CN107429548A - 挖掘刀片及挖掘钻头 - Google Patents

Abstract

本发明的挖掘刀片安装于挖掘钻头的前端部而进行挖掘，该挖掘刀片具有刀片主体(1)，该刀片主体具备：后端部，埋设于挖掘钻头的钻头主体；及前端部，随着朝向从挖掘钻头的表面突出的前端侧而变细，刀片主体(1)的至少前端部的表面由利用催化剂金属进行烧结的多晶立方晶氮化硼烧结体(4)形成，该催化剂金属含有Co、Ni、Mn及Fe中的至少一种和Al，该多晶立方晶氮化硼烧结体中的立方晶氮化硼的含量为70体积％～95体积％。

Description

挖掘刀片及挖掘钻头

技术领域

本申请发明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在前端部安装有这种挖掘刀片的挖掘钻头。

本申请主张基于2015年3月19日于日本申请的专利申请2015-056106号及2016年3月16日于日本申请的专利申请2016-051788号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

作为这种挖掘刀片，已知有如下挖掘刀片：为了实现冲击挖掘用钻头的长寿命化而在由硬质合金构成的刀片主体的基体前端部包覆有由比该刀片主体更硬的多晶金刚石的烧结体构成的硬质层。例如，专利文献1中提出在具有圆柱状的后端部和呈半球状且外径随着朝向前端侧而变小的前端部的刀片主体的上述前端部包覆有多层这种多晶金刚石烧结体的硬质层的挖掘刀片，并且专利文献2中提出有在多晶金刚石烧结体中添加WC等碳化物来调整硬度的挖掘刀片。

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6651757号说明书

然而，多晶金刚石烧结体与硬质合金相比耐磨性更高，但韧性较低，因此耐缺损性不足，在超硬岩层的挖掘中有时会引起突发性的硬质层的崩刀或缺损。若因硬质层缺损而致使硬质合金制的基体裸露出来，则挖掘刀片的磨损一下子被促进而致使挖掘钻头的寿命变短，使得不得不频繁更换挖掘钻头而导致作业效率显著下降。

并且，如专利文献2中所述，在多晶金刚石烧结体中添加碳化物或氮化物来调整硬度，从而提高韧性的方法中，因金刚石粒子之间的结合减少，虽然韧性会有所提高但硬度会受损。此外，金刚石烧结体在Fe系或Ni系的矿山中亲和性较高而无法使用，并且耐热温度也达到700℃左右，因此无法在暴露于更高温的条件下使用。并且，由于是高硬度，因此也很难通过对硬质层有些磨损的挖掘刀片进行重磨来实现有效利用。

发明内容

本申请发明是在这种背景下完成的，其目的在于提供一种具有与多晶金刚石烧结体匹敌的硬度而确保耐磨性并且韧性高、耐缺损性优异，并且在Fe系或Ni系的矿山或高温的挖掘条件下也能够使用，而且可通过重磨进行有效利用的长寿命的挖掘刀片，并且提供一种安装有这种挖掘刀片且寿命也较长而能够进行有效的挖掘的挖掘钻头。

为了解决上述课题而实现这种目的，本申请发明的一方式即挖掘刀片(以下，称为“本申请发明的挖掘刀片”)，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，具有刀片主体，该刀片主体具备：后端部，埋设于上述挖掘钻头的钻头主体；前端部，随着朝向从该挖掘钻头的表面突出的前端侧而变细，上述刀片主体的至少上述前端部的表面由利用催化剂金属进行烧结的多晶立方晶氮化硼烧结体形成，该催化剂金属含有Co、Ni、Mn及Fe中的至少一种和Al，该多晶立方晶氮化硼烧结体中的立方晶氮化硼的含量为70体积％～95体积％。

并且，本申请发明的其他方式即挖掘钻头(以下，称为“本申请发明的挖掘钻头”)的特征在于，在钻头主体的前端部安装有这种挖掘刀片。

如此，立方晶氮化硼的含量较多的多晶立方晶氮化硼烧结体具有与矿山工具用的挖掘刀片的多晶金刚石烧结体的维氏硬度(Hv硬度)3.5GPa～4.2GPa同等程度的硬度，另一方面，韧性比多晶金刚石烧结体高，在超硬岩层的挖掘中产生突发性的缺损的可能性较少。因而，通过将这种多晶立方晶氮化硼烧结体形成在参与挖掘的刀片主体的至少前端部的挖掘刀片能够实现寿命的延长，且因将这种挖掘刀片配设在前端部的挖掘钻头的更换频率减少而能够进行高效的挖掘作业。

并且，这种多晶立方晶氮化硼烧结体对Fe或Ni的亲和性较低，而且耐热温度也高达1100℃，因此能够应对广泛的挖掘条件。并且，多晶立方晶氮化硼烧结体能够利用金刚石砂轮进行研磨，因此在产生一些磨损而变形时，能够在产生缺损等之前进行重磨来进行有效利用。

在此，若多晶立方晶氮化硼烧结体中的立方晶氮化硼的含量低于70体积％，则立方晶氮化硼粒子的直接结合的比例下降而无法获得所需的硬度。反之，若立方晶氮化硼的含量高于95体积％，则催化剂金属的含量变少而无法遍布整个烧结体，使得产生未反应的立方晶氮化硼粒子而成为不均匀的烧结体，因粒子的脱落而出现提前磨损。

并且，上述催化剂金属中Al是必不可少的，Co、Ni、Mn、Fe只要含有其中的至少一种即可。利用这种催化剂金属(粘合剂)烧结的多晶立方晶氮化硼烧结体与用于例如淬火钢等的切削的、利用TiC、TiN、AlN、Al₂O₃等陶瓷粘合剂来烧结的多晶立方晶氮化硼烧结体相比，虽然耐热性较差，但耐磨性和韧性较高，尤其作为用于冲击挖掘的挖掘刀片优异。

另外，在上述多晶立方晶氮化硼烧结体中除了加入这些催化剂金属以外，为了促进烧结反应还可以添加含有W、Mo、Cr、V、Zr、Hf中的至少一种的金属添加物。

通过添加这些金属添加物，能够抑制例如烧结反应时的异常粒成长的产生。并且，作为反应产物生成金属硼化物，因此能够制成硬度更高的烧结体。并且，在相同烧结条件(压力和温度)下，cBN粒子彼此的结合变得容易，能够获得硬度更高的烧结体。

上述多晶立方晶氮化硼烧结体的非立方晶氮化硼部分占上述多晶立方晶氮化硼烧结体的5～30体积％。该非立方晶氮化硼部分可以由上述催化剂金属和含有W、Mo、Cr、V、Zr及Hf中的一种以上的金属添加物构成。并且，上述催化剂金属在上述非立方晶氮化硼部分中的含有率可以是64重量％至100重量％，上述金属添加物在上述非立方晶氮化硼部分中的含有率也可以是0重量％至36重量％。

并且，可以将上述催化剂金属在上述非立方晶氮化硼部分中的含有率设为64重量％至90重量％，将上述金属添加物在上述非立方晶氮化硼部分中的含有率设为10重量％至36重量％，将上述催化剂金属中的Al的含有率设为10重量％～14重量％。

以适当的含量同时使用催化剂金属和金属添加物，从而使得所需的烧结条件得到放宽，并且使多晶立方晶氮化硼烧结体的硬度得到提高。

若Al含量过少，则导致存在于cBN粒子表面的很多氧无法完全被去除，而阻碍cBN粒子彼此结合。另一方面，若Al含量过多，则在cBN粒界生成很多如AlB₂、AlN、Al₂O₃那样的反应产物，而导致成为低硬度的陶瓷粘合剂cBN烧结体。

此外，优选上述多晶立方晶氮化硼烧结体中的立方晶氮化硼的粒径在0.5μm～60μm的范围内。若立方晶氮化硼粒子的粒径小于0.5μm，则有可能无法获得具有均匀的微细组织的烧结体，另一方面，若立方晶氮化硼粒子的粒径大于60μm，则因粒子的比表面积减少而使催化剂金属的含量变少，有可能导致韧性的下降。另外，立方晶氮化硼粒子的粉末的平均粒径需要整体在0.5μm～60μm的范围内，粒径分布度数的峰值无需为一个(表示单峰峰值的粒度分布)，还能够使用具备多个粒径分布度数峰值(多峰性的频率粒度分布)的立方晶氮化硼粒子粉末。该情况下，粒径小的粒子进入到粒径大的粒子间隙中，从而能够减少空隙，因此可实现烧结体的进一步高密度化。

并且，优选如此烧结的多晶立方晶氮化硼烧结体的Hv硬度在3.5GPa～4.4GPa的范围内。若Hv硬度低于3.5GPa，则有可能耐磨性不充分，反之，若Hv硬度高于4.4GPa，则有可能因韧性受损而无法获得充分的耐缺损性。

同样地，优选上述多晶立方晶氮化硼烧结体的断裂韧性值K_IC为7MPa·m^1/2～12MPa·m^1/2的范围内，若断裂韧性值K_IC低于7MPa·m^1/2，则有可能耐缺损性不够充分，反之，若断裂韧性值K_IC高于12MPa·m^1/2，则有可能耐磨性不够充分。

如以上说明，根据本申请发明的挖掘刀片及挖掘钻头，通过同时实现耐磨性和耐缺损性，即使在超硬岩层中也能够防止挖掘刀片产生突发性的缺损或崩刀，并且能够在广泛的挖掘条件下使用，而且能够通过重磨来实现挖掘刀片的有效利用。

附图说明

图1为表示本申请发明的挖掘刀片的一实施方式的剖视图。

图2为表示在前端部安装有图1所示的实施方式的挖掘刀片的本申请发明的挖掘钻头的一实施方式的剖视图。

具体实施方式

图1为表示本申请发明的挖掘刀片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的本申请发明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具有刀片主体1，该刀片主体1具备：基体2，由硬质合金等硬质材料构成；及硬质层3，包覆该基体2的至少前端部(图1中为上侧部分)的表面且硬度(Hv硬度)比基体2更高。

Hv硬度能够通过日本工业标准(JIS)Z2244中规定的测试方法测定。

刀片主体1，其后端部(图1中为下侧部分)呈以刀片中心线C为中心的圆柱状或圆板状，并且前端部在本实施方式中以与后端部所呈的圆柱或圆板的半径相等的半径呈在刀片中心线C上具有中心的半球状，且形成为随着朝向前端侧而距离刀片中心线C的外径逐渐变小的变细形状。即本实施方式的挖掘刀片为纽扣式刀片。

本实施方式中，如图1所示形成为仅在刀片主体1的前端部包覆有硬质层3且包含该硬质层3在内的刀片主体1的前端部呈如上所述的半球状。并且，本实施方式中，如图1所示硬质层3为具备最外层4、夹在该最外层4与基体2之间的中间层5的双层结构。

虽然不是必不可少的结构，但上述最外层4的优选最大膜厚为0.3μm～1.5μm，更优选为0.4μm～1.3μm。

同样地，虽然不是必不可少的结构，但上述中间层5的优选最大膜厚为0.2μm～1.0μm，更优选为0.3μm～0.8μm。

而且，这种硬质层3中配置于刀片主体1的前端部的表面的最外层4由利用催化剂金属进行烧结的多晶立方晶氮化硼烧结体形成，该催化剂金属含有Co、Ni、Mn及Fe中的至少一种和Al，该多晶立方晶氮化硼烧结体的立方晶氮化硼的含量为70体积％～95体积％。另外，本实施方式中，中间层5也由利用相同的催化剂金属进行烧结的多晶立方晶氮化硼烧结体形成，但该立方晶氮化硼的含量可以比最外层4的含量少。

虽然不是必不可少的结构，但中间层5的优选立方晶氮化硼的含量为40体积％～70体积％，更优选为45体积％～65体积％。

此外，最外层4的多晶立方晶氮化硼烧结体中的立方晶氮化硼的粒径在0.5μm～60μm的范围内。中间层5的立方晶氮化硼的粒径也在相同的范围内，但也可以比最外层4的立方晶氮化硼的粒径小。并且，在这些最外层4和中间层5的多晶立方晶氮化硼烧结体中除了加入上述催化剂金属以外，还可以添加含有W、Mo、Cr、V、Zr、Hf中的至少一种的金属添加物。

另外，本实施方式中，如此形成的最外层4的多晶立方晶氮化硼烧结体的Hv硬度在3.5GPa～4.4GPa的范围内，断裂韧性值K_IC在7MPa·m^1/2～12MPa·m^1/2的范围内。此外，最外层4的三点弯曲强度TRS在由具有与最外层4相同组成的圆板状的样本制作TRS用的试样并进行测定时为1.2GPa～1.5GPa。

断裂韧性值K_IC能够通过ASTM标准(ASTM)E399中规定的测试方法来测定。

并且，这种最外层4能够通过例如由本申请发明的发明人等在日本专利第5613970号公报中所记载的由六方晶氮化硼在超高压高温条件下进行烧结而形成。此外，能够通过一体烧结该最外层4、中间层5及由硬质合金构成的基体2来制造本实施方式的挖掘刀片的刀片主体1。

在前端部安装有这种挖掘刀片的挖掘钻头具有由钢材等形成且如图2所示呈以轴线O为中心的大致有底圆筒状的钻头主体11，该有底部成为前端部(图2中为上侧部分)，并在该前端部安装有挖掘刀片。并且，在圆筒状的后端部(图2中为下侧部分)的内周形成有内螺纹部12，连结于挖掘装置的挖掘杆拧进该内螺纹部12中并传递朝向轴线O方向前端侧的冲击力和推力及绕轴线O旋转的旋转力，从而通过挖掘刀片粉碎岩盘以形成挖掘孔。

钻头主体11的前端部的外径稍微大于后端部，在该前端部的外周沿圆周方向隔着间隔形成有多条与轴线O平行延伸的排出槽13，通过上述挖掘刀片粉碎岩盘而生成的粉碎屑通过该排出槽13排出到后端侧。并且，从有底的钻头主体11的内螺纹部12底面沿着轴线O形成吹气孔14，该吹气孔14在钻头主体11前端部倾斜分支而在钻头主体11的前端面开口，并喷出如经由上述挖掘杆供给的压缩空气那样的流体以促进粉碎屑的排出。

此外，钻头主体11的前端面具备：圆形的接触面15，与内周侧的轴线O垂直的以轴线O为中心；及圆锥台面状的校准面16，位于该接触面15的外周且随着朝向外周侧而朝向后端侧。吹气孔14在接触面15开口，并且排出槽13的前端在校准面16的外周侧开口。并且，在这些接触面15和校准面16以分别避开吹气孔14和排出槽13的开口部的方式使截面圆形的多个安装孔17与接触面15和校准面16垂直形成。

上述挖掘刀片如图2所示以刀片主体1的上述后端部被埋没的状态通过压入或热压配合等而过盈配合或通过钎焊被固定，即被埋设安装于这种安装孔17中。此外，形成有硬质层3的刀片主体1的前端部从接触面15及校准面16突出并通过上述冲击力、推力及旋转力粉碎岩盘。

而且，上述结构的挖掘刀片中，包覆如此参与挖掘的刀片主体1的前端部的表面的硬质层3的最外层4由立方晶氮化硼的含量多达70体积％～95体积％的多晶立方晶氮化硼烧结体形成，这种多晶立方晶氮化硼烧结体如上所述具有与矿山工具用的挖掘刀片的多晶金刚石烧结体匹敌的Hv硬度，另一方面，比该多晶金刚石烧结体的断裂韧性值K_IC：3MPa·m^1/2～6MPa·m^1/2高，且富有韧性。

因此，即使在挖掘超硬岩层的情况下，挖掘刀片产生突发性的缺损或崩刀的可能性变少而寿命变长，从而能够进行长期稳定的挖掘。因此，在前端部安装有这种挖掘刀片的挖掘钻头中，因挖掘刀片受损而更换挖掘钻头的频率减少，从而能够减少更换作业所需的时间和劳力，且能够进行高效的挖掘作业。

在此，若最外层4的Hv硬度低于3.5GPa或断裂韧性值K_IC高于12MPa·m^1/2，则有可能耐磨性不够充分，另一方面，反之若Hv硬度高于4.4GPa或断裂韧性值K_IC低于7MPa·m^1/2，则有可能因韧性受损而无法获得充分的耐缺损性，因此如本实施方式那样，优选Hv硬度在3.5GPa～4.4GPa的范围内，断裂韧性值K_IC在7MPa·m^1/2～12MPa·m^1/2的范围内。

并且，多晶立方晶氮化硼烧结体对于Fe或Ni的亲和性较低，因此即使在Fe系或Ni系的矿山中也同样能够长期进行稳定的挖掘。此外，若耐热温度为1100℃，则与多晶金刚石烧结体相比较高，因此即使在暴露于高温的挖掘条件下也能够使用。而且，多晶立方晶氮化硼烧结体能够利用金刚石砂轮来进行研磨，因此也能够通过重磨进行有效利用。

另外，若最外层4中多晶立方晶氮化硼烧结体的立方晶氮化硼的含量低于70体积％，则因立方晶氮化硼粒子的直接结合的比例下降而无法获得如上所述的超硬岩层中所需的Hv硬度。并且，若最外层4的立方晶氮化硼的含量高于95体积％，则催化剂金属的含量相对地变少而无法遍布整个烧结体从而产生未反应的立方晶氮化硼粒子而导致成为不均匀的烧结体，并且因这种未反应的立方晶氮化硼粒子脱落而导致在最外层4出现提前磨损。

此外，作为催化剂金属含有Al(必不可少)及Co、Ni、Mn、Fe的至少一种，利用这种金属粘合剂进行烧结的多晶立方晶氮化硼烧结体与利用TiC、TiN、AlN、Al₂O₃等陶瓷粘合剂进行烧结的多晶立方晶氮化硼烧结体相比耐磨性和韧性较高，因此尤其作为用于冲击挖掘的挖掘刀片能够可靠地发挥如上所述的效果。并且，若除了加入这些催化剂金属以外，还添加含有W、Mo、Cr、V、Zr、Hf中的至少一种的金属添加物，则能够促进多晶立方晶氮化硼烧结体的烧结反应。

并且，本实施方式中，硬质层3的最外层4的多晶立方晶氮化硼烧结体中的立方晶氮化硼粒子的粒径在0.5μm～60μm的范围内，因此能够形成均匀的微细组织的烧结体，并且也能够可靠地确保韧性。即，若最外层4的立方晶氮化硼粒子的粒径小于0.5μm，则烧结体的组织结构变得不均匀而有可能局部性地产生硬度或韧性的偏差，反之，若立方晶氮化硼粒子的粒径大于60μm，则粒子的比表面积减少而致使催化剂金属的含量变少，从而有可能导致韧性下降。

另外，本实施方式中，硬质层3为具备最外层4和中间层5的双层结构，但也可以是只具有最外层4的单层结构，并且也可以是3层以上的多层结构。但是，如此将硬质层3设为3层以上的多层结构时，优选如上述实施方式的中间层5的立方晶氮化硼的含量小于70体积％的层夹在最外层4与基体2之间，优选随着从最外层4朝向基体2而中间层5的立方晶氮化硼的含量逐渐减少而Hv硬度变小并且断裂韧性值K_IC变大。此外，如本实施方式那样在硬质合金等的基体2的前端部形成硬质层3时，刀片中心线C上的硬质层3的厚度为了确保一定程度的挖掘长度而优选为0.8mm以上，但是若考虑与烧结时的硬质合金的收缩率的不同引起的硬质层3内的残余应力，则优选为2mm以下。

另一方面，如此将硬质层3包覆在基体2而形成在刀片主体1的前端部，取而代之，也可以利用与最外层4相同的多晶立方晶氮化硼烧结体形成整个刀片主体1。但是，该情况下，为了防止刀片主体1的破裂等，优选多晶立方晶氮化硼烧结体的断裂韧性值K_IC被设定为10MPa·m^1/2以上。并且，刀片主体1的外径为16mm以上、刀片中心线C方向的长度为20mm以上的较大的挖掘刀片中，三点弯曲强度TRS优选为1.3GPa以上。

并且，本实施方式中，对于在如上所述刀片主体1的前端部呈半球状的纽扣式的挖掘刀片中应用本申请发明的情况进行了说明，但也能够在刀片主体1的前端部呈炮弹状的所谓弹道式挖掘刀片以及前端部的后端侧呈圆锥面状且随着朝向前端侧而缩径并且该前端部的前端呈半径小于刀片主体1的圆柱状的后端部的半径的球面状的所谓钉型挖掘刀片中应用本申请发明。

实施例

接着，例举本申请发明的挖掘刀片及挖掘钻头的实施例来对本申请发明的效果进行证实。本实施例中，根据上述实施方式，将改变多晶立方晶氮化硼烧结体的立方晶氮化硼(cBN)含量、催化剂金属的种类、组成的硬质层和由WC：94重量％、Co：6重量％的硬质合金构成的基体一起在烧结压力5.8GPa、烧结温度1600℃、烧结时间30分钟的条件下烧结成一体而制造出半径5.5mm、刀片中心线方向的长度16mm的10种纽扣刀片。另外，刀片主体前端部所呈的半球的半径为5.75mm。并且，硬质层的刀片中心线方向的厚度为1.5mm。另外，实施例1、2、5、6、9、10、11为硬质层均成为最外层的单层结构，实施例3、4、7、8与图1所示的实施方式同样为硬质层具有最外层和中间层的刀片。此外，实施例9为多晶立方晶氮化硼烧结体中的立方晶氮化硼的粒径为60μm以上的刀片，实施例10为0.5μm以下的刀片。

并且，作为相对于这些实施例1～11的比较例，以与实施例1～11相同的尺寸制造硬质层由单层的多晶金刚石烧结体构成且金刚石含量不同的两种纽扣刀片(比较例1、2)、刀片主体整体与基体相同地由WC：94重量％、Co：6重量％的硬质合金构成的纽扣刀片(比较例3)、硬质层为两层的多晶立方晶氮化硼烧结体但最外层的立方晶氮化硼(cBN)含量低于70体积％的纽扣刀片(比较例4)、最外层的立方晶氮化硼含量高于95体积％的纽扣刀片(比较例5)、代替催化剂金属而利用陶瓷粘合剂(TiC)烧结的纽扣刀片(比较例6)及硬质层为单层的多晶立方晶氮化硼烧结体且最外层的立方晶氮化硼含量高于95体积％并且立方晶氮化硼的粒径高于60μm的纽扣刀片(比较例7)。另外，硬质层的刀片中心线方向的厚度除了比较例3以外与实施例1～11同样为1.5mm。

此外，制造出分别将每一种这些实施例1～11及比较例1～7的挖掘刀片安装于如图2所示的钻头直径45mm的钻头主体中的两个接触面、五个校准面，共计安装有七个的14种挖掘钻头。而且，通过这些挖掘钻头，在由超硬岩层构成的平均单轴压缩强度200MPa的矿山进行多个各挖掘长度为4m的挖掘孔的挖掘作业，测定挖掘刀片达到寿命为止的挖掘总长(m)，并且对挖掘刀片达到寿命时的刀片破损状态进行了确认。

另外，挖掘条件如下：挖掘装置为TAMROCK公司制型号H205D、冲击压力为160bar、进给(feed)压力为80bar、旋转压力为55bar、从吹气孔供给水且该水压为18bar。关于其结果，与各挖掘刀片的硬质层的组成及其最外层的Hv硬度及断裂韧性值K_IC一起，涉及实施例1～4的示于表1，涉及实施例5～11的示于表2，涉及比较例1～7的示于表3。

[表1]

[表2]

[表3]

根据该结果，安装有比较例1～7的挖掘刀片的挖掘钻头中，硬质层为多晶金刚石烧结体且挖掘距离较长的比较例1中为176m，和比较例2同样均因崩刀而达到寿命，比较例3～7中挖掘长度远远不及100m。其中，关于硬质层为多晶立方晶氮化硼烧结体的比较例4～6，比较例4中因多晶立方晶氮化硼烧结体的立方晶氮化硼含量较少而明显磨损，相反，立方晶氮化硼含量过多的比较例5和比较例7中因催化剂金属不足而成为不均匀的组织，因此立方晶氮化硼粒子脱落而也出现了提前磨损。而且，立方晶氮化硼粒子的粒径较大的比较例7中也产生了崩刀。此外，代替金属催化剂而利用陶瓷粘合剂烧结多晶立方晶氮化硼烧结体的比较例6中因崩刀而达到寿命。该比较例6中，达到寿命为止的挖掘长度为20m，认为其原因有两个。第一个原因在于，比较例6中，代替金属催化剂而利用陶瓷粘合剂烧结多晶立方晶氮化硼烧结体。第二个原因在于，比较例6中未设置中间层。该情况下，在挖掘刀片主体的前端部上直接设置热膨胀率大不相同的最外层。因此，由于挖掘时产生的热而在前端部与最外层的界面产生很大的应力而成为产生崩刀的原因。

相比之下，安装有实施例1～8、11的挖掘刀片的挖掘钻头中，磨损状态均为正常磨损，即使是挖掘长度最短的实施例8也能够进行200m以上的挖掘，实施例2、4、6中能够进行300m以上的挖掘。并且，在多晶立方晶氮化硼烧结体中的立方晶氮化硼粒子的粒径为60μm以上的实施例9和0.5μm以下的实施例10中确认到崩刀，虽然挖掘长度不到200m，但仍然可获得比比较例1～7更长的挖掘长度。

产业上的可利用性

如以上说明，根据本申请发明，通过同时实现耐磨性和耐缺损性而在超硬岩层中也能够防止挖掘刀片产生突发性的缺损或崩刀，并且能够在广泛的挖掘条件下使用，而且能够通过重磨来实现挖掘刀片的有效利用。

符号说明

1-刀片主体，2-基体，3-硬质层，4-最外层，5-中间层，11-钻头主体，C-刀片中心线，O-钻头主体11的轴线。

Claims (6)

1.一种挖掘刀片，其安装于挖掘钻头的前端部而进行挖掘，该挖掘刀片的特征在于，

具有刀片主体，该刀片主体具备：后端部，埋设于上述挖掘钻头的钻头主体；及前端部，随着朝向从该挖掘钻头的表面突出的前端侧而变细，

上述刀片主体的至少上述前端部的表面由利用催化剂金属进行烧结的多晶立方晶氮化硼烧结体形成，该催化剂金属含有Co、Ni、Mn及Fe中的至少一种和Al，该多晶立方晶氮化硼烧结体中的立方晶氮化硼的含量为70体积％～95体积％。

2.根据权利要求1所述的挖掘刀片，其特征在于，

上述多晶立方晶氮化硼烧结体中的立方晶氮化硼的粒径在0.5μm～60μm的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的挖掘刀片，其特征在于，

上述多晶立方晶氮化硼烧结体中添加有金属添加物，该金属添加物含有W、Mo、Cr、V、Zr及Hf中的至少一种。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的挖掘刀片，其特征在于，

上述多晶立方晶氮化硼烧结体的Hv硬度在3.5GPa～4.4GPa的范围内。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的挖掘刀片，其特征在于，

上述多晶立方晶氮化硼烧结体的断裂韧性值K_IC在7MPa·m^1/2～12MPa·m^1/2的范围内。

6.一种挖掘钻头，其特征在于，

在钻头主体的前端部安装有权利要求1至5中任一项所述的挖掘刀片。