CN101578131A - 具有提高的机械加工性的研磨压实体 - Google Patents

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Abstract

一种研磨压实体，其可包括：超硬相，该超硬相可包括具有5000KHN或更大的努普硬度的超硬颗粒；烧结催化剂；以及反应相，该反应相可包括催化剂－陶瓷化合物，该催化剂－陶瓷化合物具有比该超硬相的努普硬度低的努普硬度。

Description

具有提高的机械加工性的研磨压实体
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2006年12月13日提交的，发明名称为“AbrasiveCompacts with Improved Machinability”的共同待审的US临时专利申请no.60/869,804的优先权，通过参照将该申请的公开完全合并于此。
关于联邦赞助研究的声明
不适用。
加入研究协议的党派的名称
不适用。
序列表
不适用。
技术领域
本公开总体涉及更容易形成例如可用几何形状的研磨压实体。
背景技术
研磨压实体在钻削、钻孔、切削、铣削、磨削和其它材料去除操作中使用。研磨压实体由烧结、粘结或以其它方式结合到固体中的超硬颗粒构成。超硬颗粒可以是金刚石、立方氮化硼、碳氮(CN)化合物、硼碳氮氧(BCNO)化合物或任何具有比碳化硼硬度更高的材料。超硬颗粒可以例如是单晶或多晶聚合体。
在商业中，研磨压实体在基于金刚石的情况下可被称为金刚石或聚晶金刚石(PCD)压实体，或者在基于立方氮化硼(cBN)的情况下被称为聚晶立方氮化硼(PCBN)压实体。可将剩余烧结催化剂已被从中去除的研磨压实体称为沥滤或热稳压实体。将与硬质合金衬底结合的研磨压实体称为支承压实体。支承研磨压实体包括硬质合金衬底，以提高抗冲击性、强度并且简化研磨压实体与工程结构的附接性。
研磨压实体在称为“坯料”或“刀具坯料”的大圆盘中制造，使用许多不同的方法从所述圆盘中切出个体的切削刀片。
本质上基于单一超硬相(例如金刚石或立方氮化硼)的研磨压实体是众所周知的。然而这些研磨压实体是非常硬的，因此难以磨成或以其它方式制造成具有光滑或无缺陷表面的受控尺寸的可用部件。研磨加工、激光切削或等离子加工的费用是惊人的并且限制了研磨压实体的商业应用。一个解决方案是利用超硬颗粒和较小硬度的相来生产研磨压实体。然而，由于较小硬度的相的存在破坏了烧结催化剂的功能，所以这些压实体不能提供更好的商业属性，并且通常是有缺陷的。
研磨压实体中的缺陷指的是变化比例和程度的裂缝、碎屑、凹陷、分层内部或表面、斑点和研磨层、或整个刀具坯料的变形。缺陷是不合需要的，这是因为它们将削弱刀具强度和刀具寿命或减少由坯料生产的可用刀具的产量。
US专利No.4,016,736描述了一种金刚石和立方氮化硼压实体，其中利用了立方氮化硼的热阻。US专利No.4,797,241描述了一种研磨压实体，该研磨压实体包括各自独立烧结的PCD和PCBN的混合物。US专利No.6,759,128描述了B-C-N新的固相的烧结混合物。US专利No.6,772,849、4,734,339、5,755,299均描述了用于钻头的涂有硼化物的PCD。US专利No.5,697,994描述了包括金刚石和立方氮化硼的用于增强的抗腐蚀性的压实体。然而，这些参考文献中没有描述压实体的硬度控制或改进制造。
US专利公布No.2003/0019106和US专利No.6,596,225描述了六角氮化硼作为化学上惰性的铸型涂料的使用。氮化硼不是研磨压实体的一部分。
研磨压实体与通常为熔融Fe、Ni、Al、Co、Mn、W以及其合金或混合物的催化液相的高压烧结也是众所周知的。通常，通过将金属颗粒与超硬颗粒混合或通过与外部含金属源接触来提供催化剂。将催化剂金属熔融并使之渗入压实的超硬研磨粉末中。熔融金属在超硬颗粒接触点处的共形接触(conformal contact)允许出现晶粒间的结合。当熔融金属接触足够持久且在空间上均匀时，超硬颗粒溶解并且可再析出或再结晶，以在超硬颗粒之间提供高质量结合的连续基体。在压实体烧结期间形成的高质量结合产生具有接近单晶超硬相的值的高硬度的压实体。除了高硬度之外，形成在超硬颗粒之间的强力结合与低程度的微观结构缺陷相联合给予了压实体高强度、高耐磨性、高耐热性和可用的断裂韧性。迄今，属性的这种联合还使压实体非常难以磨成或以其它方式形成可用的形状。需要研磨加工、激光切削和高能等离子加工作为后续的加工步骤来生产商业可用的刀具坯料。
此外已知催化熔融金属与超硬颗粒的不完全和/或非均匀接触或不稳定反应产生具有低质量晶粒间结合和增加缺陷的压实体。此缺陷压实体可能降低加工难度，但它将不提供实用所需的研磨性能。在使用时完全有可能出现裂缝或分层。因而具有一致可控的硬度、可用的韧性、强度和改进的生产简易性的研磨压实体仍是未知的。
因此，需要一种产品或压实体，其中在通过成本有效的过程保持高硬度、强度和韧性等级的同时独立地提高机械加工性。
此处所含的公开描述解决上述问题中的一个或多个的尝试。
发明内容
一种研磨压实体(abrasive compact)可包括：超硬相，该超硬相可包括具有5000KHN或更大的努普硬度的超硬颗粒；烧结催化剂；以及反应相，该反应相可包括催化剂-陶瓷化合物，该催化剂-陶瓷化合物具有比超硬相的努普硬度低的努普硬度。
在一实施例中，该反应相可包括结合到超硬相颗粒的颗粒。在另一实施例中，反应相可具有3000KHN或更小的努普硬度。
在一实施例中，超硬颗粒可包括金刚石；烧结催化剂可包括Fe、Co、Al、Mn、W或Ni中的一个或多个；而反应相包括催化剂和诸如六角氮化硼、石墨、任何金属硫化物或磷化物或金属间硫化物或磷化物的反应物的化合物。在又一实施例中，超硬颗粒可包括立方氮化硼；烧结催化剂可包括Fe、Co、Al、Mn、W或Ni中的一个或多个；而反应相可包括碳或硼或氮。
一实施例可包括反应相，该反应相可组成压实体的大约0.5到大约20的重量百分比。在一些实施例中，反应相的平均颗粒尺寸可为大约0.5微米到大约25微米。在一些实施例中，超硬颗粒的平均颗粒尺寸可为大约0.5微米到大约100微米。优选地，反应相的平均颗粒尺寸小于超硬颗粒的平均颗粒尺寸。反应相的颗粒尺寸可根据反应的细节而改变。
一实施例可包括一种生产研磨压实体的方法。在一实施例中，一种方法可包括将具有5000KHN或更大的努普硬度的超硬颗粒、烧结催化剂、以及具有比超硬颗粒的努普硬度低的努普硬度的反应物颗粒混合，以形成混合物。一实施例可包括烧结该混合物，使得反应物颗粒与烧结催化剂反应，从而在烧结的压实体内形成含碳化合物或含硼化合物(诸如Co6W6B6或W2Co21B6)的反应相。
在一种方法的一实施例中，反应物颗粒可包括六角氮化硼、石墨、硫化钼、硫化钨或磷化物中的一个或多个。在一个实施例中，烧结步骤可包括向混合物应用从大约1000℃到大约2200℃的温度，和大约40kbar到大约200kbar的压力，持续大约5分钟到大约300分钟的烧结时间。在又一实施例中，一种方法可进一步包括在混合步骤之前利用烧结催化剂预涂覆反应物颗粒。另一方法实施例可进一步包括成形该烧结的压实体。
一种研磨压实体的实施例可包括超硬相，该超硬相可包括具有5000KHN或更大的努普硬度的超硬颗粒；烧结催化剂；以及所述烧结催化剂和六角氮化硼、石墨、金属硫化物、金属间硫化物、金属磷化物或金属间磷化物中的一个或多个的反应产品。另一实施例可进一步包括六角氮化硼、石墨、金属硫化物、金属间硫化物、金属磷化物或金属间磷化物中的一个或多个的未反应相。一种研磨压实体的实施例可包括具有3000KNH或更小的努普硬度的反应产品。
在一实施例中，超硬颗粒可包括金刚石或立方氮化硼中的一个或多个；而烧结催化剂可包括Fe、Co、Al、W和Ni或含有这些元素中的一个或多个的化合物中的一个或多个。在另一实施例中，反应产品可具有比超硬相的努普硬度低的努普硬度。
附图说明
为更加完全地理解本发明的特征和优点，应结合附图参考下文的详细描述，其中：
图1示出了可在形成研磨压实体的方法中采用的示例性步骤。
具体实施方式
在对本方法、系统和材料进行描述之前，应理解的是本公开不限于所述的具体方法、系统和材料，这是因为这些可以改变。此外，应理解的是说明书中所使用的术语仅仅是为了描述具体的形式或实施例，而不意欲限制范围。例如，如此处以及在附带的权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数意义，除非上下文另有明确指示。此外，如此处所使用的词语“包括”意指“包括但不限于”。除非另有定义，否则此处所使用的所有技术和科学术语均具有与本领域中的普通技术人员所通常理解的相同的意思。此处提及的所有公布通过参引将其全部内容合并于此。此处绝非认为承认如下事实：本发明未授权依靠在先发明而将此公开提前。
如此处所使用的，术语“大约”意味着与其一起使用的数的数值的正负10％。因此，大约50％意味着在40％-60％的范围中。
此处提出的组成以“添加百分比”的方法表示。
本公开总体涉及可更容易机械加工的研磨压实体以及制造该研磨压实体的方法。具体来说，本公开的研磨压实体包括超硬相、烧结催化剂相和反应相。如此处进一步详细描述的反应相通过使反应物颗粒与烧结催化剂反应而形成。
发明人已发现烧结催化剂的处理和材料中存在的相的类型和量的选择提供了具有提高的机械加工性的压实体。具体来说，发明人已发现在烧结过程期间催化剂和反应物颗粒(或如下文描述的成分“A”)的选择以及向超硬颗粒的添加可形成具有比超硬颗粒低的硬度的反应产品的反应相。在不引起新的附加缺陷的情况下，这种材料提供具有可用的硬度、韧性、强度和降低的机械加工困难的研磨压实体。
本公开的研磨压实体含有在催化剂相与添加的陶瓷或其它反应物成分之间形成的反应产品。此反应产品是一种新的非超硬“反应相”(此处称为成分B)，其比所形成的研磨压实体的超硬颗粒软。在任意等级的转换下，反应物或反应相的存在将不会负面地影响催化剂烧结超硬颗粒的功能。此公开的其余部分将指的是作为“A”的非反应的反应物颗粒或附加成分以及作为反应相、反应产品或“B”的非超硬相，该非超硬相是烧结催化剂和反应物的化合物。
超硬颗粒是那些在本领域中通常使用的，并且例如包括金刚石、立方氮化硼等。这些颗粒的硬度通常是5000KHN或更大的努普硬度值。超硬颗粒的尺寸可以是本领域中已知的能进行烧结以形成坚硬、基本无缺陷的制品的任何范围，诸如在0.1μm与100μm之间或者达到大约1000μm颗粒直径。在一实施例中，超硬颗粒的尺寸可以为大约2μm到大约8μm。在另一实施例中，超硬颗粒的尺寸可以为大约2μm到大约4μm。在又一实施例中，超硬颗粒的尺寸可以为大约5μm到大约8μm。
此处研磨压实体中所使用的烧结催化剂可包括目前或今后在本领域中所公知的，并且例如包括Fe、Ni、Al、W、Mn或Co或其合金、其化合物及其组合。在一些实施例中，烧结催化剂可包括钴、钴/钨合金、钴/钨/碳化合物和/或碳和Fe、Ni、Al、W、Mn或Co的组合。
在实施例中，成分“A”或反应物颗粒可包括但不限于六角氮化硼(HBN)、石墨、任何金属硫化物或磷化物或金属间硫化物或磷化物或者类似的相，其在普通高压、高温(HPHT)工艺条件下在一定程度上与烧结催化剂反应，从而形成反应物-催化剂成分。选择性地选取成分“A”颗粒，使得它们与烧结催化剂反应和/或转化，以形成新的相“B”，该新的相“B”比超硬颗粒和/或超硬相软，但不会削弱催化剂粘结超硬颗粒的功能。成分“A”颗粒可以具有使反应相能在烧结之后良好地分散和分布并遍布在研磨压实体中的任意尺寸。例如，成分“A”颗粒可具有从大约0.1μm到大约50μm的颗粒直径。成分“A”颗粒的平均颗粒尺寸可明显小于超硬颗粒的尺寸，以在混合期间促进精细分散。超硬颗粒可以具有例如在0.1μm与100μm之间变化的颗粒尺寸。
可以压实体的大约0.5w/w％到大约20w/w％的量将成分“A”反应物颗粒添加到超硬颗粒和烧结催化剂。压实体的重量的大约10％到大约30％、或重量的大约15％到大约25％、或重量的大约18％到大约20％的量的烧结催化剂可存在于压实体中。在一些实施例中，反应物颗粒可包括压实体的重量的大约2％到大约10％。在其它实施例中，反应物颗粒可包括压实体的大约3％到大约9％。压实体的剩余重量可包括超硬颗粒。在存在烧结催化剂或在与烧结催化剂接触的情况下，成分“A”与烧结催化剂反应并且/或者转化。该反应或转化可化学地或物理地出现并且例如包括熔融。在成分“A”颗粒与烧结催化剂反应或转化时，形成了新的相“B”或反应相化合物。此新的相“B”优选地被良好地结合到超硬颗粒并且它不是超硬相。新相“B”本身可以是或可以不是用于烧结的催化剂。新相“B”具有比超硬颗粒的硬度低的硬度，并且可以例如小于3000KHN。反应相“B”可以是可在烧结期间通过反应实现颗粒尺寸和结晶度的碳化物、硼化物或氮化物化合物。在各个实施例中，反应相“B”可既不吸引也不排斥烧结催化剂，也不完全消耗烧结催化剂，由此不会不利地影响烧结催化剂经由渗透而在压实的超硬颗粒中的分布。
在一些实施例中，在烧结的研磨压实体中选择性添加成分“A”颗粒及其向相“B”的转换可将磨削比提高到传统压实体的磨削比的150％以上。磨削比是在材料制造期间在制造烧结研磨品的磨削或成形期间通常使用的所观察到的机械加工性的测量。注意磨削比是在一个固定磨削条件中，每磨掉单位体积的磨轮所磨掉的烧结研磨压实体的体积的比率。在所形成的压实体中的硬度、韧性和强度对于压实体的生产和应用均保持在可用的范围中。
参照图1，将超硬材料11、烧结催化剂9和成分“A”13在球磨机或其它合适的设备中混合(步骤10)，以形成精细分散。将混合的成分烘干(步骤12)并装入耐火金属杯中，将诸如碳化钨/钴(WC/Co)盘的衬底也放入该金属杯中(步骤14)。然后，可将杯装入HPHT压力单元中并在大约40kbar到大约200kbar之间的压力下压缩，同时加热到大约1000℃到大约2200℃下达大约5分钟到大约300分钟(步骤16)。优选的是，当压力释放时对压力单元进行冷却。然后，可将烧结品，此时为研磨压实体20取出并进行清洗，以露出超硬研磨压实体。该研磨压实体包括超硬颗粒22，且反应产品24散布到全部超硬颗粒22中并与该超硬颗粒22结合。不是所有的烧结催化剂都必需与反应物反应，而是一些未反应的催化剂26可留在最终产品中。该最终产品可通过磨削、放电加工(EDM)、激光切削等在钻孔、切削、铣削、磨削或任何其它材料去除操作中使用。
本发明的实施例包括用于制备上述研磨压实体的方法。该方法可进一步包括利用至少一种烧结催化剂预涂覆成分“A”颗粒，以及将所涂覆的成分“A”颗粒与超硬相颗粒和烧结催化剂颗粒结合。然后，所结合的涂覆“A”颗粒、超硬相颗粒和烧结催化剂可通过在如大约1000℃到大约2200℃的高温下、在如大约40kbar到大约200kbar的高压下进行例如大约5分钟到大约300分钟烧结，以形成研磨压实体。然后，研磨压实体可通过磨削或EDM或激光或本领域中已知的任何方法来成形。
该方法还可包括外部烧结催化剂源的使用，其中将成分“A”颗粒和超硬颗粒在球磨机中混合，以形成精细分散。可将所混合的成分烘干并装入耐火金属杯中，WC/Co盘也放入该金属杯中。在烧结期间，在如大约1000℃到大约2200℃的高温下，在如大约40kbar到大约200kbar的高压下进行例如大约5分钟到大约300分钟。来自WC/Co盘的钴的一部分可被从该盘挤出而进入混合粉末中，用作烧结催化剂并与“A”颗粒反应，以形成研磨压实体。然后该研磨压实体可通过磨削或EDM或激光或本领域中已知的任何方法来成形。
示例
示例1：对照
通过在流体球磨机中将5重量百分比的粉末状的2μm铝粉与2μm到4μm颗粒尺寸的cBN粉末混合，制备多晶立方氮化硼研磨压实体。将所混合的粉末放入Ta金属杯中，以形成2mm厚的压实层并且利用固体碳化物盘在杯的一端处进行密封。在标准HPHT压力单元中，在1450℃和55kbar下对这些材料进行17分钟烧结。CBN压实体是无缺陷的，随后将其EDM切削成若干小的矩形。使用金刚石砂轮磨削测试来评估机械加工的容易性。在总共0.02英寸的磨轮向下进给期间，此金刚石砂轮磨掉0.31克和0.38克的压实体。
示例2：本发明
除了将附加成分(1重量百分比的六角氮化硼)添加到铝和立方氮化硼混合物中之外，如示例1中所述的那样制备PCBN研磨压实体。该六角氮化硼是8μm到12μm的颗粒尺寸。将这些粉末如在示例1中那样进行封装，并以与示例1相同的操作经历高压烧结。令人吃惊的是，此压实体是无缺陷的。与上述示例1中相同的磨削测试表明在总共0.02英寸的磨削砂轮向下进给期间，压实体被磨掉0.51克和0.54克。通过此添加，氮化硼压实体的磨削比几乎提高50％。
示例3：对照
通过在流体球磨机中将尺寸为2μm到3μm的金刚石粉末与10％的1μm钴金属粉末混合，制备金刚石研磨压实体。将所混合的粉末装入Ta金属杯中且利用固体碳化物盘在一侧进行密封，并在1450℃和55kbar下进行25分钟的HPHT烧结。将该烧结部件进行磨削并切削成若干2mm×10mm的部件，用于进行例如针对热稳定性的微观评估，并且用于磨削测试。在利用感应线圈、在空气中到850℃2分钟然后迅速冷却的热循环之前和之后，该金刚石研磨压实体在直观和微观上均无缺陷。没有由于所施加的热应变而导致的直观裂缝、凹陷或分层。在热循环之前和之后，压实体在直观和微观上均无缺陷。
示例4：本发明
除了以1和3的重量百分比等级添加六角氮化硼(hBN)以生产两个压实体之外，如示例3中所述的那样制备压实体。烧结、制备和测试条件与示例3相同。在热循环之前和之后，添加了1和3重量百分比的hBN的两个压实体在直观和微观上均无缺陷。六角氮化硼完全反应而形成W2Co21B6，一种钴/硼/钨化合物。两种材料的磨削比均呈现了令人吃惊的提高。此外，将添加3％的hBN的压实体铜焊到WC衬底，如在此压实体的使用中通常的那样。
示例5：本发明
如示例4中所述的那样制备金刚石研磨压实体，并且将添加1％的hBN作为反应物颗粒。添加1％的hBN的压实体的磨削比与示例4的结果相似并明显超过对照示例3的结果磨削比。
示例6：本发明
如示例4中所述的那样制备金刚石研磨压实体，并且添加一系列hBN作为尺寸为5μm到8μm以及2μm到3μm的金刚石粉末的反应物颗粒。尽管本质上5μm到8μm的金刚石材料比2μm到3μm的金刚石更硬，但是5μm到8μm的金刚石材料通过hBN明显软化，而且未呈现缺陷。
示例7：本发明
如示例4中所述的那样制备金刚石研磨压实体，并且将6重量百分比的、颗粒尺寸为2μm到4μm的hBN粉末作为5μm到8μm的金刚石粉末的反应物颗粒，hBN与对照示例6的颗粒尺寸不同，但重量百分比相同。
示例8：本发明
如示例4中所述的那样制备金刚石研磨压实体，其包括3％w/w的、颗粒尺寸为8μm到12μm的hBN以及尺寸为2μm到3μm的金刚石粉末，只是该方法受到干扰而削弱了hBN颗粒的分散，从而产生了局部高hBN含量的斑点。此PCD的缺陷在于：这些斑点在PCD材料中产生凹陷和裂缝。将有缺陷的PCD材料的耐磨性与具有相同组成和颗粒尺寸(hBN和金刚石)的无缺陷的材料相比。有缺陷的PCD明显比好的材料更软。这证明缺陷能致使PCD柔软。
将理解的是上文公开的各种特征和功能以及其它特征和功能或其替代物可理想地合并到许多其它不同的系统或应用中。此外本领域中的技术人员可随后对其作出各种目前未预见或未预期的替代、修改、变形或改进，这些也意欲被所附的权利要求所包括。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种研磨压实体，包括：
超硬相，该超硬相包括金刚石颗粒；
烧结催化剂，该烧结催化剂包括钴；以及
反应相，该反应相包括化合物，所述化合物包括所述烧结催化剂和六角氮化硼。
2.根据权利要求1所述的研磨压实体，其中所述反应相包括结合到所述超硬相颗粒的颗粒。
3.根据权利要求1所述的研磨压实体，其中所述化合物具有3000KHN或更小的努普硬度。
4.根据权利要求1所述的研磨压实体，其中所述反应相包括所述压实体的大约0.5到20的重量百分比。
5.根据权利要求1所述的研磨压实体，其中：
所述金刚石颗粒具有在0.1μm到100μm之间的平均颗粒尺寸；以及
所述反应相包括具有在0.1μm到50μm之间的平均颗粒尺寸的颗粒。
6.一种生产研磨压实体的方法，包括以下步骤：
将金刚石颗粒、包括钴的烧结催化剂、以及包括六角氮化硼的反应物颗粒混合，以形成混合物；以及
烧结所述混合物，使得所述反应物颗粒与所述烧结催化剂反应，以形成反应相，从而生产烧结的压实体。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述烧结步骤包括向所述混合物应用从大约1000℃到大约2200℃的温度，和大约40kbar到大约200kbar的压力，持续大约5分钟到大约300分钟的烧结时间。
8.根据权利要求6所述的方法，进一步包括在所述混合步骤之前利用所述烧结催化剂预涂覆所述反应物颗粒。
9.根据权利要求6所述的方法，进一步包括成形所述烧结的压实体。

Claims (17)

1.一种研磨压实体，包括：
超硬相，该超硬相包括具有5000KHN或更大的努普硬度的超硬颗粒；
烧结催化剂；以及
反应相，该反应相包括化合物，所述化合物包括所述烧结催化剂和反应物，所述化合物具有比所述超硬相的努普硬度低的努普硬度。
2.根据权利要求1所述的研磨压实体，其中所述反应相包括结合到所述超硬相颗粒的颗粒。
3.根据权利要求1所述的研磨压实体，其中所述反应相具有3000KHN或更小的努普硬度。
4.根据权利要求1所述的研磨压实体，其中：
所述超硬颗粒包括金刚石；
所述烧结催化剂包括Fe、Co、Al、W、Mn、Ni或其化合物中的一个或多个；以及
所述反应相包括六角氮化硼、石墨、金属硫化物或磷化物或金属间硫化物或磷化物与所述烧结催化剂之间的反应产品。
5.根据权利要求1所述的研磨压实体，其中：
所述超硬颗粒包括立方氮化硼；
所述烧结催化剂包括Fe、Co、Al、W、Mn、Ni或其化合物中的一个或多个；以及
所述反应相包括所述烧结催化剂与六角氮化硼、石墨、金属硫化物或磷化物或金属间硫化物或磷化物之间的反应产品。
6.根据权利要求1所述的研磨压实体，其中所述反应相包括所述压实体的大约0.5到20的重量百分比。
7.根据权利要求1所述的研磨压实体，其中：
所述超硬颗粒具有在0.1μm到100μm之间的平均颗粒尺寸；以及
所述反应相包括具有在0.1μm到50μm之间的平均颗粒尺寸的颗粒。
8.一种生产研磨压实体的方法，包括以下步骤：
将具有5000KHN或更大的努普硬度的超硬颗粒、烧结催化剂、以及具有比所述超硬颗粒的努普硬度低的努普硬度的反应物颗粒混合，以形成混合物；以及
烧结所述混合物，使得所述反应物颗粒与所述烧结催化剂反应，以形成反应相，从而生产烧结的压实体。
9.根据权利要求9所述的方法，其中所述反应物颗粒包括六角氮化硼、石墨、硫化钼、硫化钨或磷化物中的一个或多个。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述烧结步骤包括向所述混合物应用从大约1000℃到大约2200℃的温度，和大约40kbar到大约200kbar的压力，持续大约5分钟到大约300分钟的烧结时间。
11.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：在所述混合步骤之前利用所述烧结催化剂预涂覆所述反应物颗粒。
12.根据权利要求9所述的方法，进一步包括成形所述烧结的压实体。
13.一种研磨压实体，包括：
超硬相，该超硬相包括具有5000KHN或更大的努普硬度的超硬颗粒；
烧结催化剂；以及
反应产品，该反应产品包括：所述烧结催化剂；和六角氮化硼、石墨、金属硫化物、金属间硫化物、金属磷化物或金属间磷化物中的一个或多个。
14.根据权利要求14所述的研磨压实体，进一步包括六角氮化硼、石墨、金属硫化物、金属间硫化物、金属磷化物或金属间磷化物中的一个或多个的未反应相。
15.根据权利要求14所述的研磨压实体，其中所述反应产品具有3000KNH或更小的努普硬度。
16.根据权利要求14所述的研磨压实体，其中：
所述超硬颗粒包括金刚石或立方氮化硼中的一个或多个；
所述烧结催化剂包括Fe、Co、Al、Mn、W、Ni或它们的碳合金或它们的化合物中的一个或多个。
17.根据权利要求14所述的研磨压实体，其中：
所述反应产品具有比所述超硬相的努普硬度低的努普硬度。
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