MX2014000710A - Materiales que contienen diamante revestido y broncesoldado. - Google Patents

Abstract

La presente descripción se relaciona con materiales que contienen diamante revestido y broncesoldado y métodos para producir materiales que contienen diamante revestido y broncesoldado. El método para broncesoldar el material que contiene diamante revestido puede incluir llevar un metal de broncesoldadura en contacto con la capa de metal refractario y un sustrato; calentar al menos el metal de broncesoldadura por arriba de la temperatura de fusión del metal de broncesoldadura; y llevar el metal de broncesoldadura en contacto con el sustrato para formar una capa de broncesoldadura de metal para unir el material que contiene diamante, una capa de metal de broncesoldadura, y un sustrato juntos. Una ventaja del método puede incluir que la etapa de broncesoldar pueda realizarse al aire, bajo presión ambiental, y sin la necesidad de una capa protectora.

Description

MATERIALES QUE CONTIENEN DIAMANTE REVESTIDO Y BRONCESOLDADO CAMPO TÉCNICO Y APLICABILIDAD INDUSTRIAL La presente descripción se relaciona con materiales que contienen diamante revestido y broncesoldado y métodos para producir materiales que contienen diamante revestido y broncesoldado. En particular, el método de broncesoldar el material que contiene diamante revestido puede realizarse al aire, bajo presión ambiental, y sin la necesidad de una capa protectora y/o atmósfera protectora.

Los materiales que contienen diamante pueden utilizarse para maquinar, cortar, rectificar, pulir, y/o perforar metales, aleaciones de metales, compuestos, vidrio, plásticos, madera, rocas, yacimientos geológicas, yacimientos subterráneas y cerámicas. Los materiales que contienen diamante pueden enlazarse a sustratos para el propósito de mejorar el rendimiento de una herramienta al enlazar un material que contiene diamante a un sustrato. De esta forma, el material que contiene diamante puede proporcionar una superficie abrasiva dura mientras que el sustrato puede proporcionar resistencia, tenacidad, y un medio de unir la herramienta a un portaherramientas. El sustrato puede proporcionar resistencia y facilidad de manipulación cuando el sustrato es parte de una herramienta, que integra el material que contiene diamante.

Muchos materiales que contienen diamante se forman como capas policristalinas enlazadas integralmente a un sustrato de carburo de tungsteno. Con el fin de incorporar estos materiales en las herramientas, se cortan al tamaño y forma deseados y el sustrato es broncesoldado a un portaherramientas. Los métodos para este tipo de fabricación de herramienta se conocen bien por aquellos practicados en la técnica .

Otros materiales que contienen diamante se forman como cuerpos o capas autónomos. Uno de los problemas de utilizar estos tipos de materiales que contienen diamante en una herramienta es que el material que contiene diamante debe enlazarse de modo adecuado al sustrato para permitir que la herramienta funcione efectivamente. Por ejemplo, el enlace de un material que contiene diamante a un sustrato típicamente se lleva a cabo utilizando un metal o aleación de broncesoldadura a una temperatura de alrededor de 700 a alrededor de 1200 °C. Sin embargo, la oxidación térmica de muchos de los materiales que contienen diamante tiene lugar por arriba de temperaturas de alrededor de 700 °C. La superficie térmicamente oxidada del material que contiene diamante' interfiere con la capacidad para broncesoldar el material que contiene diamante al sustrato y/o deteriora la integridad del material que contiene diamante.

Al menos por esta razón, los métodos utilizados para broncesoldar un material que contiene diamante a un sustrato puede implicar el uso de atmósferas inertes, presiones reducidas, o capas protectoras para evitar o minimizar la oxidación del material que contiene diamante. Mientras que los usos de estas técnicas pueden producir resultados de enlace satisfactorios, estos métodos requieren el uso de condiciones de proceso costosas que no pueden ser prácticas en escala industrial .

Por lo tanto, puede observarse que existe una necesidad de métodos para producir materiales que contienen diamante broncesoldado al aire, bajo presión ambiental, y/o sin el uso de una capa protectora; también existe una necesidad para un material que contiene diamante revestido y broncesoldado que sea capaz de formar un enlace fuerte entre el material que contiene diamante y el sustrato. También existe una necesidad para un material que contiene diamante revestido y broncesoldado que puede enlazarse a un sustrato de tal manera que la oxidación del material que contiene diamante se minimiza sin la necesidad de una capa protectora. Además, existe una necesidad adicional para broncesoldar un material que contiene diamante revestido sin la necesidad de una atmósfera inerte, una atmósfera a presión reducida, o una capa protectora.

LA INVENCIÓN Las siguientes modalidades no son una visión general extensa. La siguiente descripción no pretende identificar elementos críticos de las diversas modalidades, ni pretende limitar el alcance de las mismas.

En una modalidad, un material que contiene diamante revestido y broncesoldado comprende: un primer material que contiene diamante; una capa de carburo opcional que comprende un carburo de metal refractario, en donde la capa de carburo puede encontrarse en contacto directo con el material que contiene diamante, y la capa de carburo puede ser continua o discontinua; una capa de metal refractario que comprende un metal refractario o una aleación de metal refractario, en donde la capa de metal refractario puede encontrarse en contacto directo con la capa de carburo o el primer material que contiene diamante; una capa de metal de broncesoldadura que comprende un metal de broncesoldadura, en donde la capa de metal de broncesoldadura puede encontrarse en contacto directo con al menos una porción de la capa de metal refractario; y un sustrato, en donde al menos una porción de una superficie del sustrato puede encontrarse en contacto directo con la capa de metal de broncesoldadura, y en donde el sustrato comprende un segundo material que contiene diamante, un carburo cementado, un superabrasivo (PcBN) de nitruro de boro cúbico policristalino, una cerámica, un metal, una aleación de metal, y/o combinaciones de los mismos.

En una modalidad, el primer y segundo materiales que contienen diamante puede comprender cada uno independientemente un diamante de un solo cristal, un diamante por deposición química de vapor, una composición de diamante enlazada a un carburo de silicio, una composición de cobalto a base de diamante policristalino, una composición de diamante térmicamente estable, y/o combinaciones de las mismas. En una modalidad, el metal refractario puede comprender tungsteno, titanio, niobio, zirconio, tantalio, vanadio, cromo, o molibdeno. En una modalidad, la aleación de metal refractario puede comprender al menos un metal refractario y, opcionalmente, al menos un metal no refractario. En una modalidad, el carburo de metal refractario puede comprender al menos un metal del metal refractario o la aleación de metal refractario. En una modalidad, la capa de metal refractario puede tener un espesor de alrededor de 0.1 µ?t? a alrededor de 100 µp?. En una modalidad, el metal refractario o la aleación de metal refractario puede depositarse directamente sobre el material que contiene diamante por un método de revestimiento para formar la capa de metal refractario y, opcionalmente, la capa de carburo. En una modalidad adicional, el método de revestimiento puede comprender una deposición física de vapor, una deposición química de vapor, pulverización catódica, evaporación, deposición no electrolítica, electrodeposicion, difusión térmica, y/o combinaciones o serie de los mismos. En una modalidad, el metal de broncesoldadura puede comprender plata, cobre, manganeso, níquel, zinc, paladio, cromo, boro, titanio, estaño, silicio, cadmio, oro, aluminio, indio o una aleación o compuesto de los mismos.

Una modalidad incluye un método para producir un material que contiene diamante revestido y broncesoldado que comprende: broncesoldar un material que contiene diamante revestido a un sustrato, en donde el material que contiene diamante revestido comprende: un primer material que contiene diamante; una capa de carburo opcional que comprende un carburo de metal refractario, en donde la capa de carburo puede encontrarse en contacto directo con el material que contiene diamante, y la capa de carburo puede ser continua o discontinua; una capa de metal refractario que comprende un metal refractario o una aleación de metal refractario, en donde la capa de metal refractario puede encontrarse en contacto directo con la capa de carburo o el primer material que contiene diamante; en donde la etapa de broncesoldar puede comprender: calentar al menos uno del metal de broncesoldadura, la capa de metal refractario, y el sustrato, a una temperatura por arriba de una temperatura de licuefacción suficiente para fundir el metal de broncesoldadura; y llevar el metal de broncesoldadura fundido en contacto tanto con la capa de metal refractario como con la capa de sustrato para formar una capa de metal de broncesoldadura que comprende plata, cobre, manganeso, níquel, zinc, paladio, cromo, boro, titanio, estaño, silicio, cadmio, oro, aluminio, indio o una aleación o compuesto de los mismos, en donde el sustrato comprende un segundo material que contiene diamante, un carburo cementado, un superabrasivo (cBN) de nitruro de boro cúbico policristalino, una cerámica, un metal, una aleación de metal, y/o combinaciones de los mismos. En una modalidad del método, el primer y el segundo materiales que contienen diamante cada uno puede comprender independientemente un diamante de un solo cristal, un diamante por deposición química de vapor, una composición de diamante enlazada a un carburo de silicio, una composición de cobalto a base de diamante policristalino, una composición de diamante térmicamente estable, y/o combinaciones de los mismos. En una modalidad del método, el metal refractario puede comprender tungsteno, titanio, niobio, zirconio, tantalio, vanadio, cromo, molibdeno y/o combinaciones de los mismos. En una modalidad del método, la aleación de metal refractario puede comprender al menos un metal refractario y, opcionalmente, al menos un metal no refractario. En una modalidad del método, el carburo de metal refractario puede comprender al menos un metal del metal refractario o la aleación de metal refractario. En una modalidad del método, la capa de metal refractario puede tener un espesor de alrededor de 0.1 µp? a alrededor de 100 µp?. En una modalidad del método, la etapa de broncesoldar puede comprender aplicar una fuente térmica para calentar al menos el metal de broncesoldadura a la temperatura de alrededor de 700°C a alrededor de 1000°C. En una modalidad del método, la fuente térmica puede ser al menos una de un soplete, un horno, un dispositivo de microondas, un soldador de arco, un láser, o una bobina de inducción. En una modalidad del método, la fuente térmica puede ser una bobina de inducción; y la temperatura se mantiene de alrededor de 700°C a alrededor de 1000°C durante un periodo de tiempo de al menos alrededor de 5 segundos. En una modalidad del método, la etapa de broncesoldar puede realizarse bajo presión de aire ambiental y al aire.

Se entenderá que tanto la descripción general anterior como la siguiente descripción detallada son ejemplares y se pretenden para proporcionar además una explicación de los materiales, productos, y métodos de producción descritos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para el propósito de ilustrar las modalidades adjuntas en la presente, se representan en los dibujos ciertas modalidades de un material que contiene diamante revestido y un material que contiene diamante revestido y broncesoldado . Sin embargo, los métodos y productos relacionados no se limitan a las disposiciones e instrumentos precisos de las modalidades representadas en los dibujos.

La FIGURA 1 representa esquemáticamente un material que contiene diamante revestido de acuerdo con una modalidad ej emplar y La FIGURA 2 representa esquemáticamente un material que contiene diamante revestido y broncesoldado, en donde el material que contiene diamante revestido es broncesoldado a un sustrato de acuerdo con una modalidad ejemplar.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Como se utiliza en la presente, cada uno de los siguientes términos tiene el significado asociado con éstos en esta sección, a menos que se establezca explícitamente de otro modo .

Los artículos "un" y "uno" como se utiliza en la presente para referirse a uno o más de un objeto del artículo. A manera de ejemplo, "un elemento" significa uno o más de un elemento .

El término "alrededor de" se entenderá por personas con experiencia ordinaria en la técnica que depende del contexto en el que se utilice. Como se utiliza en la presente, "alrededor de" abarca variaciones de ±20%, incluyendo +10%, +5%, ±1%, y +0.1%.

Se entenderá que se incluye cualquiera o todos los números enteros o parciales entre cualesquier márgenes establecidos en la presente.

El término "broncesoldado" se refiere a un objeto que se ha unido por un proceso de broncesoldar .

El término "broncesoldar" significa un proceso de unión de metal por lo cual un metal de broncesoldadura o aleación broncesoldado se fusiona al calentar el metal de broncesoldadura o aleación por encima de la temperatura de licuefacción del metal de broncesoldadura o aleación y llevar el metal broncesoldado fundido en contacto con al menos dos objetos de tal forma que, cuando la temperatura desciende por debajo del punto sólido del metal de broncesoldadura o aleación, los dos objetos se unen (enlazan) por al menos el metal de broncesoldadura o aleación entre si. Por ejemplo, un metal de broncesoldadura o aleación puede fundirse y el metal de broncesoldadura liquido o aleación puede llevarse en contacto con un material que contiene diamante revestido y un material de sustrato para sujetar el material que contiene diamante al sustrato.

El término "metal refractario" se refiere a un elemento que tiene un punto de fusión en o por encima de alrededor de 1850 °C. Ejemplos de un metal refractario pueden incluir niobio, molibdeno, tantalio, tunqsteno, renio, titanio, vanadio, cromo, zirconio, hafnio, rutenio, osmio, e iridio.

El término "carburo de metal refractario" se refiere a un carburo formado de al menos un metal refractario.

El término "metal de broncesoldadura" o "aleación de metal de broncesoldadura" se refiere a un metal o aleación de metal que tiene un punto de fusión de alrededor de 500°C a alrededor de 1849°C.

El término "carburo cementado" se refiere a un material compuesto formado a partir de cristales de carburo de metal enlazados juntos por una matriz metálica. Por ejemplo, cristales de carburo de tungsteno pueden enlazarse juntos por una matriz de metal de cobalto.

El término "carburo de tungsteno" se refiere al carburo cementado formado a partir de cristales de carburo de tungsteno enlazados juntos por una matriz de metal de cobalto.

El término "diamante policristalino" se refiere a un material formado de cristales de diamante que se sinterizan juntos para formar un articulo sólido. Por ejemplo, un proceso bien conocido implica el uso de metal de cobalto como un agente de sinterización de fase líquida, y el material compuesto resultante contiene una matriz continua de cristales de diamante sinterizados con cobalto intersticial.

El término "PCD" es una abreviatura para diamante policristalino .

El término "compuesto de diamante térmicamente estable" se refiere a un material PCD que ha tenido la mayoría o todo el cobalto eliminado de este, por ejemplo, al disolver el cobalto en ácidos fuertes.

El término "continuo" se refiere a la forma de una capa, en donde todo el material de la capa se interconecta ; sin embargo, una capa continua puede contener orificios o huecos en la capa siempre que todo el material de la capa forme una totalidad .

El término "discontinuo" se refiere a la forma de una capa, en donde al menos una porción del material de la capa no se interconecta, de tal forma que una porción no se encuentra en contacto directamente con otra porción. Por ejemplo, una capa discontinua puede incluir porciones múltiples del material de la capa, en donde las porciones múltiples se distribuyen al azar en una superficie.

El término "aleación" se refiere a una mezcla de más de un metal.

El término "metal no refractario" significa un metal que tiene un punto de fusión menor de 1850°C.

El término "temperatura de licuefacción" significa la temperatura por arriba de la cual un metal o aleación de metal se licúa completamente.

El término "temperatura sólida" significa la temperatura por debajo de la cual un metal o aleación de metal se solidifica completamente.

El término "presión al aire ambiental" se refiere a la presión atmosférica del ambiente del proceso en el cual el material revestido de diamante broncesoldado se broncesuelda e incluye 760 mbares +20 mbares.

El término "al aire" se refiere a la mezcla de gas atmosférico del ambiente del proceso en el cual el material revestido de diamante broncesoldado se broncesuelda e incluye 21% de oxigeno +5%.

A menos que se indique de otro modo, todas las mediciones se encuentran en unidades métricas.

Con Referencia a la FIGURA 1, en una modalidad ejemplar, un material 100 que contiene diamante revestido puede comprender: un material 102 que contiene diamante; una capa 106 más externa de revestimiento, en donde la capa más externa de revestimiento puede comprender un metal refractario o una aleación de metal refractario; y una capa 104 de revestimiento intermedia opcional que comprende un carburo de metal refractario, en donde la capa de revestimiento intermedia puede encontrarse en contacto directo con el material que contiene diamante y la capa más externa de revestimiento, y en donde la capa intermedia puede ser continua o discontinua.

En una modalidad ejemplar, el material que contiene diamante puede comprender un diamante de un solo cristal, un diamante por deposición química de vapor (CVD) , un compuesto de diamante enlazado a un carburo de silicio, una composición de cobalto a base de diamante policristalino, una composición de diamante térmicamente estable, y/o combinaciones de los mismos. En una modalidad ejemplar, el metal refractario puede comprender tungsteno, titanio, niobio, zirconio, tantalio, vanadio, cromo, o molibdeno. En otra modalidad ejemplar, la aleación de metal refractario puede comprender al menos un metal refractario y, opcionalmente, al menos un metal no refractario .

En una modalidad ejemplar, el carburo de metal refractario puede comprender al menos un metal del metal refractario o la aleación de metal refractario. En una modalidad, la capa más externa puede tener un espesor de alrededor de 0.1 µp? a alrededor de 100 µ??. En una modalidad ejemplar, el metal refractario o aleación de metal refractario puede depositarse directamente sobre un material que contiene diamante por un método de revestimiento para formar la capa más externa de revestimiento y, opcionalmente, la capa de revestimiento intermedia. En una modalidad ejemplar, el método de revestimiento puede comprender una deposición física de vapor (PVD), una deposición química de vapor (CVD) , pulverización catódica, evaporación, deposición no electrolítica, electrodeposición, difusión térmica o una combinación o serie de los mismos.

En una modalidad ejemplar de un proceso para producir un material que contiene diamante revestido, el proceso puede comprender: depositar un metal refractario o una aleación de metal refractario directamente sobre un material que contiene diamante para producir un material que contiene diamante revestido que comprende: un material que contiene diamante; una capa más externa de revestimiento, en donde la capa más externa de revestimiento puede comprender un metal refractario o una aleación de metal refractario; y una capa de revestimiento intermedia opcional que puede comprender un carburo de metal refractario; en donde la capa de revestimiento intermedia puede encontrarse en contacto directo con el material que contiene diamante y la capa más externa de revestimiento, y en donde la capa intermedia puede ser continua o discontinua.

En una modalidad ejemplar del proceso, el material que contiene diamante puede comprender un diamante de un solo cristal, un diamante por deposición química de vapor, una composición de diamante enlazada a un carburo de silicio, una composición de cobalto a base de diamante policristalino, un compuesto de diamante térmicamente estable, y/o combinaciones de los mismos. En una modalidad ejemplar del proceso, el metal refractario puede comprender tungsteno, titanio, niobio, zirconio, tantalio, vanadio, cromo, o molibdeno. En una modalidad ejemplar del proceso, la aleación de metal refractario puede comprender al menos un metal refractario y, opcionalmente, al menos un metal no refractario.

En una modalidad ejemplar del proceso, el carburo de metal refractario puede comprender al menos un metal del metal refractario o la aleación de metal refractario. En una modalidad del proceso, la capa más externa de revestimiento puede tener un espesor de alrededor de 0.1 um a alrededor de 100 um. En una modalidad del proceso, la etapa de depositar puede comprender una deposición física de vapor, una deposición química de vapor, pulverización catódica, evaporación, deposición no electrolítica, electrodeposición, o combinaciones o serie de los mismos. En una modalidad del proceso, la etapa de depositar puede realizarse por una deposición química de vapor a una temperatura de alrededor de 550°C a alrededor de 950°C.

Refiriéndose a la FIGURA 2, en una modalidad ejemplar, un material 200 que contiene diamante revestido y broncesoldado puede comprender: un primer material 102 que contiene diamante; una capa 104 de carburo opcional que puede comprender un carburo de metal refractario, en donde la capa de carburo puede encontrarse en contacto directo con el material que contiene diamante, y la capa de carburo puede ser continua o discontinua; una capa 106 de metal refractario que puede comprender un metal refractario o una aleación de metal refractario, en donde la capa de metal refractario puede encontrarse en contacto directo con la capa de carburo o el primer material que contiene diamante; una capa 108 de metal de broncesoldadura que puede comprender un metal de broncesoldadura, en donde la capa de metal de broncesoldadura puede encontrarse en contacto directo con al menos una porción de la capa de metal refractario; y un sustrato 210, en donde al menos una porción de una superficie del sustrato puede encontrarse en contacto directo con la capa de metal de broncesoldadura, y el sustrato puede comprender un segundo material que contiene diamante, un carburo cementado, un superabrasivo (PcBN) de nitruro de boro cúbico policristalino, una cerámica, un metal, una aleación de metal, y/o combinaciones de los mismos.

En una modalidad ejemplar, un material que contiene diamante revestido y broncesoldado puede comprender un primer material que contiene diamante. La selección para un material que contiene diamante no se limita en particular, con tal de que el material que contiene diamante sea capaz de revestirse por una capa de metal refractario. El material que contiene diamante puede funcionar como una herramienta de superabrasivo para aplicaciones de eliminación de material como fresado, torneado, carpintería, material de recubrimiento, perforado, minería, o similares. El material que contiene diamante puede funcionar en aplicaciones resistentes al desgaste como toberas, almohadillas de desgaste, superficies de desgaste, recubrimiento resistente al desgaste o forros, o similares. El método de unir diamante puede ser útil para producir una amplia variedad de los materiales que contienen diamante que tienen otras aplicaciones útiles. El primer material que contiene diamante puede comprender un diamante de un solo cristal, un diamante por deposición química de vapor (CVD) , una composición de diamante enlazada a un carburo de silicio, un compuesto de diamante policristalino y cobalto, una composición de diamante térmicamente estable, y/o combinaciones de los mismos.

Diferentes tipos de diamante pueden ser adecuados para diferentes aplicaciones, dependiendo de las propiedades requeridas para cada aplicación. En general, el diamante se utiliza por su dureza extrema, estabilidad química, y alta conductividad térmica. El diamante policristalino, o PCD, se utiliza ampliamente como una herramienta para aplicaciones de eliminación de material tales como fresada, torneado, carpintería, perforado y otras. Para muchas aplicaciones, el PCD puede formarse como una capa que se enlaza integralmente a un sustrato de carburo de tungsteno durante el proceso de fabricación del PCD a alta presión y alta temperatura.

Mientras que el PCD posee las propiedades deseadas de alta dureza y resistencia; pueden ser menos deseables las propiedades comparadas con otros materiales que contienen diamante. Debido a la presencia de cobalto en el material, el PCD sufre de estabilidad térmica deficiente y sufre agrietamiento severo cuando se expone a temperaturas por encima de alrededor de 700 °C. El PCD también sufre de resistencia a la corrosión deficiente en ciertas aplicaciones, en las cuales el cobalto se somete a un ataque químico. Otros materiales que contienen diamante, incluyendo el diamante CVD, los compuestos de diamante enlazados a carburo de silicio, y los compuestos de diamante térmicamente estables, poseen mejor estabilidad térmica y resistencia a la corrosión que el PCD.

En aplicaciones donde el diamante se expondrá a altas temperaturas, pueden preferirse el diamante CVD, los compuestos de diamante enlazados a carburo de silicio, y los compuestos de diamante térmicamente estables pueden preferirse al PCD. Además, el diamante CVD, los compuestos de diamante enlazados a carburo de silicio, y los compuestos de diamante térmicamente estables no se unen normalmente a un material de sustrato. Para incorporar el diamante CVD, los compuestos de diamante enlazados a carburo de silicio, y los compuestos de diamante térmicamente estables en herramientas y otros artículos, se desea tener un método de unión efectivo de costo efectivo a un material de sustrato.

Los materiales que contienen diamante pueden formarse como capas delgadas, con espesores entre alrededor de 0.1 mm a alrededor de 3.0 mm por ejemplo, incluyendo alrededor de 0.5 mm a alrededor de 2.0 mm. Debido a su tamaño, estas capas mecánicamente son débiles y requieren de un soporte estructural para utilizarse en una herramienta. La función primaria del sustrato puede ser proporcionar este soporte estructural para el diamante. La selección de material de sustrato es dependiente de los requerimientos de cada aplicación. El carburo de tungsteno que se utiliza ampliamente como un material de sustrato a menudo puede seleccionarse de su alta resistencia, tenacidad, dureza, y capacidad para broncesoldarse a un portaherramientas de acero.

Otros sustratos pueden seleccionarse dependiendo de los requerimientos de las aplicaciones pretendidas. El acero puede seleccionarse de aplicaciones donde la alta dureza del carburo de tungsteno no es necesaria. Los sustratos cerámicos pueden seleccionarse cuando la inercia química es necesaria. Dos piezas de compuestos de material de diamante pueden unirse entre si con el fin de formar un compuesto de diamante con un espesor mayor que ya sea una sola capa.

En una modalidad, el material que contiene diamante revestido y broncesoldado puede comprender una capa de metal refractario. La capa de metal refractario puede comprender un metal refractario o aleación de metal refractario. La selección de un metal refractario o una aleación de metal refractario no puede limitarse en particular siempre que la capa de metal refractario o aleación pueda revestir un material que contiene diamante, resistir una temperatura de al menos alrededor de 700°C, puede humedecerse o revestirse por un metal de broncesoldadura fundido, y puede formar un enlace fuerte con el material que contiene diamante. En una modalidad ejemplar, el metal refractario o aleación de metal puede comprender tungsteno, titanio, niobio, zirconio, cromo, o molibdeno y/o combinaciones de los mismos. El metal refractario puede utilizarse para enlazarse a un metal de broncesoldadura y a un material que contiene diamante, y evitar la oxidación de un material subyacente que contiene diamante. Además, en una modalidad ejemplar, la capa de metal refractario puede tener un espesor de alrededor de 0.1 miera a alrededor de 100 mieras, por ejemplo, incluyendo alrededor de 0.1 mieras a 25 mieras, incluyendo alrededor de 0.5 mieras a 2 mieras, incluyendo alrededor de 1 miera a 2 mieras, por ejemplo.

Con el fin de formar un enlace fuerte con el material que contiene diamante, el metal refractario también puede ser un buen formador de carburo. La formación de un carburo en la interconexión entre el metal refractario y el diamante resulta en un enlace de alta resistencia entre los dos materiales. Por ejemplo, el tungsteno puede proporcionar una combinación de propiedades deseables, incluyendo un alto punto de fusión, capacidad para formar el carburo de tungsteno (WC) , resistencia a la oxidación, y compatibilidad con aleaciones de broncesoldadura comunes.

El metal refractario o aleación de metal puede depositarse directamente sobre el material que contiene diamante por un método de revestimiento para formar la capa de metal refractario. El método para revestir el metal refractario sobre el material que contiene diamante no se limita en particular siempre que el metal refractario forme un enlace fuerte con el material que contiene diamante y forme una capa de metal refractario predominantemente continua en el material que contiene diamante de tal manera que recubra al menos parte del material que contiene diamante. El método de revestimiento para formar la capa de metal refractario puede comprender una deposición física de vapor, una deposición química de vapor, pulverización catódica, evaporación, deposición no electrolítica, electrodeposición, difusión térmica o combinaciones o serie de los mismos.

Una deposición química de vapor puede ser un método de revestimiento particularmente bien adecuado. Al utilizar CVD, los revestimientos de alta pureza pueden aplicarse con un espesor muy uniforme y bien controlado. Los revestimientos por CVD pueden producirse con un enlace muy fuerte entre el revestimiento y el material que contiene diamante.

En una modalidad ejemplar, un material que contiene diamante revestido y broncesoldado puede comprender una capa de carburo opcional. La capa de carburo puede comprender un carburo de metal refractario o una aleación de carburo de metal refractario. Cuando se forma, la capa de carburo puede formar una capa de material continua o discontinua que enlaza a la capa de metal refractario al material que contiene diamante. El carburo de metal o aleación de carburo de metal puede formarse en la interconexión de la capa de metal refractario y el material que contiene diamante; por lo tanto, la capa de metal refractario puede comprender al menos los elementos del metal refractario, aleación de metal refractario, y/o material que contiene diamante.

La capa de carburo puede formarse durante cualquier etapa. Si se forma, la capa de carburo puede funcionar para mejorar la adherencia del material que contiene diamante y las capas de metal refractario entre si. La capa de carburo opcional puede formar una capa continua que contiene orificios o una capa discontinua que contiene huecos entre el material de la capa de carburo, en donde el primer material que contiene diamante y la capa de metal refractario puede llevarse en contacto directo entre si. Puesto que la capa de carburo de metal puede ser más brillante que el material que contiene diamante o el metal refractario, el espesor de la capa de carburo de metal debe minimizarse. Sólo una capa muy delgada puede ser ventajosa para mejorar la adherencia del material que contiene diamante a la capa de metal refractario. Por ejemplo, en ciertas modalidades, la capa de carburo puede tener un espesor de alrededor de 0.005 µp? a alrededor de 5 µ?t?. El carburo de metal refractario puede formarse a partir de la reacción entre los átomos del metal contenidos en el metal refractario depositado y los átomos de carbono contenidos en el material que contiene diamante. Como tal, la composición del carburo de metal refractario puede ser dependiente de la composición elemental de la capa de metal refractario.

La capa de carburo puede formarse durante una etapa inicial, tal como difusión termorreactiva, que sólo deposita la capa de carburo sin una capa de metal refractario subsiguiente. Una capa de metal refractario puede formarse después de la formación de la capa de carburo, utilizando un proceso tal como una deposición fisica de vapor, una deposición química de vapor, pulverización catódica, evaporación, deposición no electrolítica, electrodeposición, difusión térmica, y/o combinaciones o serie de los mismos.

En una modalidad ejemplar, el material que contiene diamante revestido y broncesoldado puede comprender una capa de metal de broncesoldadura. La capa de metal de broncesoldadura puede comprender un metal de broncesoldadura o aleación de metal de broncesoldadura. La selección para el metal de broncesoldadura o aleación de metal de broncesoldadura no puede limitarse en particular siempre que el metal de broncesoldadura o aleación sea apropiada para broncesoldar la capa de metal refractario y el sustrato. El metal de broncesoldadura puede comprender plata, cobre, manganeso, níquel, zinc, platino, cromo, boro, titanio, estaño, silicio, cadmio, oro, aluminio, indio o una aleación o compuesto de los mismos.

Las aleaciones de broncesoldadura que contienen alrededor de 40% a alrededor de 60% de Ag, por ejemplo, pueden ser composiciones prácticas para unir tales materiales a metales ferrosos. Dos ejemplos de metales broncesoldados adecuados para unir metales ferrosos a los materiales que contienen diamante revestidos con tungsteno son LUCAS-MILHAUPT® Braze 560 (LUCAS-MILHAUPT®, Inc., WI, USA), que tiene una composición de 56% de Ag, 22% de Cu, 17% de Zn, y 5% de Sn, y una temperatura de licuefacción de 650 °C, y LUCAS-MILHAUPT® Braze 452, que tiene una composición de 45% de Ag, 27% de Cu, 25% de Zn, y 3% de Sn, y una temperatura de licuefacción de 680 °C.

Un metal de broncesoldadura adecuado para broncesoldar un material que contiene diamante revestido con tungsteno a carburo de tungsteno es LUCAS-MILHAUPT® Braze 495, que tiene una composición de 49% de Ag, 16% de Cu, 23% de Zn, 7.5% de Mn, y 4.5% de Ni. Los metales broncesoldados de otros fabricantes con composiciones similares también pueden ser adecuados. Braze 495 se formula como una broncesoldadura a baja temperatura, con una temperatura de licuefacción de 700 °C.

En una modalidad ejemplar, el material que contiene diamante revestido y broncesoldado puede comprender un sustrato. La capa de sustrato puede comprender un segundo material que contiene diamante, un carburo cementado, un superabrasivo (PcBN) de nitruro de boro cúbico policristalino, una cerámica, un metal, una aleación de metal, y/o combinaciones de los mismos.

El sustrato puede tener dos funciones principales, por ejemplo. En primer lugar, el sustrato puede proporcionar un soporte estructural para la capa de diamante, de tal forma que una capa de diamante relativamente delgada puede utilizarse para proporcionar resistencia a la abrasión en una herramienta. Sin el uso de un sustrato de soporte, la capa de diamante podría no tener la resistencia suficiente para resistir las tensiones aplicadas durante la aplicación de la herramienta. En segundo lugar, el sustrato puede proporcionar un medio para unir la capa de diamante al portaherramientas. Sin el sustrato relativamente grueso y fuerte, la unión del diamante al portaherramientas puede ser mucho más difícil de lograr.

En ciertas modalidades, puede ser deseable hacer un cuerpo de diamante con dimensiones que sobrepasen aquellas posibles de fabricar a partir de una sola capa de diamante. En estos casos, se desea tener un medio para construir un cuerpo compuesto de dos o más capas de diamante enlazadas entre si. Las capas múltiples pueden broncesoldarse juntas, en una sola operación o en operaciones sucesivas, para construir un cuerpo de diamante del espesor deseado.

En una modalidad ejemplar, un método para producir un material que contiene diamante revestido y broncesoldado puede comprender: broncesoldar un material que contiene diamante revestido a un sustrato. En una modalidad del proceso, el material que contiene diamante revestido puede comprender: un primer material que contiene diamante; una capa de carburo opcional que puede comprender un carburo de metal refractario, en donde la capa de carburo puede encontrarse en contacto directo con el material que contiene diamante, y la capa de carburo puede ser continua o discontinua; una capa de metal refractario que comprende un metal refractario o una aleación de metal refractario, en donde la capa de metal refractario se encuentra en contacto directo con la capa de carburo o el primer material que contiene diamante.

En una modalidad ejemplar del proceso, la etapa de broncesoldar puede comprender las siguientes subetapas en cualquier orden: calentar al menos uno del metal de broncesoldadura, la capa de metal refractario, y el sustrato, a una temperatura por encima de una temperatura de licuefacción suficiente para fundir el metal de broncesoldadura; y llevar el metal de broncesoldadura en contacto tanto con la capa de metal refractario como con la capa de sustrato para formar una capa de metal de broncesoldadura. En una modalidad ejemplar del proceso, el metal de broncesoldadura puede comprender plata, cobre, manganeso, níquel, zinc, paladio, cromo, boro, titanio, silicio, cadmio, oro, aluminio, indio o una aleación o compuesto de los mismos, por ejemplo. En una modalidad ejemplar del proceso, el sustrato puede comprender un segundo material que contiene diamante, un carburo cementado, un superabrasivo (PcBN) de nitruro de boro cúbico policristalino, una cerámica, un metal, una aleación de metal, y/o combinaciones de los mismos, por ejemplo.

En una modalidad ejemplar, la subetapa de llevar puede comprender llevar un metal de broncesoldadura en contacto con la capa de metal refractario y la capa de sustrato. La subetapa de llevar no puede limitarse en particular siempre que el contacto del metal de broncesoldadura haga contacto físico tanto con la capa de metal refractario como con el sustrato. Por ejemplo, la subetapa de llevar puede incluir la colocación física de un metal de broncesoldadura entre la capa de metal refractario y el sustrato, por ejemplo, utilizando un metal de broncesoldadura en forma de una lámina. Además, la subetapa de llevar también puede incluir un método de revestimiento tal como una deposición física de vapor, una deposición química de vapor, pulverización catódica, evaporación, deposición no electrolítica, electrodeposición, o una combinación o serie de los mismos, por lo que el metal de broncesoldadura se recubre sobre al menos uno de la capa de metal refractario y el sustrato antes de la subetapa de calentamiento.

En una modalidad ejemplar, la subetapa de calentamiento no se limita en particular siempre que al menos uno del metal de broncesoldadura, la capa de metal refractario, y el sustrato se calienten a una temperatura por encima de una temperatura de licuefacción, o un punto de fusión suficiente para fundir el metal de broncesoldadura. En una modalidad, la etapa de broncesoldar puede comprender aplicar una fuente térmica para calentar al menos el metal de broncesoldadura a una temperatura de alrededor de 700°C a alrededor de 1000°C, por ejemplo. Además, la fuente térmica no se limita en particular siempre que ésta sea capaz de calentar al menos el metal de broncesoldadura a una temperatura de alrededor de 700°C a alrededor de 800°C, por ejemplo. Como un ejemplo, la fuente térmica puede ser al menos una de un soplete, un horno, un dispositivo de microondas, un soldador de arco, un láser, o una bobina de inducción.

De acuerdo con una modalidad, existen ventajas para utilizar una bobina de inducción.

Las bobinas de inducción son relativamente fáciles de utilizar, económicas, y comunes. El uso de bobinas de inducción para broncesoldar materiales que no son de diamante, por ejemplo, para broncesoldar herramientas de corte de carburo de tungsteno a cuerpos de herramienta de acero. Broncesoldar con una bobina de inducción es simple, rápido, efectivo, y requiere de muy bajo costo inicial de capital. Los márgenes de temperatura óptima son dependientes del metal de broncesoldadura seleccionado. En general, la temperatura óptima solo está por arriba de la temperatura de licuefacción del metal de broncesoldadura. Durante el proceso de broncesoldadura, el operador de broncesoldadura puede observar que los materiales se broncesueldan por la evidencia de fusión. El operador de broncesoldadura a la vez puede desconectar la alimentación de la bobina de inducción al inicio del flujo de broncesoldadura .

En una modalidad ejemplar, el método de broncesoldar un material que contiene diamante puede incluir la capacidad para realizar el broncesoldado a presiones atmosféricas ambientales y/o en presencia de aire. Esta capacidad permite que se lleve a cabo el broncesoldado con equipo de broncesoldar, tal como bobinas de inducción, que se encuentran ampliamente disponibles a bajo costo. Además, es generalizada la habilidad, experiencia, y conocimiento necesarios para broncesoldado por inducción al aire. Estos factores deben permitir la adopción generalizada de materiales de diamante en herramientas y aplicaciones sin requerir de nuevas inversiones significativas por aquellos actualmente acoplados en la producción de herramientas de broncesoldadura.

Los materiales sin revestir que contienen diamante no pueden broncesoldarse exitosamente a presión de aire ambiente al y al aire. Una teoría que explica por qué el broncesoldado del diamante al aire .falla sostiene que el oxígeno presente en el aire reacciona con el diamante y los elementos del metal activo contenidos en los metales broncesoldados . El oxígeno y los elementos de metal activo reaccionan para formar diversos compuestos de óxido que interfieren con el enlace entre el metal de broncesoldadura y el diamante. La eliminación del oxígeno se conoce por resultar en un broncesoldado exitoso del diamante utilizando broncesoldados que no sean exitosos al broncesoldar al aire. El oxígeno puede eliminarse por el uso de ya sea un gas de revestimiento inerte tal como argón, o al eliminar todos los elementos gaseosos utilizando una cámara al alto vacío. Al revestir primero el material que contiene diamante con un metal refractario que forma un enlace fuerte al diamante, se elimina la necesidad de utilizar los elementos de metal reactivo en el broncesoldado. Los metales broncesoldados que se conocen por formar enlaces fuertes entre el metal refractario seleccionado y el sustrato, y que son compatibles con broncesoldado al aire, entonces pueden utilizarse para unir el material que contiene diamante revestido al sustrato. Además, todavía puede realizarse el broncesoldado bajo presión de aire ambiental y agregar aire.

Ejemplo 1 Las muestras de materiales que contienen diamante se broncesoldaron a sustratos de carburo de tungsteno utilizando el siguiente método. Los materiales que contienen diamante fueron un compuesto de diamante comercialmente disponible conocido como VERSIMAX® (DIAMOND INNOVATIONS®, OH, USA) . El compuesto de diamante comprende aproximadamente 80% en volumen de diamante y 20 % en volumen de carburo de silicio, con una pequeña cantidad (< 2.0% en volumen) de silicio. Las muestras de VERSIMAX® se produjeron al cortarlo con un alambre EDM (maquinado por descarga eléctrica) en cilindros que midieron 0.66 cm (0.260 pulgadas) de diámetro y 0.31 cm (0.125 pulgadas) de espesor. Las muestras de carburo de tungsteno (contenido de 8% de Co) se rectificaron hasta un espesor de 0.31 cm (0.125 pulgadas) y entonces se cortaron con un alambre EDM hasta un diámetro de 0.66 cm (0.260 pulgadas). Las muestras de VERSIMAX® y de carburo de tungsteno se limpiaron al granallar las superficies planas circulares utilizando cuentas de vidrio y después al lavar las partes en acetona. Un revestimiento CVD de W se aplicó a las muestras de VERSIMAX®. El espesor del revestimiento CVD fue de 8 mieras. Las muestras de VERSIMAX se broncesoldaron a los sustratos de carburo de tungsteno al broncesoldar por inducción al aire utilizando una lámina de broncesoldadura LUCAS-MILHAUPT® Braze 495 con Sta-Silv® Black Flux (Harris Products Group, OH, USA) .

Las muestras de broncesoldadura entonces tuvieron un OD (diámetro externo) rectificado hasta un diámetro de 0.63 cm (0.250 pulgadas) y la resistencia de esfuerzo cortante de la junta de broncesoldadura se midió utilizando una máquina de prueba universal INSTRON® 4206 (INSTRON® Corp., MA, USA). Las muestras se mantuvieron en un accesorio de prueba de esfuerzo cortante que aplicó una carga de esfuerzo cortante a la junta de broncesoldadura. Las muestras se cargaron hasta el punto de falla, y la tensión de esfuerzo cortante máxima se informó como la resistencia de esfuerzo cortante. Se probaron un total de cuatro (4) muestras, con resistencias de esfuerzo cortante de 147.55 (21.4), 268.21 (38.9), 254.42 (36.9), y 304.51 MPa (44.6 ksi) . Las muestras se examinaron a un aumento de lOx en un microscopio óptico para evaluar el modo de falla de broncesoldadura. En las tres muestras con resistencias de esfuerzo cortante mayores a 241.32 MPa (35 ksi), la falla se contuvo predominantemente dentro de la capa de broncesoldadura, indicando que la resistencia de esfuerzo cortante de las interconexiones de diamante-revestimiento, revestimiento-broncesoldadura, y broncesoldadura-WC excedieron la resistencia de esfuerzo cortante de la capa de broncesoldadura. Este tipo de falla se desea para uniones de broncesoldadura de alta resistencia. En la muestra que tuvo una resistencia de esfuerzo cortante de 147.55 MPa (21.4 ksi), las áreas del revestimiento W se expusieron, indicando que parte de la falla tuvo lugar en la interconexión de broncesoldadura-revestimiento, reduciendo la resistencia de esfuerzo cortante resultante de la junta de broncesoldadura . La humectación deficiente del revestimiento W por la broncesoldadura es la explicación probable para la tensión de esfuerzo cortante inferior, y muy probablemente fue provocada por una limpieza incompleta de la superficie de diamante recubierta o la lámina de broncesoldadura.

Ejemplo 2 Las muestras de los materiales que contienen diamante se broncesoldaron en sustratos de carburo de tungsteno utilizando el siguiente método. Los materiales que contienen diamante fueron un compuesto de diamante PCD térmicamente estable, comercialmente disponible conocido como COMPAX™ (DIAMOND INNOVATIONS®, OH, USA), que fue un compuesto de diamante totalmente lixiviado y sustancialmente libre de metal catalizador. Las muestras de COMPAX™ térmicamente estables se produjeron en primer lugar, por EDM de alambre (maquinado por descarga eléctrica) cortándolas en cilindros que midieron 0.66 cm (0.260 pulgadas) de diámetro y 0.31 cm (0.125 pulgadas) de espesor, y luego eliminando el aglutinante de metal por un proceso de lixiviación química. Las muestras de carburo de tungsteno (contenido de 8% de Co) se rectificaron a un espesor de 0.31 cm (0.125 pulgadas) y entonces se cortaron con EDM de alambre a un diámetro de 0.66 cm (0.260 pulgadas) . Las muestras de COMPAX™ y carburo de tungsteno se limpiaron al granallar las superficies planas circulares utilizando cuentas de vidrio y luego al lavar las partes en acetona. Se aplicó un revestimiento CVD de W a las muestras de COMPAX™. El espesor del revestimiento CVD fue alrededor de 5 mieras. Las muestras de COMPAX™ se broncesoldaron a los sustratos de carburo de tungsteno al broncesoldar por inducción al aire utilizando una lámina de broncesoldadura LUCAS-MILHAUPT® Braze 495 con Sta-Silv® hite Flux (Harris Products Group, OH, USA) .

Las muestras broncesoldadas entonces tuvieron un OD (diámetro externo) rectificado hasta un diámetro de 0.63 cm (0.250 pulgadas) y la resistencia de esfuerzo cortante de la junta de broncesoldadura se midió utilizando una máguina de prueba universal INSTRON® 4206 (INSTRON ® Corp., MA, USA). Las muestras se mantuvieron en un accesorio de prueba de esfuerzo cortante que aplicó una carga de esfuerzo cortante a la junta de broncesoldadura. Las muestras se cargaron hasta el punto de falla, y la tensión de esfuerzo cortante máxima se informó como la resistencia de esfuerzo cortante. Un total de cuatro (5) muestras se probaron, con resistencias de esfuerzo cortante de 357.85 (51.9), 334.40 (48.5), 343.37 (49.8), 344.06 (49.9), y 343.37 MPa (49.8 ksi) . Las muestras se examinaron a un aumento de lOx en un microscopio óptico para evaluar el modo de falla de broncesoldadura . En las cinco muestras, la falla se contuvo predominantemente dentro de la capa de broncesoldadura, indicando que la resistencia de esfuerzo cortante de las interconexiones de diamante-revestimiento, revestimiento-broncesoldadura , y broncesoldadura- C excedieron la resistencia de esfuerzo cortante de la capa de broncesoldadura. Este tipo de falla se desea para uniones de broncesoldadura de alta resistencia. En tres muestras, hubo evidencia de agrietamiento en el material de CO PAX™, indicando que las resistencias de la broncesoldadura y del enlace de interconexión de broncesoldadura/COMPAX™ excedieron la tensión de falla del material de COMPAX™.

Ejemplo 3 Las muestras de los materiales que contienen diamante se broncesoldaron a sustratos de carburo de tungsteno utilizando el siguiente método. El compuesto de diamante, conocido como VERSIMAX® (DIAMOND INNOVATIONS®, OH, USA), comprende aproximadamente 80% en volumen de diamante y 20% en volumen de carburo de silicio, con una pequeña cantidad (< 2.0% en volumen) de silicio. Las muestras de VERSIMAX® se produjeron por maquinado por descarga eléctrica de alambre (EDM) al cortarlas en cilindros que midieron 0.66 cm (0.260 pulgadas) de diámetro y 0.31 cm (0.125 pulgadas) de espesor. Las muestras de carburo de tungsteno (contenido de 8% de Co) se rectificaron hasta un espesor de 0.31 cm (0.125 pulgadas) y entonces se cortaron con EDN de alambre hasta un diámetro de 0.66 cm (0.260 pulgadas) . Las muestras de VERSIMAX® se limpiaron al granallar las superficies planas circulares utilizando cuentas de vidrio y luego al lavar las partes en acetona. Las muestras de carburo de tungsteno se limpiaron al granallar las superficies planas circulares utilizando cuentas de vidrio.

Se aplicó un revestimiento de Cr a las muestras de VERSIMAX® utilizando un método de difusión térmica. El espesor del revestimiento se midió utilizando SEM/EDAX para ser alrededor de 1 miera. Las muestras de VERSIMAX® revestidas además se limpiaron al lavar las partes en alcohol isopropilico . Las muestras de VERSIMAX® se broncesoldaron a los sustratos de carburo de tungsteno al broncesoldar por inducción al aire utilizando una lámina de broncesoldadura de LUCAS-MILHAUPT® Braze 495 con Sta-Silv® Black Flux (Harris Products Group, OH, USA) .

Las muestras de broncesoldadura entonces tuvieron un OD (diámetro externo) rectificado hasta un diámetro de 0.63 cm (0.250 pulgadas) y la resistencia de esfuerzo cortante de la junta de broncesoldadura se midió utilizando una máquina de prueba universal INSTRON® 4206 (INSTRON® Corp., MA, USA). Las muestras se mantuvieron en un accesorio de prueba de esfuerzo cortante que aplicó una carga de esfuerzo cortante a la junta de broncesoldadura. Las muestras se cargaron hasta el punto de falla, y la tensión de esfuerzo cortante máxima se informó como la resistencia de esfuerzo cortante. Un total de cinco (5) muestras se probaron, con resistencias de esfuerzo cortante de 236.49 (34.3), 297.17 (43.1), 266.14 (38.6), 302.69 (43.9), y 219.65 MPa (42.3 ksi). Las muestras se examinaron a un aumento de lOx en un microscopio óptico para evaluar el modo de falla de broncesoldadura. En todas las cinco muestras, la falla se contuvo predominantemente dentro de la capa de broncesoldadura, indicando que la resistencia de esfuerzo cortante de las interconexiones de diamante-revestimiento, revestimiento-broncesoldadura, y broncesoldadura-WC excedieron la resistencia de esfuerzo cortante de la capa de broncesoldadura. Este tipo de falla se desea para uniones de broncesoldadura de alta resistencia .

Claims (34)

REIVINDICACIONES

1. Un material que contiene diamante revestido y broncesoldado, caracterizado porque comprende: un primer material que contiene diamante; una capa de metal refractario que comprende un metal refractario o una aleación de metal refractario, en donde la capa de metal refractario se conecta operativamente al primer material que contiene diamante; una capa de broncesoldadura de metal que comprende un metal de broncesoldadura, en donde la capa de metal de broncesoldadura se encuentra en contacto directo con al menos una porción de la capa de metal refractario; y un sustrato, en donde al menos una porción de una superficie del sustrato se encuentra en contacto directo con la capa de metal de broncesoldadura.

2. El material que contiene diamante revestido y broncesoldado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende una capa de carburo, en donde la capa de carburo se intercala entre el primer material que contiene diamante y la capa de metal refractario.

3. El material que contiene diamante revestido y broncesoldado de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la capa de carburo comprende un carburo de metal refractario.

4. El material que contiene diamante revestido y broncesoldado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sustrato comprende al menos uno de un segundo material que contiene diamante, un carburo cementado, un superabrasivo de nitruro de boro cúbico policristalino (PcBN) , una cerámica, un metal, una aleación de metal, y/o combinaciones de los mismos.

5. El material que contiene diamante revestido y broncesoldado de conformidad con la reivindicación -1, caracterizado porque el primer material que contiene diamante comprende al menos uno de un diamante de un solo cristal, un diamante por deposición química de vapor, una composición de diamante enlazada a un carburo de silicio, una composición de cobalto a base de diamante policristalino, un compuesto de diamante térmicamente estable, y/o combinaciones de los mismos.

6. El material que contiene diamante revestido y broncesoldado de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el segundo material que contiene diamante comprende al menos uno de un diamante de un solo cristal, un diamante por deposición química de vapor, una composición de diamante enlazada a un carburo de silicio, una composición de cobalto a base de diamante policristalino, una composición de diamante térmicamente estable, y/o combinaciones de los mismos.

7. El material que contiene diamante revestido y broncesoldado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el metal refractario comprende tungsteno, titanio, niobio, zirconio, tantalio, vanadio, cromo, o molibdeno; y la aleación de metal refractario comprende al menos un metal refractario.

8. El material que contiene diamante revestido y broncesoldado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la aleación de metal refractario además comprende un metal no refractario.

9. El material que contiene diamante revestido y broncesoldado de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la capa de metal refractario tiene un espesor de alrededor de 0.1 µ? a alrededor de 100 µp?.

10. El material que contiene diamante revestido y broncesoldado de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el metal refractario o la aleación de metal refractario se deposita sobre el material que contiene diamante por un método de revestimiento para formar la capa de metal refractario y, opcionalmente , la capa de carburo.

11. El material que contiene diamante revestido y broncesoldado de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el método de revestimiento comprende una deposición física de vapor, una deposición química de vapor, pulverización catódica, evaporación, deposición no electrolítica, electrodeposicion, difusión térmica o combinaciones o serie de los mismos.

12. El material que contiene diamante revestido y broncesoldado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el metal de broncesoldadura comprende al menos uno de plata, cobre, manganeso, níquel, zinc, paladio, cromo, boro, titanio, estaño, silicio, cadmio, oro, aluminio, indio o una aleación o compuesto de los mismos.

13. Un método caracterizado por que comprende: aplicar una capa de metal refractario a un primer material que contiene diamante; aplicar una fuente térmica para calentar un metal de broncesoldadura, la capa de metal refractario, y un sustrato a una temperatura predeterminada para fundir el metal de broncesoldadura; y llevar el metal de broncesoldadura fundido en contacto con la capa de metal refractario y un sustrato .

14. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque comprende formar una capa de broncesoldadura de metal entre el sustrato y la capa de metal refractario .

15. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el metal de broncesoldadura comprende al menos uno de plata, cobre, manganeso, níquel, zinc, paladio, cromo, boro, titanio, estaño, silicio, cadmio, oro, aluminio, indio o una aleación o compuesto de los mismos.

16. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la fuente térmica es al menos uno de un soplete, un horno, un dispositivo de microondas, un soldador de arco, un láser, o una bobina de inducción.

17. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la fuente térmica es una bobina de inducción .

18. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la temperatura predeterminada se mantiene de alrededor de 700°C a alrededor de 1000°C durante un periodo de tiempo de al menos alrededor de 5 segundos.

19. Un método para broncesoldar un material que contiene diamante revestido a un sustrato, caracterizado porque comprende: aplicar una fuente térmica para calentar un metal de broncesoldadura, una capa de metal refractario, y un sustrato a una temperatura predeterminada para fundir el metal de broncesoldadura; y formar una capa de broncesoldadura de metal entre la capa de metal refractario y el sustrato.

20. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el material que contiene diamante comprende: un primer material que contiene diamante; y una capa de metal refractario que comprende un metal refractario o una aleación de metal refractario, en donde la capa de metal refractario se conecta operativamente al primer material que contiene diamante.

21. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el material que contiene diamante además comprende una capa de carburo, en donde la capa de carburo se intercala entre el primer material que contiene diamante y la capa de metal refractario.

22. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque comprende llevar el metal de broncesoldadura fundido en contacto con la capa de metal refractario y el sustrato.

23. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la capa de metal de broncesoldadura comprende al menos uno de plata, cobre, manganeso, níquel, zinc, paladio, cromo, boro, titanio, estaño, silicio, cadmio, oro, aluminio, indio o una aleación o compuesto de los mismos.

24. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el sustrato comprende un segundo material que contiene diamante, un carburo cementado, un superabrasivo (cBN) de nitruro de boro cúbico policristalino, una cerámica, un metal, una aleación de metal, y/o combinaciones de los mismos.

25. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el primer material que contiene diamante comprende al menos uno de un diamante de un solo cristal, un diamante por deposición química de vapor, una composición de diamante enlazada a un carburo de silicio, una composición de cobalto a base de diamante policristalino, un compuesto de diamante térmicamente estable, y/o combinaciones de los mismos.

26. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque el primer material que contiene diamante comprende al menos uno de un diamante de un solo cristal, un diamante por deposición química de vapor, una composición de diamante enlazada a un carburo de silicio, una composición de cobalto a base de diamante policristalino, un compuesto de diamante térmicamente estable, y/o combinaciones de los mismos.

27. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el metal refractario comprende tungsteno, titanio, niobio, zirconio, tantalio, vanadio, cromo, o molibdeno; y la aleación de metal refractario comprende al menos un metal refractario y, opcionalmente, al menos un metal no refractario.

28. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la capa de carburo comprende al menos un metal del metal refractario o la aleación de metal refractario .

29. El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque la capa de carburo tiene un espesor de alrededor de 0.005 µp? a alrededor de 5 µp?.

30. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la temperatura predeterminada oscila de alrededor de 700°C a alrededor de 1000°C durante un período de tiempo de al menos alrededor de 5 segundos.

31. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la fuente térmica es al menos uno de un soplete, un horno, un dispositivo de microondas, un soldador de arco, un láser, o una bobina de inducción.

32. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la fuente térmica es una bobina de inducción .

33. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el método de broncesoldar se realiza bajo una presión atmosférica y al aire.

34. El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el método de broncesoldar se realiza bajo un gas inerte.