挖掘刀片及挖掘钻头制造技术

本发明专利技术的挖掘刀片安装于挖掘钻头的前端部而进行挖掘，该挖掘刀片具备：刀片主体；及硬质层，包覆于该刀片主体的至少前端部且由比刀片主体更硬质的金刚石烧结体构成，该硬质层从硬质层的表面侧朝向刀片主体侧具有至少两层的高硬度层及低硬度层，所述低硬度层配设于这些高硬度层之间且硬度低于高硬度层。

Digging blades and digging drills

The front end of the mining mining blade of the invention is installed in the drill mining, mining has a blade body; the blade and the hard layer is coated on the front end of the blade body and at least a diamond sintered body more hard than the blade body, the hard layer from the surface side of the hard layer toward the body side with blade at least two layers of high hardness layer and low hardness layer between the low hardness layer is arranged on the high hardness layer and the hardness is lower than the high hardness layer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】挖掘刀片及挖掘钻头
本专利技术涉及一种安装于挖掘钻头的前端部而进行挖掘的挖掘刀片及前端部安装有这种挖掘刀片的挖掘钻头。本申请主张基于2014年11月27日于日本申请的专利申请2014-240087号及2015年11月25日于日本申请的专利申请2015-230103号的优先权，并将其内容援用于此。
技术介绍
作为安装于挖掘钻头的前端部而进行挖掘的挖掘刀片，已知有在由硬质合金构成的刀片主体的前端部包覆有由比该刀片主体更硬质的多晶金刚石的烧结体构成的硬质层的挖掘刀片。因此，在专利文献1～5中提出主要以缓和多晶金刚石烧结体中的应力为目的将硬质层设为多层结构的挖掘刀片。该多层结构中，具有从硬质层表面的最外层朝向刀片主体侧硬度变低且韧性变高的梯度。通常，这种多层结构的硬质层的最外层为在金刚石粒子中添加作为金属粘合剂(金属催化剂)的Co等而进行烧结的组成的多晶金刚石烧结体。并且，在内侧的层减少金刚石的含量，取而代之添加WC等金属碳化物，从而既维持高于刀片主体的硬度又提高韧性。还提出一种将该内侧的层设为更多层的结构的挖掘刀片，越是内侧的层，金刚石含量越少且WC含量越多，从而在硬度与韧性上具有梯度。专利文献1：美国专利第4694918号说明书专利文献2：美国专利第8573330号说明书专利文献3：美国专利第8695733号说明书专利文献4：美国专利第8292006号说明书专利文献5：日本专利第4676700号公报但是，利用安装有这种挖掘刀片的挖掘钻头进行的挖掘作业中，例如在岩盘的一个面挖掘十几处几米深的挖掘孔，在这些挖掘孔装入炸药进行爆破，从而形成大的挖掘孔。因此，为了挖掘作业的效率化，要求一种在一个面挖掘十几处挖掘孔时中途无需更换的寿命长的挖掘钻头。然而，具有如上述多层结构的硬质层的挖掘刀片，若在进行挖掘时突然碰到岩盘中极硬的超硬岩等而在最外层的多晶金刚石烧结体层产生缺损和崩刀，则因硬质层的内部的硬度较低而露出比较软的层。若硬质层的内部如此露出，则从该露出部分开始急剧磨损，导致该磨损到达刀片主体而无法进行挖掘，从而导致消耗挖掘钻头的寿命。
技术实现思路
本专利技术是在这种背景下完成的，其提供一种即使挖掘时万一在外层产生缺损和崩刀，磨损也不会立即到达刀片主体而能够维持挖掘性能的挖掘刀片。并且，其目的在于提供一种安装有这种挖掘刀片的寿命长的挖掘钻头。为了解决上述课题以实现这种目的，本专利技术的一方式的挖掘刀片，其安装于挖掘钻头的前端部而进行挖掘，该挖掘刀片的特征在于，具备：刀片主体；及硬质层，包覆于该刀片主体的前端部且由比该刀片主体更硬质的金刚石烧结体构成，上述硬质层从该硬质层的表面侧朝向上述刀片主体侧具有至少两层的高硬度层及低硬度层，所述低硬度层配设于这些高硬度层之间且硬度低于该高硬度层。如此构成的挖掘刀片中，包覆于刀片主体的前端部的由金刚石烧结体构成的硬质层从该硬质层的表面侧朝向刀片主体侧、即从该硬质层的外层侧朝向内侧具有至少两层的高硬度层及配设于这些高硬度层之间且硬度低于高硬度层的低硬度层，因此即使挖掘时在外层侧的高硬度层产生缺损和崩刀而使内部露出，并且内侧的低硬度层从该露出部分开始磨损，也能够通过位于该低硬度层的内侧的刀片主体侧的高硬度层抑制继续磨损。因此，根据上述结构的挖掘刀片，能够防止产生于硬质层的磨损急剧地发展而到达刀片主体，且能够通过内侧的高硬度层维持挖掘刀片的挖掘性能。因此，将这种挖掘刀片安装在前端部的本专利技术的挖掘钻头能够实现其寿命的延长，从而无需在挖掘多个挖掘孔的中途更换挖掘刀片，而能够促进挖掘作业的效率化。并且，在硬质层，从该硬质层的表面侧朝向上述刀片主体侧交替配设分别各为多层的上述高硬度层和上述低硬度层，从而对内侧的高硬度层也能够通过配设于其更内侧且硬度低于高硬度层且韧性变高的低硬度层来实现应力的缓和。此外，只要与低硬度层交替配设三层以上的高硬度层，便能够根据高硬度层的层数延长挖掘刀片的寿命。在此，上述高硬度层的厚度优选在上述低硬度层的厚度的1/2以上且该低硬度层的厚度以下的范围内。将高硬度层的厚度设为低硬度层的厚度的1/2以上，从而能够相对地将低硬度层设为高硬度层的2倍以上的厚度，因此能够在外层的高硬度层产生缺损等时确保磨损到达内侧的高硬度层为止的挖掘长度和时间。但是，若高硬度层的厚度比低硬度层的厚度更厚，则可能无法充分缓和高硬度层的应力。并且，具体而言，优选各上述高硬度层的厚度与上述低硬度层的厚度分别在最薄的部分为150μm以上，在最厚的部分为800μm以下。高硬度层及低硬度层的最薄的部分的厚度均小于150μm时，难以均匀地形成层而可能无法获得充分的耐磨损性。另一方面，最厚的部分的厚度超过800μm时，该部分因外层的高硬度层缺损而使其内侧的低硬度层磨损时，硬质层的表面严重剥落，挖掘刀片前端部的形状变形而可能无法获得所希望的挖掘性能。另外，如上所述，可以将高硬度层设为在金刚石粒子中添加Co等金属粘合剂(金属催化剂)来进行烧结的多晶金刚石烧结体的层的同时，将低硬度层设为由减少金刚石粒子的含量而添加金属碳化物或金属氮化物等粒子的金刚石烧结体构成的层。并且，也可以使高硬度层和低硬度层均设为含有金刚石粒子和金属粘合剂及金属碳化物、金属氮化物、金属炭氮化物等添加粒子而进行烧结的金刚石烧结体层，通过调整高硬度层和低硬度层中的金刚石粒子的含量和粒径、金属粘合剂和金属碳化物等添加粒子的含量、种类、组成比等降低硬度。此外，通过如此调整硬度，可以从上述硬质层的表面侧朝向上述刀片主体侧，在上述高硬度层与上述低硬度层之间配设硬度低于该高硬度层且高于上述低硬度层的中间层。通过设置这种中间层，能够维持外层侧的高硬度层的应力缓和，并且即使在高硬度层产生缺损等时也能够确保磨损到达低硬度层为止的挖掘性能。如以上说明，根据本专利技术，即使在挖掘时挖掘刀片突然碰到岩盘中极硬的超硬岩等而在硬质层外层的高硬度层产生缺损和崩刀并且内侧的低硬度层从露出部分开始磨损，也能够防止磨损一下到达刀片主体而维持挖掘性能，能够延长挖掘钻头的寿命而实现有效的挖掘作业。附图说明图1为表示本专利技术的挖掘刀片的一实施方式的剖视图。图2为表示将图1所示的实施方式的挖掘刀片安装在前端部的本专利技术的挖掘钻头的一实施方式的剖视图。具体实施方式图1为表示本专利技术的挖掘刀片1的一实施方式的剖视图。图2为表示安装有该实施方式的挖掘刀片1的本专利技术的挖掘钻头的一实施方式的剖视图。本实施方式的挖掘刀片1具备：刀片主体2，由硬质合金等硬质材料构成；及硬质层3，包覆于该刀片主体2的前端部(图1的上侧部分)且由比刀片主体2更硬质的金刚石烧结体构成。刀片主体2形成为如下：其后端部(图1的下侧部分)呈以刀片中心线C为中心的圆柱状，并且前端部呈以与后端部所呈圆柱的半径相等的半径在刀片中心线C上具有中心的半球状，随着朝向前端侧，距刀片中心线C的外径逐渐变小。即，本实施方式的挖掘刀片1为纽扣刀片。前端部安装有这种挖掘刀片1的挖掘钻头由钢材等形成并如图2所示具有以轴线O为中心的大致呈有底圆筒状的钻头主体11，该有底部成为前端部(图2的上侧部分)而安装挖掘刀片1。并且，在圆筒状的后端部(图2的下侧部分)的内周形成内螺纹部12，连接于挖掘装置的挖掘杆旋入该内螺纹部12而传递朝向轴线O方向前端侧的冲击力、推力及绕轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种挖掘刀片，其安装于挖掘钻头的前端部而进行挖掘，该挖掘刀片具备：刀片主体；及硬质层，包覆于该刀片主体的至少前端部且由比该刀片主体更硬质的金刚石烧结体构成，上述硬质层从该硬质层的表面侧朝向上述刀片主体侧具有至少两层的高硬度层及低硬度层，所述低硬度层配设于这些高硬度层之间且硬度低于该高硬度层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.27 JP 2014-240087;2015.11.25 JP 2015-230101.一种挖掘刀片，其安装于挖掘钻头的前端部而进行挖掘，该挖掘刀片具备：刀片主体；及硬质层，包覆于该刀片主体的至少前端部且由比该刀片主体更硬质的金刚石烧结体构成，上述硬质层从该硬质层的表面侧朝向上述刀片主体侧具有至少两层的高硬度层及低硬度层，所述低硬度层配设于这些高硬度层之间且硬度低于该高硬度层。2.根据权利要求1所述的挖掘刀片，其中，在上述硬质层，从该硬质层的表面侧朝向上述刀片主体...

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦多约·阿罕默迪·阿克，松尾俊彦，桜沢稚晃，
申请(专利权)人：三菱综合材料株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP