasive materials |
| US11766761B1 (en) | 2014-10-10 | 2023-09-26 | Us Synthetic Corporation | Group II metal salts in electrolytic leaching of superabrasive materials |
| US20180036696A1 (en) * | 2015-02-28 | 2018-02-08 | Element Six (Uk) Limited | Superhard constructions and methods of making same |
| US10017390B2 (en) * | 2015-03-30 | 2018-07-10 | Diamond Innovations, Inc. | Polycrystalline diamond bodies incorporating fractionated distribution of diamond particles of different morphologies |
| US10920303B2 (en) | 2015-05-28 | 2021-02-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Induced material segregation methods of manufacturing a polycrystalline diamond tool |
| US10723626B1 (en) | 2015-05-31 | 2020-07-28 | Us Synthetic Corporation | Leached superabrasive elements and systems, methods and assemblies for processing superabrasive materials |
| US10900291B2 (en) | 2017-09-18 | 2021-01-26 | Us Synthetic Corporation | Polycrystalline diamond elements and systems and methods for fabricating the same |
| CN116237519A (zh) * | 2023-01-06 | 2023-06-09 | 深圳市海明润超硬材料股份有限公司 | 一种高性能聚晶金刚石复合片及其制备方法 |
Family Cites Families (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU566439A1 (ru) * | 1975-05-21 | 2000-01-20 | Институт физики высоких давлений АН СССР | Способ химической обработки поликристаллических алмазных агрегатов |
| AU518306B2 (en) * | 1977-05-04 | 1981-09-24 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Sintered compact for use ina cutting tool anda method of producing thesame |
| US4224380A (en) * | 1978-03-28 | 1980-09-23 | General Electric Company | Temperature resistant abrasive compact and method for making same |
| JPS59219500A (ja) * | 1983-05-24 | 1984-12-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンド焼結体及びその処理方法 |
| AU3946885A (en) * | 1984-03-26 | 1985-10-03 | Norton Christensen Inc. | Cutting element using polycrystalline diamond disks |
| US5127923A (en) * | 1985-01-10 | 1992-07-07 | U.S. Synthetic Corporation | Composite abrasive compact having high thermal stability |
| GB8505352D0 (en) * | 1985-03-01 | 1985-04-03 | Nl Petroleum Prod | Cutting elements |
| US5011514A (en) * | 1988-07-29 | 1991-04-30 | Norton Company | Cemented and cemented/sintered superabrasive polycrystalline bodies and methods of manufacture thereof |
| EP0370199A1 (en) * | 1988-10-25 | 1990-05-30 | General Electric Company | Drill bits utilizing polycrystalline diamond grit |
| US5154245A (en) * | 1990-04-19 | 1992-10-13 | Sandvik Ab | Diamond rock tools for percussive and rotary crushing rock drilling |
| US5120327A (en) * | 1991-03-05 | 1992-06-09 | Diamant-Boart Stratabit (Usa) Inc. | Cutting composite formed of cemented carbide substrate and diamond layer |
| RU2034937C1 (ru) * | 1991-05-22 | 1995-05-10 | Кабардино-Балкарский государственный университет | Способ электрохимической обработки изделий |
| US6332503B1 (en) * | 1992-01-31 | 2001-12-25 | Baker Hughes Incorporated | Fixed cutter bit with chisel or vertical cutting elements |
| US5890552A (en) * | 1992-01-31 | 1999-04-06 | Baker Hughes Incorporated | Superabrasive-tipped inserts for earth-boring drill bits |
| US6050354A (en) * | 1992-01-31 | 2000-04-18 | Baker Hughes Incorporated | Rolling cutter bit with shear cutting gage |
| AU675106B2 (en) * | 1993-03-26 | 1997-01-23 | De Beers Industrial Diamond Division (Proprietary) Limited | Bearing assembly |
| US5370195A (en) * | 1993-09-20 | 1994-12-06 | Smith International, Inc. | Drill bit inserts enhanced with polycrystalline diamond |
| US5601477A (en) * | 1994-03-16 | 1997-02-11 | U.S. Synthetic Corporation | Polycrystalline abrasive compact with honed edge |
| US6793681B1 (en) * | 1994-08-12 | 2004-09-21 | Diamicron, Inc. | Prosthetic hip joint having a polycrystalline diamond articulation surface and a plurality of substrate layers |
| US5762843A (en) * | 1994-12-23 | 1998-06-09 | Kennametal Inc. | Method of making composite cermet articles |
| US6063149A (en) * | 1995-02-24 | 2000-05-16 | Zimmer; Jerry W. | Graded grain size diamond layer |
| CN1141839A (zh) * | 1995-07-27 | 1997-02-05 | 陈志平 | 复合金刚石聚晶片 |
| US5645617A (en) * | 1995-09-06 | 1997-07-08 | Frushour; Robert H. | Composite polycrystalline diamond compact with improved impact and thermal stability |
| US5766394A (en) * | 1995-09-08 | 1998-06-16 | Smith International, Inc. | Method for forming a polycrystalline layer of ultra hard material |
| US5706906A (en) * | 1996-02-15 | 1998-01-13 | Baker Hughes Incorporated | Superabrasive cutting element with enhanced durability and increased wear life, and apparatus so equipped |
| US5803196A (en) * | 1996-05-31 | 1998-09-08 | Diamond Products International | Stabilizing drill bit |
| US6063333A (en) * | 1996-10-15 | 2000-05-16 | Penn State Research Foundation | Method and apparatus for fabrication of cobalt alloy composite inserts |
| US6068913A (en) * | 1997-09-18 | 2000-05-30 | Sid Co., Ltd. | Supported PCD/PCBN tool with arched intermediate layer |
| US6006846A (en) * | 1997-09-19 | 1999-12-28 | Baker Hughes Incorporated | Cutting element, drill bit, system and method for drilling soft plastic formations |
| EP0941791B1 (en) * | 1998-03-09 | 2004-06-16 | De Beers Industrial Diamonds (Proprietary) Limited | Abrasive body |
| KR100333459B1 (ko) * | 1998-07-22 | 2002-04-18 | 오카야마 노리오 | 입방정 질화붕소 소결체 |
| US6344149B1 (en) * | 1998-11-10 | 2002-02-05 | Kennametal Pc Inc. | Polycrystalline diamond member and method of making the same |
| US6651757B2 (en) * | 1998-12-07 | 2003-11-25 | Smith International, Inc. | Toughness optimized insert for rock and hammer bits |
| US6290008B1 (en) * | 1998-12-07 | 2001-09-18 | Smith International, Inc. | Inserts for earth-boring bits |
| US6397958B1 (en) * | 1999-09-09 | 2002-06-04 | Baker Hughes Incorporated | Reaming apparatus and method with ability to drill out cement and float equipment in casing |
| JP4954429B2 (ja) * | 2000-09-20 | 2012-06-13 | キャムコ、インターナショナル、（ユーケイ）、リミテッド | 触媒物質を枯渇させた表面を有する多結晶ダイヤモンド |
| US6592985B2 (en) * | 2000-09-20 | 2003-07-15 | Camco International (Uk) Limited | Polycrystalline diamond partially depleted of catalyzing material |
| EP1190791B1 (en) * | 2000-09-20 | 2010-06-23 | Camco International (UK) Limited | Polycrystalline diamond cutters with working surfaces having varied wear resistance while maintaining impact strength |
| US20030217869A1 (en) * | 2002-05-21 | 2003-11-27 | Snyder Shelly Rosemarie | Polycrystalline diamond cutters with enhanced impact resistance |
| US8016054B2 (en) * | 2003-05-27 | 2011-09-13 | Brett Lancaster | Polycrystalline diamond abrasive elements |
| US7754333B2 (en) * | 2004-09-21 | 2010-07-13 | Smith International, Inc. | Thermally stable diamond polycrystalline diamond constructions |
-
2004
- 2004-12-09 RU RU2006124523/03A patent/RU2355865C2/ru active
- 2004-12-09 MX MXPA06006641A patent/MXPA06006641A/es active IP Right Grant
- 2004-12-09 CN CN2004800410458A patent/CN1922382B/zh active Active
- 2004-12-09 JP JP2006543649A patent/JP4739228B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2004-12-09 AU AU2004305319A patent/AU2004305319B2/en not_active Ceased
- 2004-12-09 KR KR1020067013948A patent/KR101156982B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2004-12-09 CA CA2549061A patent/CA2549061C/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-12-09 EP EP04806319A patent/EP1706576A2/en not_active Withdrawn
- 2004-12-09 WO PCT/IB2004/004038 patent/WO2005061181A2/en active Application Filing
- 2004-12-09 US US11/007,261 patent/US7575805B2/en active Active
-
2006
- 2006-06-20 ZA ZA2006/05056A patent/ZA200605056B/en unknown
- 2006-06-22 NO NO20062929A patent/NO20062929L/no not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2599319C2 (ru) * | 2012-05-29 | 2016-10-10 | Элемент Сикс Гмбх | Поликристаллический материал, изделия, включающие этот материал, инструменты, включающие этот материал, и способы их изготовления |
| RU2812017C1 (ru) * | 2022-12-20 | 2024-01-22 | Акционерное общество "НПО Курганприбор" | Способ выщелачивания кобальта из алмазных твердосплавных пластин |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4739228B2 (ja) | 2011-08-03 |
| EP1706576A2 (en) | 2006-10-04 |
| MXPA06006641A (es) | 2007-01-26 |
| NO20062929L (no) | 2006-09-06 |
| US7575805B2 (en) | 2009-08-18 |
| US20050139397A1 (en) | 2005-06-30 |
| WO2005061181A2 (en) | 2005-07-07 |
| AU2004305319B2 (en) | 2010-05-13 |
| RU2006124523A (ru) | 2008-01-20 |
| CN1922382B (zh) | 2010-12-08 |
| AU2004305319A1 (en) | 2005-07-07 |
| CA2549061C (en) | 2012-05-15 |
| CA2549061A1 (en) | 2005-07-07 |
| ZA200605056B (en) | 2008-01-08 |
| WO2005061181A3 (en) | 2005-08-25 |
| KR20070013263A (ko) | 2007-01-30 |
| JP2007514083A (ja) | 2007-05-31 |
| CN1922382A (zh) | 2007-02-28 |
| KR101156982B1 (ko) | 2012-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2355865C2 (ru) | Поликристаллический алмазный абразивный элемент | |
| JP5208419B2 (ja) | 多結晶ダイアモンドの研磨要素 | |
| KR101244520B1 (ko) | 다결정성 다이아몬드 연마 부재 | |
| KR100963710B1 (ko) | 복합 연마재 컴팩트 | |
| US8328891B2 (en) | Methods of forming thermally stable polycrystalline diamond cutters | |
| CN107923226B (zh) | 具有抗冲击金刚石体的切割元件 | |
| AU2003205885A1 (en) | Polycrystalline material element with improved wear resistance and methods of manufacture thereof | |
| ZA200509523B (en) | Polycrystalline diamond abrasive elements | |
| KR19990088003A (ko) | 연마공구인서트및그제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180426 |
|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -PC4A- IN JOURNAL 12-2018 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180517 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180522 |
|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -PC4A- IN JOURNAL 15-2018 FOR INID CODE(S) D N |