CN110267760A - 超硬构造及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种形成超硬多晶构造的方法，包括：将第一材料的预成形结构放入罐中；将超硬材料的多个晶粒或颗粒引入罐中以使晶粒或颗粒位于预成形结构中和/或周围，以形成预烧结组装件；和在约5GPa或更大的超高压力以及在粘合剂材料存在下将超硬材料晶粒烧结在一起的温度下处理所述预烧结组装件，以形成包含多晶超硬材料本体的超硬多晶构造，其具有在粘合剂材料中的超硬晶粒的第一区域，以及嵌入的第二区域。

Description

超硬构造及其制造方法
技术领域
本发明涉及超硬构造(construction)以及制造此类构造的方法，特别地但不专门涉及包含附着在基底上的多晶金刚石(PCD)结构的构造，以及包含此类构造的工具，特别地但不专门用于岩石降解(degradation)或钻凿，或用于钻地。
发明背景
多晶超硬材料，例如多晶金刚石(PCD)和多晶立方氮化硼(PCBN)可用于多种工具，用来切削、机加工、钻孔或破碎硬质材料或磨蚀性材料如岩石、金属、陶瓷、复合材料和含木材料。特别地，包括PCD材料的切削元件形式的工具嵌体广泛用于开采石油或天然气的钻地钻头。超硬工具嵌体(insert)的工作寿命可受到超硬材料的断裂(包括由剥落和碎裂)或工具嵌体的磨损的限制。
切削元件，如用于岩石钻头或其它切削工具的切削元件，典型具有基底形式的本体，该基底具有界面端/表面和超硬材料，该超硬材料通过例如烧结过程形成与基底的界面表面结合的切削层。基底典型由碳化钨-钴合金(有时称为碳化钨硬质合金)形成，并且超硬材料层典型为多晶金刚石(PCD)、多晶立方氮化硼(PCBN)、或热稳定产品TSP材料，例如热稳定多晶金刚石。
多晶金刚石(PCD)是超硬材料(也称为超研磨材料)的例子，其包含大量实质上交互生长的(inter-grown)金刚石晶粒，从而形成骨架物质，该骨架物质限定出介于金刚石晶粒之间的间隙。PCD材料典型包含至少约80体积％的金刚石并且传统上通过使金刚石晶粒的聚集物质经受例如大于约5GPa的超高压力和至少约1200℃的温度来制造。全部或部分地填充所述间隙的材料可被称为填料或粘合剂材料。
典型在烧结助剂如钴的存在下形成PCD，所述烧结助剂促进金刚石晶粒的交互生长。适于PCD的合适烧结助剂通常也称为金刚石的溶剂-催化剂材料，这是由于它们的在一定程度上溶解金刚石并催化其再沉淀的功能。用于金刚石的溶剂-催化剂可被理解为能够在金刚石热力学稳定的压力和温度条件下促进金刚石生长或金刚石晶粒之间的直接金刚石-金刚石交互生长的材料。因此，在烧结PCD产物内的间隙可全部或部分地填充有残余的溶剂-催化剂材料。最典型地，经常在钴结碳化钨硬质合金基底上形成PCD，该基底为PCD提供钴溶剂-催化剂的源。
通过将碳化钨颗粒/晶粒和钴混合在一起然后加热以便固化，从而由分散在钴基质中的碳化物颗粒形成可用于形成合适基底的碳化钨硬质合金。为了形成具有超硬材料层(例如PCD或PCBN)的切削元件，在难熔金属外壳(例如铌外壳)中将金刚石颗粒或晶粒或CBN晶粒放置在碳化钨硬质合金本体附近，并使其经受高压和高温，使得金刚石晶粒或CBN晶粒之间发生晶粒间结合，从而形成多晶超硬金刚石或多晶CBN的层。
包含PCD材料的切削元件或工具嵌体广泛用于石油和天然气钻探工业中的钻地钻头。岩石钻凿和其它操作需要高的耐磨损性和耐冲击性。限制多晶金刚石(PCD)研磨刀具成功的因素之一是由于PCD和加工材料之间的摩擦而产生热量。该热量导致金刚石层的热降解。热降解通过增加PCD层的开裂和剥落以及金刚石向石墨的反向转变引起磨料磨损增加，从而增加刀具的磨损速率。
用于改善PCD复合材料的耐磨性的方法通常导致复合材料的耐冲击性的降低。
最耐磨等级的PCD通常会在其磨损之前遭受刀具的毁坏性断裂。在这些刀具的使用期间，裂纹生长直至它们达到发生毁坏性故障的临界长度，即，这时大部分PCD以脆性方式断开时。在常规烧结的PCD的使用期间遇到的这些长且快速生长的裂纹导致短的工具寿命。
此外，尽管多晶金刚石(PCD)材料的强度高，但由于它们的断裂韧性低，因而它们通常易于遭受冲击断裂。提高断裂韧性而不有害影响材料的高强度和耐磨损性是一项具有挑战性的任务。
因此，需要一种具有良好或改善的耐磨损性、抗断裂性和耐冲击性的多晶超硬复合材料(例如PCD复合材料)和形成此类复合材料的方法。
发明内容
从第一方面看，提供一种形成超硬多晶构造的方法，该方法包括：
将第一材料的预成形结构放入罐中；
将超硬材料的多个晶粒或颗粒引入罐中，以使晶粒或颗粒位于预成形结构之中和/或周围，从而形成预烧结组装件；和
在约5GPa或更大的超高压力以及在粘合剂材料存在下将超硬材料晶粒烧结在一起的温度下处理所述预烧结组装件，以形成包含多晶超硬材料本体的超硬多晶构造，其具有在粘合剂材料中的超硬晶粒的第一区域，以及嵌入的第二区域。
附图说明
现在将通过实例并参照附图描述各种型式，其中：
图1是用于钻地钻头的PCD切削元件或构造的实例的透视图；
图2是PCD微观结构的常规部分的示意性横截面，其中在相互结合的金刚石晶粒之间的间隙填充有非金刚石相材料；
图3是在烧结之前包括在实例超硬构造的预烧结组装件中的预成形结构局部的侧视图；
图4是包括图3的预成形结构的烧结超硬构造的实例的局部的横截面；
图5a和5b是图4的烧结构造在进行第一次浸出处理之后穿过该构造的横截面；和
图6是图4的烧结构造在进行图5a和5b所示的替代性浸出处理之后穿过该构造的横截面。
在所有附图中，相同的附图标记表示相同的一般特征。
发明详述
如本文所用，“超硬材料”是维氏硬度为至少约28GPa的材料。金刚石和立方氮化硼(cBN)材料是超硬材料的实例。
如本文所用，“超硬构造”是指包含多晶超硬材料本体的构造。在此类构造中，基底可附着在其上。
如本文所用，多晶金刚石(PCD)是指包含大量金刚石晶粒的一类多晶超硬(PCS)材料，它的大部分是彼此直接相互结合(交互生长)的，并且其中金刚石的含量为该材料的至少约80体积％。在PCD材料的一个实例中，金刚石晶粒之间的间隙直接在烧结后可至少部分填充有包含用于金刚石的催化剂的粘合剂材料。如本文所用，“间隙”或“间隙区域”是指PCD材料的金刚石晶粒之间的区域。
用于超硬材料的“催化剂材料”能够促进超硬材料的生长或烧结。
如本文所用的术语“基底”是指在其上形成超硬材料层的任何基底。例如，如本文所用的“基底”可以是在另一基底上形成的过渡层。
如本文所用的术语“整体形成”是指区域或部分彼此邻接地产生并且未被不同种类的材料分开。
图1是PCD超硬构造例如切削元件1的实例的示意图，该切削元件包括基底3，在基底3上形成有超硬材料层2。基底3可由诸如碳化钨硬质合金的硬材料形成。超硬材料2可以是例如包含至少80体积％的相互结合(交互生长)的金刚石晶粒的高密度多晶金刚石(PCD)。切削元件1可被安装到钻头本体中，例如刮刀钻头本体(未示出)，并且可适合例如作为用于钻地的钻头的刀具嵌体。
超硬材料的与基底相对的暴露顶表面形成切削面4，也称为工作表面，其是在使用中与其边缘6一起进行切削的表面。
在基底3的一端是界面表面8。如图1所示，基底3大体为圆柱形的并且具有外周表面10和外周上边缘12。
多晶复合构造1的工作表面或“前刀面”4是当使用刀具从本体切削材料时被切材料的切屑流过的表面，前刀面4引导新形成的切屑的流动。该前刀面4通常也被称为切削元件的顶面或工作表面，因为工作表面4是在使用中与其边缘6一起用于进行本体切削的表面。应理解，如本文所用的术语“切削刃”是指在刀具磨损发展直至刀具失效的任何特定阶段或多于一个阶段的实际切削刃(在功能上如上定义)，所述刀具包括但不限于处于基本上未磨损或未使用状态的刀具。
如本文所用，“切屑”是在使用中由多晶复合物构造1从被切本体的工作表面去除的本体的碎屑。
如本文所用，“磨痕”是由于刀具的磨损由一定量刀具材料的去除而在使用中形成的刀具的表面。后刀面可包含磨痕。由于刀具在使用中磨损，材料可逐渐从邻近的切削刃去除，从而随着磨痕的形成，不断地重新限定切削刃、前刀面和后刀面的位置和形状。
基底3典型由硬材料形成，例如硬质合金材料，如碳化钨硬质合金。
如图2所示，在形成常规的多晶复合构造1的过程中，在PCD的情形中，诸如金刚石晶粒的超硬材料的相互结合晶粒22之间的间隙24可至少部分填充有非超硬相材料。这种非超硬相材料(也称为填充材料)可包括残余的催化剂/粘合剂材料，例如钴。
参照图3-6描述用于在图1所示的刀具1的一般形状的切削元件中形成多晶超硬材料层2的复合材料的第一实例，其用以代替图2的常规结构化PCD材料。该复合材料的实例可包括烧结多晶超硬材料(例如由相互结合的金刚石晶粒38形成的PCD)的三维(3D)连续互穿网络，以及由嵌入其中的图3的预成形多孔结构30形成的一个或多个二次相32。复合材料可附着在基底36上，如图4所示。结构30可以是例如其中具有多个孔34的网状结构，并且可由诸如陶瓷、金属合金、金属(例如钨)、硬金属、和/或聚合物的材料形成。超硬材料38可形成例如复合材料的至少10体积％以及复合材料的至多约95体积％，嵌入结构填充结构30中的孔34。
在制造复合材料以形成多孔烧结超硬结构之后，可化学去除二次相，如图5a和5b所示，在浸出前二次相存在之处形成图5a和5b中的孔34，该浸出可通过常规浸出技术进行，例如电化学浸出、酸浸出、超声浸出等，这取决于用作二次相30的材料。
在一些实例中，如图6中所示，二次相结构可涂覆有未被合成后浸出处理去除的材料，该二次相结构的芯部在处理中被去除从而留下原位嵌入多晶材料中的涂覆材料34'。
下面参照以下实施例更详细地讨论如图3-6所示的材料实例的构造和构形，这些实施例不意图是限制性的。
实施例1：
将如图3a所示的市售钨丝网30与多个金刚石颗粒一起放入铌杯中，所述金刚石颗粒的平均颗粒尺寸是约15微米。在一种方法中，将金刚石颗粒添加在铌杯内部的网的顶部，并且对组装件进行机械振动，以迫使金刚石颗粒填充网中的孔。将具有13重量％钴的碳化钨基底放置在铌杯内的金刚石晶粒和网的顶部，以形成预复合组装件。然后在由WC-Co基底渗透的钴存在下，在大于5GPa的压力和约1400℃的温度下烧结所述预复合物。这形成了一种交互生长(相互结合)的PCD骨架，其具有三维连续互穿的钨网结构。
实施例2：
将钨丝网引入铌杯中，并添加金刚石粉末以填充网中的孔。在该情形中，使用双模态金刚石粉末，其包含约15重量％的平均晶粒尺寸为约2微米的金刚石颗粒以及85重量％的平均晶粒尺寸为约22微米的金刚石颗粒。然后添加具有13重量％钴的碳化钨基底，并对组装件进行机械振动以确保松散的粉末填充具有金刚石粉末的网中的空虚空间。然后在由WC-Co基底渗透的钴存在下，在高于5GPa的压力和约1400℃的温度下烧结预复合物，以形成具有三维连续互穿的钨网结构的相互结合的PCD骨架。
在烧结后，将烧结结构从铌杯中取出，并通过常规的机械材料去除技术(例如抛光或研磨)进行处理，以暴露多晶超硬材料和部分嵌入的二次相，根据材料的性质，可对其进行选择以便在烧结后保持基本上相同的形状。
可根据期望的最终应用来选择二次相材料的组成，例如可进行选择使其在烧结过程期间不与周围的用于超硬材料的粘合剂-催化剂反应，或者进行选择使其与粘合剂-催化剂反应从而形成反应屏障并阻止进一步的反应，或者可用另外的材料对其涂覆，该材料可具有前述特征中的任一种。一旦烧结，根据预期的最终应用，然后可以按下列方式中的任何一种进一步处理所形成的构造。
在一个实施例中，除二次相结构外，对所述构造进行处理以便从PCD材料中的间隙空间除去残余的催化剂材料。这可通过例如以下方式实现：在酸(如HF/HNO3)中对该结构进行处理以除去残余的催化剂粘合剂材料和二次相结构，或通过其它已知的浸出方法如电化学方法。
在另一个实施例中，对构造进行处理以便从烧结产物中仅除去二次相结构(如图5a，5b所示)。例如，当二次相结构由钨形成时，这可通过如下方式实现：对构造进行浸出处理，其中浸出混合物是碱溶液，例如Murakami溶液，或者通过在残余的粘合剂-催化剂和二次相材料之间施加电化学电位以便仅除去二次相材料。在此类实施例中，可选择二次相材料以便具有下列一种或多种：比用于烧结多晶超硬构造的粘合剂催化剂更高的熔融温度、在粘合剂催化剂中具有低的溶解度、和比粘合剂催化剂更高的化学势。
在二次相结构包含涂覆芯材的另一个实施例中，可除去芯材并且涂层保留在多晶超硬构造中(如图6所示)。在二次相结构由钨芯材形成的情形中(该钨芯材涂覆有熔化温度高于超硬材料的粘合剂催化剂、和/或其中低溶解度、和/或具有比催化剂粘合剂材料更高的化学势的材料)，浸出可通过例如以下方式实现：对构造进行浸出处理，其中浸出混合物是碱溶液，例如Murakami溶液，或者通过在残余的粘合剂-催化剂和二次相材料的芯之间施加电化学电位以便仅除去二次相材料的芯。
在另一实施例中，可能希望保留二次相结构并从超硬构造的间隙空间仅除去残余的催化剂粘合剂材料。这可使用用于从多晶超硬材料中除去粘合剂催化剂的常规浸出技术来实现。
在二次相结构包含涂覆芯材的又一个实施例中，可保留芯材，并且除去多晶超硬构造中的涂层。在二次相结构由芯材形成的情形中(该芯材涂覆有熔化温度高于超硬材料的粘合剂催化剂、和/或其中低溶解度、和/或具有比催化剂粘合剂材料更高的化学势的材料)，浸出可通过例如以下方式实现：对构造进行浸出处理，其中选择浸出混合物以浸出涂覆材料但不浸出芯材，或者通过在残余的粘合剂-催化剂和二次相材料的芯之间施加电化学电位以便仅除去二次相材料的芯。
还可能的是下列中的任何一种或多种：去除残余粘合剂催化剂、二次相的芯材或二次相的涂层以便回填多孔结构，或者沉积一种或多种具有所需性能的另外结构，所述另外结构例如可提供用于仪器的材料或用作一个或多个导电路径。
因此可以看出，可根据构造的期望最终用途选择二次相材料。
另外，可以看出该二次相结构可由任何期望形状形成以适合最终应用，例如网、一个或多个基本直的结构、或一个或多个弯曲或螺旋结构。
实施例的一个或多个构造可给出非研磨性应用，例如在电子或其它应用中充当嵌入的导电路径，用于仪器的冷却通道，或用于各种应用的嵌入多壁结构。
在研磨应用中，通过在后烧结处理期间从构造中除去所述结构而形成的嵌入二次相结构或孔可有效地作为裂纹扩展的抑制剂，从而有助于提高复合结构的韧性。
在立式镗床试验中对根据实施例形成的多个PCD坯块与市售的多晶金刚石刀具元件进行比较，所述市售多晶金刚石刀具元件具有与所测试的实施例相同的平均金刚石晶粒尺寸。在该试验中，测量磨平面积随刀具元件镗削工件的道次数量的变化。结果提供总磨痕面积相对于切削长度的指示。可以看出，根据实施例形成的PCD坯块能够实现与常规PCD坯块相当的并且在一些情况下更大的切削长度，该常规PCD坯块进行相同的测试以进行比较。此外，在该实施例中，在该测试中实现了比常规PCD坯块更小的磨痕面积，而没有刀具的剥落。
虽然不希望受特定理论束缚，但认为通过引入二次相可改善PCD的断裂性能，二次相有助于阻止裂纹在材料中扩展和/或有利地使PCD材料中的裂纹转向。包括此所述类型的二次相材料的互穿网络的PCD材料的应用的最终结果是，在使用中，磨损速率与裂纹生长速率相当，在磨痕后面将看不到裂纹，从而形成光滑的磨痕外观，其中没有切屑或晶粒从烧结PCD中拔出。
与常规PCD相比，添加这样的二次相还可具有通过本发明材料中所得的较低钴含量而提高PCD的热稳定性的效果。
可根据超硬材料的最终应用对二次相30的组成和分布进行调整。据认为可在不显著降低材料的整体耐磨性的情况下提高抗断裂性，这是PCD切削工具所期望的。
因此，据认为实施例构造可提供韧化PCD材料而不损害其高耐磨性的手段。
包含与硬质合金支撑体结合的多晶超硬结构的一个或多个示例构造可通过例如研磨进一步精加工，以提供PCD元件，其为大体上圆柱形并且具有基本上平坦的工作表面，或大体为球顶形、尖形、圆锥形或截头圆锥形的工作表面。该构造可适用于例如钻地用的旋转剪切(或刮刀)钻头、用于冲击钻头、或用于采矿或沥青降解的截齿(pick)。
此外，用于形成超硬材料的区域的各实施例的超硬材料可以是例如多晶金刚石(PCD)和/或多晶立方氮化硼(PCBN)和/或六角金刚石(lonsdalite)，并且超硬颗粒或晶粒可为天然来源和/或合成来源。
实施例的基底可由硬质材料例如硬质合金材料形成，并且可包括例如碳化钨硬质合金、碳化钽硬质合金、碳化钛硬质合金、碳化钼硬质合金或其混合物。适于形成基底的用于此类碳化物的粘合剂金属可以是例如镍、钴、铁或含有这些金属中一种或多种的合金，并且可包括其它材料的另外元素或化合物，例如铬或钒。该粘合剂的存在量可为例如10-20质量％，但其可低至6质量％或更低。
在一些实施例中，超硬材料的区域可包含PCBN。包含PCBN的部件主要用于机械加工金属。PCBN材料包含立方氮化硼(cBN)晶粒的烧结物质。PCBN材料的cBN含量可以为至少约40体积％。当PCBN中的cBN含量为至少约70体积％时，cBN晶粒之间可存在大量直接接触。当cBN含量为坯块的约40体积％至约60体积％时，cBN晶粒之间的直接接触程度是有限的。可通过使一批cBN颗粒与粉末状基质相一起经受cBN在热力学上比氮化硼(hBN)的六方形式更稳定的温度和压力来制造PCBN。PCBN的耐磨性低于PCD，这使其适合于不同于PCD的应用。
如本文所用，PCD或PCBN等级是PCD或PCBN材料，其特征在于金刚石晶粒的体积含量和尺寸(在PCD的情况下)或cBN晶粒的体积含量和尺寸(在PCBN的情况下)、晶粒之间的间隙区域的体积含量、以及可存在于间隙区域内的材料的组成。一种等级的超硬材料可通过包括以下步骤的方法制造：提供具有适于该等级的尺寸分布的超硬晶粒的聚集物质，任选地将催化剂材料或添加剂材料引入该聚集物质中，并且在用于超硬材料的催化剂材料源存在下使所述聚集物质经受一定压力和温度，在该压力和温度下超硬晶粒比石墨(在金刚石的情况下)或hBN(在CBN的情况下)更加热力学稳定，并且在该压力和温度下催化剂材料为熔融的。在这些条件下，熔融的催化剂材料可从该源渗透到聚集物质中，并且可能在烧结过程中促进金刚石晶粒之间的直接交互生长，以形成多晶超硬结构。该聚集物质可包含松散的超硬晶粒或由粘合剂材料保持在一起的超硬晶粒。在金刚石的情况下，金刚石晶粒可为天然的或合成的金刚石晶粒。
不同等级的超硬材料如多晶金刚石可具有不同的微观结构和不同的力学性能，例如弹性(或杨氏)模量E、弹性的模量、横向断裂强度(TRS)、韧性(如所谓的K1C韧性)、硬度、密度和热膨胀系数(CTE)。不同的PCD等级在使用中也可能表现地不同。例如，不同PCD等级的磨损速率和抗断裂性可以不同。
图3-6的刀具元件中所示的多晶超硬材料区域可包括例如一种或多种等级的超硬材料，并且可包括一层或多层超硬材料，所述超硬材料可例如在超硬材料的晶粒尺寸和/或组成上不同。
特别地，超硬材料的晶粒可以是例如金刚石晶粒或颗粒。在烧结之前的起始混合物中，它们可为例如多模态的，即进料包括粗粒级金刚石晶粒和细粒级金刚石晶粒的混合物。在一些实施方案中，粗粒级的平均颗粒/晶粒尺寸的范围可以是例如约10-60微米。“平均颗粒或晶粒尺寸”是指单个颗粒/晶粒具有一定范围的尺寸，平均颗粒/晶粒尺寸表示“平均”。细粒级的平均颗粒/晶粒尺寸小于粗粒级的平均颗粒/晶粒尺寸。
可通过已知方法，例如较大金刚石晶粒的喷射磨等，将金刚石颗粒/晶粒的尺寸分为细粒级、粗粒级、或其间的其它尺寸。
在一些实施例中，硬质合金基底可例如在组成上为常规的，因此可包括任何IVB、VB或VIB族金属，在钴、镍或铁、或其合金的粘合剂存在下对其进行压制和烧结。在一些实施例中，金属碳化物为碳化钨。
虽然已参照多个实施例描述了各种型式，但是本领域技术人员将理解，可进行各种改变，并且可用等效物替换其要素，并且这些实施例不旨在限制所公开的特定实施例或型式。
例如，在该方法的一些实施方案中，可将PCD材料烧结约1分钟至约30分钟，约2分钟至约15分钟，或约2分钟至约10分钟。
在该方法的一些实施例中，烧结温度可为约1200℃至约2300℃，约1400℃至约2000℃，约1450℃至约1700℃，或约1450℃至约1650℃。而且，虽然常规使用诸如钴的催化剂烧结PCD，但是可使用一系列包含金属和/或非金属的催化材料。
此外，虽然已经在刀具元件的背景中描述了实施例，但是应理解，这些实施例提供多功能增强的物理、机械、热和电性能，并且同样可用于一系列应用中，例如铁类材料和有色金属材料的切削、机加工、和抛光。其它应用可包括但不限于航空航天、汽车和国防工业中的轻质结构部件，加热器消散器，或热空气过滤器。

Claims (11)

1.一种形成超硬多晶构造的方法，包括：
将第一材料的预成形结构放入罐中；
将超硬材料的多个晶粒或颗粒引入罐中以使晶粒或颗粒位于预成形结构中和/或周围，以形成预烧结组装件；和
在约5GPa或更大的超高压力以及在粘合剂材料存在下将超硬材料晶粒烧结在一起的温度下处理所述预烧结组装件，以形成包含多晶超硬材料本体的超硬多晶构造，其具有在粘合剂材料中的超硬晶粒的第一区域，以及嵌入的第二区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述预成形结构在其中具有多个孔，所述引入多个晶粒或颗粒的步骤包括使所述超硬材料的晶粒或颗粒位于所述预成形结构中的空隙中。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述预成形结构放入罐中的步骤是在引入超硬材料的晶粒或颗粒的步骤之后。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述预成形结构放入罐中的步骤包括将包含陶瓷、金属、金属合金、硬金属、或聚合物中的任何一种或多种的结构放入罐中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述预成形结构放入罐中的步骤包括将包含钨的结构放入罐中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将超硬材料的多个晶粒或颗粒引入罐中的步骤包括将金刚石或cBN材料中的任何一种或多种的多个晶粒或颗粒引入罐中。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将超硬材料的多个晶粒或颗粒引入罐中的步骤包括将天然和/或合成来源的多个晶粒或颗粒引入。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括处理所述烧结结构以从所述结构除去至少一部分粘合剂材料和/或至少一部分第二区域。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述预成形结构包含涂覆有涂覆材料的芯材，处理所述烧结结构以从所述结构除去至少一部分粘合剂材料和/或至少一部分第二区域的步骤包括处理该结构以从第二区域中除去涂层，从而留下嵌入所述构造中的芯材。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述预成形结构包含涂覆有涂覆材料的芯材，处理所述烧结结构以从所述结构除去至少一部分粘合剂材料和/或至少一部分第二区域的步骤包括处理该结构以从第二区域中除去芯材，从而留下嵌入所述构造中的涂覆材料。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，还包括在除去至少一部分粘合剂和/或第二区域的步骤之后，将另外的材料引入所述构造中的一个或多个空隙中的步骤，所述空隙是由除去至少一部分粘合剂和/或第二区域的步骤产生。
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