CN106284275A

CN106284275A - 螺旋钻头及其制造方法和磨损防止方法

Info

Publication number: CN106284275A
Application number: CN201510496993.0A
Authority: CN
Inventors: 丸冈郁夫
Original assignee: Seth Otto
Current assignee: Seth Otto
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2017-01-04
Also published as: JP2017008683A

Abstract

本发明提供一种较为廉价同时在硬度、耐磨损性方面胜过或不次于现有技术的螺旋钻头。制作具有圆锥形状的前端部(11)、在外周形成有螺旋状的刃的主体部(12)、和形成有螺纹部(14)的连结部(13)的螺旋钻头。对该螺旋钻头的至少上述主体部12，利用喷镀法实施硬质材料的涂覆。硬质材料优选为WC-Cr-Ni系或WC-Co-Cr系的超硬合金，膜厚优选为0.2mm～0.4mm。

Description

螺旋钻头及其制造方法和磨损防止方法

技术领域

本发明涉及瑞典式贯入试验中使用的螺旋钻头(日文原文：スクリュ一ポイント)。特别是涉及该新型制造方法和磨损防止方法以及通过这些方法而得到的螺旋钻头。

背景技术

一般来说，在修建建筑物时，在工程前会对地基进行强度试验。作为这种强度试验，已知日本工业标准(JIS)-A1221中规定的瑞典式贯入试验。在该试验中，对前端部安装有螺旋钻头的杆进行加重并同时使杆旋转，将螺旋钻头向地下仅压入规定的深度，基于此时的加重量、杆的半转数(将杆的半旋转设为1的数量)判定地基的强度。螺旋钻头具备圆锥形状的前端部、在外周形成有螺旋状的刃的主体部、和形成有螺纹部的连结部。

这种螺旋钻头边挤压分开沙土边被压入沙土中，因此刃部分的磨损严重。若磨损的程度变大，则也容易产生测定值误差。

为了改善该情况，在日本特开平9-53224号中，提出了如下技术方案：使刃部分由包含镍、铬和钼的合金钢形成，对距离该刃部分的表面1.5mm～3.0mm的厚度进行淬火，在上述轴的顶端设置由包含钨的合金钢构成的锥体。根据该公报，高频淬火部分的硬度为获得HRC57的情况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-53224号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，若整体使用上述现有技术这样的合金钢来加工，则会提高材料费、加工费，使螺旋钻头变得非常昂贵。因此，很难说将上述这样的螺旋钻头普及。

本发明是为了解决该问题而完成的，其目的在于，提供比较廉价、同时在硬度、耐磨损性上胜过或不次于上述现有技术的螺旋钻头。

用于解决课题的方法

实现上述目的的本发明的螺旋钻头的制造方法的特征在于，具备：制作具有圆锥形状的前端部11、在外周形成有螺旋状的刃的主体部12、和形成有螺纹部14的连结部13的螺旋钻头的工序；和至少对上述主体部12利用喷镀法实施硬质材料的涂覆的工序。

本发明的防止螺旋钻头磨损的方法的特征在于，在螺旋钻头中，至少对上述主体部12利用喷镀法实施硬质材料的涂覆，所述螺旋钻头1具有圆锥形状的前端部11、在外周形成有螺旋状的刃的主体部12、和形成有螺纹部14的连结部13。

优选的硬质材料为WC-Cr-Ni系或WC-Co-Cr系的超硬合金，膜厚为0.2mm～0.4mm。

本发明的螺旋钻头的特征在于，通过上述方法而获得。

发明的效果

根据本发明的方法，仅在表面进行涂覆而不需要淬火。基质可以使用经济的金属材料、例如软钢材，而且由于仅表面较薄地进行了喷镀熔融，因此较为经济，加工也较为简单。因此，可以较廉价地制造螺旋钻头。

涂覆材料可以自由地选择超硬质合金、陶瓷等。

通过该方法制造的螺旋钻头的表面硬度HRC为70～71，与上述现有技术相比更为优异。另外，在制品寿命试验(40小时后的砂蚀试验)中，如图2所示，本申请发明制品(使用作为含WC的Ni基合金的Liferon)获得非常优良的结果。在其他的制品寿命试验中，若将碳钢淬火制品设为1，则镍铬钢制品为4，本申请发明制品(使用Liferon合金)为10。

由于耐磨损性优异，因此能够降低磨损所引起的测定误差。

此外，可以减少磨损所引起的螺旋钻头的更换频率，因此能够削减地基强度试验的费用。

以下，基于所附的附图，对本发明的实施例进行说明。

附图说明

图1为本发明的螺旋钻头的侧视图。

图2为表示对本发明产品与现有产品进行的砂蚀试验的结果的图表。

具体实施方式

对于图1所示的本发明的螺旋钻头1而言，关于轮郭方面，与以往的螺旋钻头相同。该螺旋钻头具备圆锥形状的前端部11、在外周形成有螺旋状的刃的主体部12、形成有螺纹部14的连结部13。

作为制造这种螺旋钻头的方法，以往，已知如下的方法：通过对碳钢所构成的前端部11、主体部12、连结部13进行锻造加工等而制作，之后，使用切削螺纹车床等对圆柱状的部分进行切削加工而形成螺纹部14。

本发明的制造方法和磨损防止方法的特征在于，对锻造加工结束后的螺旋钻头1的至少主体部12，利用喷镀法实施硬质材料的涂覆。也可以包括前端部11、连结部13在内而整体上实施超硬质材料的涂覆。

作为所涂覆的硬质材料，可以使用超硬合金、金属、碳化物系、硼化物系、陶瓷、塑料或其组合(金属陶瓷)。

作为超硬合金，例如可举出WC-Co系、WC-Cr₃C₂-Co系、WC-TaC-Co系、WC-TiC-Co系、WC-NbC-Co系、WC-TaC-NbC-Co系、WC-TiC-TaC-NbC-Co系、WC-TiC-TaC-Co系、WC-ZrC-Co系、WC-TiC-ZrC-Co系、WC-TaC-VC-Co系、WC-TiC-Cr₃C₂-Co系、WC-TiC-TaC系等。另外，作为非磁性且耐腐蚀性优良的超硬合金，可举出WC-Ni系、WC-Co-Ni系、WC-Cr-Ni系、WC-Co-Cr系、WC-Cr₃C₂-Mo₂C-Ni系、WC-Ti(C，N)-TaC系、WC-Ti(C，N)系、Cr₃C₂-Ni系等。具体而言，可以使用如下材料。

【表1】

材质	硬度(HV)	密合力
			WC-12Co	HV1200	＞700
WC-17Co	HV1150	＞700
			WC-12Ni	HV1100	＞700
WC-20Cr7Ni	HV1100	＞700
			WC-10C04Cr	HV1200	＞700
WC-20Cr10Ni	HV1000	＞700
			Cr₃C₂-25NiCr	HV1000	＞700
Cr₃C₂-20NiCr	HV1000	＞700

上述中，优选作为WC-Cr-Ni系的超硬合金的WC-20Cr7Ni和作为WC-Co-Cr系的超硬合金的WC-10Co4Cr。

作为所使用的喷镀机，例如，可以使用大阪Welding工业公司的H.V.O.F涂覆机中的任一种。

实施例1

图1所示的本发明的螺旋钻头1具备圆锥形状的前端部11、在外周形成有螺旋状的刃的主体部12、和形成有螺纹部14的连结部13。该螺旋钻头为通过锻造加工等制作碳钢所构成的前端部、主体部和连结部，之后，使用切削螺纹车床等对圆柱状的部分进行切削加工，由此形成螺纹部形成而制作而成。

使用大阪Welding工业公司的H.V.O.F涂覆机，利用喷镀法以约1400m/秒的高速，对锻造加工结束后的螺旋钻头的至少主体部喷镀WC-20Cr7Ni的粉末材料，实施了0.2mm～0.4mm膜厚的涂覆。完成后的螺旋钻头的表面硬度HRC为70～71。

符号说明

1 螺旋钻头

11 前端部

12 主体部

13 连结部

14 螺纹部

Claims

1.一种螺旋钻头的制造方法，其特征在于，具备：

制造具有圆锥形状的前端部(11)、在外周形成有螺旋状的刃的主体部(12)、和形成有螺纹部(14)的连结部(13)的螺旋钻头(1)的工序；和

至少对所述主体部(12)利用喷镀法实施硬质材料的涂覆的工序。

2.一种防止螺旋钻头磨损的方法，其特征在于，

在螺旋钻头(1)中，至少对所述主体部(12)利用喷镀法实施硬质材料的涂覆，所述螺旋钻头(1)具有圆锥形状的前端部(11)、在外周形成有螺旋状的刃的主体部(12)、和形成有螺纹部(14)的连结部(13)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，

所述硬质材料为WC-Cr-Ni系或WC-Co-Cr系的超硬合金。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，

所述硬质材料的膜厚为0.2mm～0.4mm。

5.一种螺旋钻头，其特征在于，

通过权利要求1～4中任一项所述的方法而得到。