ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ АЛМАЗНЫЙ РЕЖУЩИЙ ЭЛЕМЕНТ И БУРОВОЙ ИНСТРУМЕНТ

1. Режущий элемент для бурового инструмента, содержащий:
объем поликристаллического алмаза (ПКА), соединенный на границе раздела с подложкой из цементированного карбида;
при этом объем ПКА включает в себя переднюю поверхность, противоположную границе раздела, причем кромка передней поверхности соответствует режущей кромке режущего элемента;
при этом объем ПКА содержит множество слоев, непосредственно соединенных друг с другом на межслоевых границах, причем
каждый из первого множества слоев содержит ПКА-материал, имеющий первое содержание алмаза;
каждый из второго множества слоев содержит ПКА-материал, имеющий второе содержание алмаза;
при этом второе содержание алмаза больше, чем первое содержание алмаза;
причем слои первого и второго множеств расположены в чередующемся порядке друг относительно друга;
при этом слои выполнены и расположены так, что радиальная линия, проходящая через кромку и центроид границы раздела, пересекает в пределах максимального расстояния 1000 мкм от кромки каждую межслоевую границу,
причем соответствующая касательная плоскость к каждой межслоевой границе на соответствующем пересечении расположена относительно радиальной линии под углом не меньше минимального угла 30°.
2. Режущий элемент по п. 1, в котором слои выполнены и расположены так, что соответствующие радиальные линии, проходящие через все точки вдоль дуги, описываемой кромкой, пересекают межслоевые границы в пределах максимального расстояния от кромки, причем соответствующие касательные плоскости на соответствующих пересечениях расположены относительно каждой радиальной линии под углом не менее минимального угла, равного 30°.
3. Режущий элемент по п. 1 или 2, в котором каждый слой из первого множества имеет толщину вдоль радиальной линии, которая больше, чем толщина каждого слоя из второго множества.
4. Режущий элемент по любому из пп. 1-3, в котором максимальное расстояние составляет 500 мкм, или максимальное расстояние составляет от 500 до 1000 мкм.
5. Режущий элемент по любому из пп. 1-4, в котором минимальный угол составляет 35°, или минимальный угол составляет 45°.
6. Режущий элемент по любому из пп. 1-5, в котором слои выполнены в виде колец.
7. Режущий элемент по любому из пп. 1-6, в котором касательные плоскости к межслоевым границам параллельны друг другу.
8. Режущий элемент по любому из пп. 1-7, в котором межслоевые границы коаксиальны друг к другу.
9. Режущий элемент по любому из пп. 1-8, в котором межслоевые границы по меньшей мере частично окружают коаксиальную центральную область объема ПКА.
10. Режущий элемент по любому из пп. 1-9, в котором каждая межслоевая граница включает в себя соответствующую коническую область поверхности.
11. Режущий элемент по любому из пп. 1-10, в котором по меньшей мере одна касательная плоскость к межслоевой границе параллельна продольной оси режущего элемента.
12. Режущий элемент по любому из пп. 1-11, в котором каждая межслоевая граница описывает соответствующую изогнутую линию в продольном сечении, включающем в себя радиальную линию.
13. Режущий элемент по любому из пп. 1-12, в котором слои из первого и второго множеств выполнены и расположены как комплементарные клиновидные кольца.
14. Режущий элемент по любому из пп. 1-13, в котором по меньшей мере один из слоев является прерывистым и заканчивается в пределах объема ПКА.
15. Режущий элемент по п. 14, в котором прерывистый слой проходит по дуге вокруг продольной оси режущего элемента и имеет азимутально противоположные концы, которые заканчиваются в пределах объема ПКА.
16. Режущий элемент по любому из пп. 1-15, в котором объем ПКА включает в себя скошенную поверхность, примыкающую к кромке передней поверхности;
при этом касательные плоскости к межслоевым границам параллельны касательной плоскости скошенной поверхности.
17. Режущий элемент по любому из пп. 1-16, в котором объем ПКА имеет
проксимальную границу, образованную границей раздела,
дистальную границу и
боковую границу, которая соединяет проксимальную и дистальную границы, причем дистальная и боковая границы образуют рабочую границу,
при этом слои из первого и второго множеств проходят между проксимальной границей и рабочей границей.
18. Режущий элемент по п. 17, в котором слои из первого и второго множеств примыкают к рабочей границе и/или к границе раздела.
19. Режущий элемент по п. 17 или 18, в котором межслоевые границы сходятся друг к другу по мере удаления от проксимальной границы.
20. Режущий элемент по любому из пп. 17-19, в котором объем ПКА включает в себя
проксимальную область между проксимальными концами слоев и проксимальной границей; и/или
дистальную область между дистальными концами слоев и рабочей границей.
21. Режущий элемент по любому из пп. 1-20, в котором объем ПКА содержит:
первую область, примыкающую к передней поверхности и кромке, и
вторую область, примыкающую к первой области и удаленную от передней поверхности и кромки;
причем первая область содержит первое и второе множество слоев, а вторая область содержит третье и четвертое множество слоев ПКА-материала, при этом содержание алмаза в слоях третьего множества отличается от содержания алмазов в слоях четвертого множества;
причем слои третьего и четвертого множеств расположены в чередующемся порядке друг относительно друга и
непосредственно соединены друг с другом на межслоевых границах.
22. Режущий элемент по п. 21, в котором слои третьего и четвертого множеств выполнены и расположены таким образом, что соседние межслоевые границы сходятся или расходятся по мере удаления от границы раздела.
23. Режущий элемент по любому из пп. 1-22, в котором объем ПКА содержит область поверхности, которая примыкает к передней поверхности и включает в себя не более 2 мас. % связующего материала.
24. Режущий элемент по любому из пп. 1-23, в котором ПКА-материал первого множества слоев содержит мелкие кристаллические алмазы, имеющие первый средний размер, а ПКА-материал второго множества слоев содержит мелкие кристаллические алмазы, имеющие второй средний размер,
при этом первый средний размер кристаллов меньше второго среднего размера кристаллов.
25. Режущий элемент по любому из пп. 1-24, в котором ПКА-материал первого множества содержит мелкие кристаллические алмазы, имеющие средний размер кристаллов от 0,5 до 15 мкм, а ПКА-материал второго множества содержит мелкие кристаллические алмазы, имеющие средний размер кристаллов от 10 до 90 мкм.
26. Режущий элемент по любому из пп. 1-25, в котором ПКА-материал второго множества является более твердым, чем ПКА-материал первого множества.
27. Режущий элемент по любому из пп. 1-26, в котором каждый слой из первого множества имеет первую среднюю толщину, а каждый слой из второго множества имеет вторую среднюю толщину,
при этом значение первой и второй средней толщины составляет от 8 до 500 мкм, или от 50 до 500 мкм.
28. Режущий элемент по любому из пп. 1-27, в котором ПКА-материал слоев из первого множества имеет содержание связующего вещества от 10 до 25 мас.%, а ПКА-материал слоев из второго множества имеет содержание связующего вещества от 5 до 15 мас.%.
29. Режущий элемент по любому из пп. 1-28, в котором ПКА-материал слоев из первого множества имеет содержание алмазов от 85 до 95 об.%, а ПКА-материал слоев из второго множества имеет содержание алмазов от 90 до 98 об.%.
30. Режущий элемент по любому из пп. 1-29, в котором объем ПКА содержит третье множество слоев из ПКА-материала,
при этом первый, второй и третий слои расположены с чередованием по отношению друг к другу, так что каждый слой из второго множества соединен на межслоевой границе со слоем из первого множества на одной стороне, а на другой межслоевой границе, на противоположной стороне, - со слоем третьего множества,
причем содержание алмазного материала в ПКА-материале третьего множества больше, чем в слоях второго и первого множества.
31. Режущий элемент по любому из пп. 1-30, в котором ПКА-материал слоев по меньшей мере одного из первого и второго множества включает в себя удлиненные гранулы неалмазного материала.
32. Буровой инструмент, содержащий режущий элемент по любому из пп. 1-31.