挖取工具及其制造方法技术

挖取工具（100）包括插入件（110）和用于插入件（110）的钢制固定器（120），所述插入件（110）包括连接至硬质碳化物支撑体（114）的超硬尖端（112），所述硬质碳化物支撑体（114）具有插入柄部（118）；所述钢制固定器（120）包括用于连接至工具支架（未显示）的轴（122）并配备有孔（126），该孔（126）被配置成用于容纳所述插入柄部（118）；所述硬质碳化物支撑体（114）的体积是至少约6cm3。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例涉及一般，所述挖取工具包括超硬尖端，其特别但不唯一地分解硬质或磨蚀体，例如岩石、浙青、煤炭或混凝土。
技术介绍
挖取工具可用于碎裂、钻穿或者分解例如岩石、浙青、煤炭或混凝土的结构或主体，并可以用于例如采矿、建筑物和道路修复的应用中。例如，在道路修复操作中，可将多个挖取工具安装在转筒上并在转筒旋转时打碎道路浙青。可以使用类似方法在例如煤矿开采中打碎岩层。某些挖取工具可包括包含合成金刚石材料的工作尖端，与由硬质碳化钨材料形成的工作尖端相比，该工作尖端具有更好的耐磨损性能。然而，与硬质碳化物材料相比，合成和天然金刚石往往更易碎并具有较低的抗断裂能力，这往往会降低其在挖取操作中的潜在有用性。有需要提供一种具有较长工作寿命的挖取工具。 公开号为2008/0035383的美国专利申请公开了一种高抗冲击的工具，其具有结合到硬质金属碳化物基体上的超硬材料，所述硬质金属碳化物基体被结合到硬质金属碳化物部分的前端上，该硬质金属碳化物部分具有形成在底端的柄部，所述柄部被压入配合到钢制固定器的孔中。钢制固定器可旋转地固定到适于绕着轴旋转的圆筒上。
技术实现思路
从第一方面看，本专利技术提供了一种包括安装在钢制固定器上的插入件(也称为挖取插入件)的挖取工具(也称为超硬挖取工具)，所述插入件包括连接到硬质碳化物支撑体端部上的超硬尖端，所述支撑体包括插入柄部(也简称为柄部)；所述钢制固定器具有配置成容纳所述插入柄部的孔，并包括配置成将钢制固定器安装到工具支架上的轴，例如挖取驱动设备；硬质碳化物支撑体的体积至少是6cm3、至少是IOcm3或者至少是15cm3。所述插入柄部可冷缩配合到孔中。从另一方面看，本专利技术提供了用于本挖取工具的套件，所述套件处于非装配或部分装配状态中。从第二方面看，本专利技术提供了一种制造挖取工具的方法，所述方法包括提供插入件和用于插入件的钢制固定器，所述插入件包括连接到硬质碳化物支撑体上的超硬尖端，硬质碳化物支撑体具有插入柄部；所述钢制固定器包括用于连接到工具支架的轴，并配备有容纳所述插入柄部的孔；所述插入柄部具有至少是15cm3的体积；并且将插入柄部冷缩配合到所述钢制固定器的孔中。从第三方面看，本专利技术提供了一种拆卸挖取工具的方法，所述方法包括加热所述钢制固定器从而扩张孔，并从所述孔中收回所述插入柄部。附图说明在下文中，参考附图描述阐释了此公开内容的非限制性的示例性布置，其中图IA是挖取工具示例的局部剖开侧视示意图；图IB是图IA中显示的示例挖取工具的挖取插入件的侧视示意图；图IC是图IA中显示的示例挖取工具的钢制固定器的局部剖开透视图；图2是挖取工具示例的局部剖开侧视示意图；图3是挖取工具示例的局部剖开侧视示意图；图4是挖取工具示例的局部剖开侧视示意图，其中，尺寸单位是毫米；图5是挖取工具示例的局部剖开侧视示意图，其中，尺寸单位是毫米；图6是挖取工具示例的局部剖开侧视示意图，其中，尺寸单位是毫米；图7是超硬尖端示例的纵向横截面示意图和图IA至图6中显示的任何一个示例挖取工具的部分支撑体的纵向横截面示意图；图8是超硬尖端示例的侧视示意图和图IA至图6中显示的任何一个示例挖取工具的部分支撑体的侧视示意图，其中尺寸单位是毫米并且角度单位是度；图9是安装到支架体上的挖取工具示例的局部剖开侧视示意图，其中，仅显示了挖取工具的一部分；图10是用于不同于图9中所示的支架的挖取工具示例的侧视示意图；图11是挖取工具示例的局部剖开侧视示意图，其中钢制固定器的一部分处于磨损状态中。 在所有附图中，相同的参考数字涉及相同的一般特征。具体实施方式如在此使用的，“超硬”意味着至少25GPa的维氏硬度，并且超硬工具、插入件或组件意味着包括超硬材料的工具、插入件或组件。合成和天然金刚石、多晶金刚石(P⑶)、立方氮化硼(cBN)以及多晶立方氮化硼(PCBN)材料是超硬材料的示例。如在此使用的，合成金刚石也被称为人造金刚石，其是已制成的金刚石材料。如在此使用的，多晶金刚石(PCD)材料包括大量金刚石晶粒(多个金刚石晶粒的聚集块)，多晶金刚石的主要部分彼此直接晶间结合，并且其中金刚石含量为材料的至少约80%(体积比)。金刚石晶粒之间的间隙至少部分填充有包括用于合成金刚石的催化剂材料的粘合剂材料，或者该间隙实质上是空的。如此处使用的，用于合成金刚石的催化剂材料能够在使合成或天然金刚石处于热动力学稳定的温度和压力下促进金刚石晶粒的生长或者促进合成或天然金刚石晶粒的直接晶间生长。用于金刚石的催化剂材料的例子为Fe、Ni、Co和Mn以及包括这些金属的某些合金。包括K 材料的主体可以包括至少一区域，在该区域中催化剂材料已经从间隙中去除，从而在金刚石晶粒之间留下间隙空位。如此处使用的，PCBN材料包括分散在基体中的立方氮化硼(cBN)晶粒，所述基体包括金属或陶瓷材料。超硬材料的其他示例包括某些复合材料,该复合材料包括通过基体结合在一起的金刚石或cBN晶粒,所述基体包括陶瓷材料,例如碳化娃(SiC),或者所述基体包括硬质碳化物材料，例如结合Co的WC材料(例如，如在5，453，105或6，919，040的美国专利中所描述的)。例如，某些结合SiC的金刚石材料可以包括体积百分比为至少约30的金刚石晶粒，所述金刚石晶粒分散在SiC基体(其可以包含少量的非SiC形式的Si)中。在专利号为7,008,672,6, 709，747,6, 179，886、6，447，852的美国专利以及国际公开号为WO2009/013713的国际申请中描述了结合SiC的金刚石材料的例子。现在参考图IA至图6描述用于分解硬质体或磨蚀体或结构的挖取工具的示例布置。挖取工具100的示例包括插入件110和用于该插入件110的钢制固定器120。插入件Iio包括连接到硬质碳化物支撑体114上的超硬尖端112，该硬质碳化物支撑体114包括插入柄部118。在这些例子中，插入柄部118通常是圆柱形的并且具有平均直径D，各超硬尖端112包括结合到硬质碳化物基体113上的各P⑶结构111，硬质碳化物基体113通过钎焊材料在各界面115处连接到各支撑体114上，并且支撑体114通常具有截头锥部分116，超硬尖端112钎焊到该截头锥部分116上。钢制固定器120包括用于连接到挖取圆筒装置(未显示)上的轴122，并且孔126被配置为用于与插入柄部118冷缩配合。钢制固定器120可以配备有各自的插入件接收构件124，孔126形成于接收构件124中。插入柄部118的至少一部分通过冷缩配合而固定在孔126中。如此处使用的，冷 缩配合是一种通过至少一个组件的相对尺寸变化(形状也可以稍微变化)获得的组件之间的过盈配合。冷缩配合通常通过在组装之前加热或冷却一个组件并且在组装后使其恢复到室温而获得。冷缩配合被理解为与压入配合形成对比，其中，压入配合是指将组件用力压入另一个组件内的孔或凹部中，其可在组件之间产生大量摩擦应力。冷缩配合可能导致邻近于孔126的钢制固定器120的区域处于周向拉伸应力的静态中。在挖取工具的一些示例中，邻近于孔的钢制固定器内的区域处于至少约300MPa或至少约350MPa的周向(或环向)静态拉伸应力的状态中，并且在一些挖取工具中，周向静态拉伸应力最大可以达到约450MPa或达到约500M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.20 GB 1000869.61.挖取工具，其包括安装在钢制固定器内的插入件，所述插入件包括连接至硬质碳化物支撑体端部上的超硬尖端，所述支撑体包括插入柄部；所述钢制固定器具有孔和轴，所述孔被配置成容纳所述插入柄部，所述轴被配置成将钢制固定器安装至工具支架上；所述硬质碳化物支撑体的体积是至少10cm3。2.如权利要求I所述的挖取工具，其中，所述超硬尖端包括具有至少200mm3的体积的超硬结构。3.如权利要求I或2所述的挖取工具，其中，所述插入柄部是冷缩配合到所述孔内的。4.如前述权利要求中任一项所述的挖取工具，其中，所述硬质碳化物支撑体的体积与所述超硬尖端的体积的比率是至少30和至多300，并且所述超硬尖端的体积是至少200mm3和至多500mm3。5.如前述权利要求中任一项所述的挖取工具，其中，所述插入柄部具有至少15cm3的体积。6.如前述权利要求中任一项所述的挖取工具，其中，所述插入柄部的表面区域邻接于所述孔的相应内侧表面区域，所述插入柄部的表面区域是至少20cm2。7.如前述权利要求中任一项所述的挖取工具，其中，所述插入柄部具有至少I.5cm和至多4. Ocm的直径。8.如前述权利要求中任一项所述的挖取...

【专利技术属性】
技术研发人员：恩斯特·亨德里克，贝恩德·海因里希·里斯，弗兰克·弗里德里希·拉赫曼，
申请(专利权)人：第六元素公司，
类型：
国别省市：