JP2000024810A - 超硬チップ - Google Patents
超硬チップInfo
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- JP2000024810A JP2000024810A JP21860598A JP21860598A JP2000024810A JP 2000024810 A JP2000024810 A JP 2000024810A JP 21860598 A JP21860598 A JP 21860598A JP 21860598 A JP21860598 A JP 21860598A JP 2000024810 A JP2000024810 A JP 2000024810A
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- Japan
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- hardness
- tip
- hardness material
- low
- cemented carbide
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鉱山、土木工事用の工具等に使用される超硬
チップであって、再研磨回数を減らすことができる超硬
チップを提供する。 【解決手段】 突状の先端部を有する工具用超硬チップ
において、前記突状の先端部を含む部分を所定深さまで
比較的硬度の高い高硬度材で構成し、それ以外の部分を
比較的硬度の低い低硬度材で構成した。
チップであって、再研磨回数を減らすことができる超硬
チップを提供する。 【解決手段】 突状の先端部を有する工具用超硬チップ
において、前記突状の先端部を含む部分を所定深さまで
比較的硬度の高い高硬度材で構成し、それ以外の部分を
比較的硬度の低い低硬度材で構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉱山、土木工事用の工
具等に使用される超硬チップに関するものである。
具等に使用される超硬チップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、鉱山、土木用工具に使用されてき
た超硬チップは、主として炭化タングステン（ＷＣ）と
コバルト（Ｃｏ）を含有する超硬合金で作られているも
のが一般的である。上記ＷＣとＣｏの他にＴａＣ、Ｔｉ
Ｃ、ＶＣ等の炭化物を少量含むものもある。これらの超
硬チップは、岩盤等を破砕するため、突状の尖った先端
部（チゼル状のものや球面状のものがある）を有するも
ので、主としてその突状先端部で破砕を行うものであ
る。
た超硬チップは、主として炭化タングステン（ＷＣ）と
コバルト（Ｃｏ）を含有する超硬合金で作られているも
のが一般的である。上記ＷＣとＣｏの他にＴａＣ、Ｔｉ
Ｃ、ＶＣ等の炭化物を少量含むものもある。これらの超
硬チップは、岩盤等を破砕するため、突状の尖った先端
部（チゼル状のものや球面状のものがある）を有するも
ので、主としてその突状先端部で破砕を行うものであ
る。
【０００３】上記超硬チップは、使用により次第に摩耗
して、先端部の突状部分が平らに近い形状となり、破砕
効率が低下するので、時々さく孔装置から取り外して再
研磨を行い、先端部を尖らせなければならなかった。し
かしながら、この再研磨には特別の装置と人手を要する
とともに、さく孔装置の作動を止めて着脱しなければな
らないため、作業効率が悪いという問題があった。
して、先端部の突状部分が平らに近い形状となり、破砕
効率が低下するので、時々さく孔装置から取り外して再
研磨を行い、先端部を尖らせなければならなかった。し
かしながら、この再研磨には特別の装置と人手を要する
とともに、さく孔装置の作動を止めて着脱しなければな
らないため、作業効率が悪いという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、再
研磨回数を減らすことができる超硬チップを提供するこ
とを課題としている。
研磨回数を減らすことができる超硬チップを提供するこ
とを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明にかかる超硬チップは以下のような構成とし
た。すなわち、本発明にかかる超硬チップは、突状の先
端部を有する工具用超硬チップにおいて、前記突状の先
端部を含む部分を所定深さまで比較的硬度の高い高硬度
材で構成し、それ以外の部分を比較的硬度の低い低硬度
材で構成したことを特徴としている。
め、本発明にかかる超硬チップは以下のような構成とし
た。すなわち、本発明にかかる超硬チップは、突状の先
端部を有する工具用超硬チップにおいて、前記突状の先
端部を含む部分を所定深さまで比較的硬度の高い高硬度
材で構成し、それ以外の部分を比較的硬度の低い低硬度
材で構成したことを特徴としている。
【０００６】この種の超硬チップは、主としてＷＣとＣ
ｏを含むものであるが、上記高硬度材のＷＣ粒度を低硬
度材のそれよりも細かくしておくのが好ましい。より具
体的には、先端部を含む高硬度材の材質を平均ＷＣ粒度
が０．５〜２ミクロンでコバルト含有量が５〜１５％の
材質とし、それ以外の部分を構成する低硬度材の材質を
平均ＷＣ粒度が１．５〜１０ミクロンでコバルト含有量
が５〜２０％の材質としておくのが好ましい。
ｏを含むものであるが、上記高硬度材のＷＣ粒度を低硬
度材のそれよりも細かくしておくのが好ましい。より具
体的には、先端部を含む高硬度材の材質を平均ＷＣ粒度
が０．５〜２ミクロンでコバルト含有量が５〜１５％の
材質とし、それ以外の部分を構成する低硬度材の材質を
平均ＷＣ粒度が１．５〜１０ミクロンでコバルト含有量
が５〜２０％の材質としておくのが好ましい。
【０００７】本発明の超硬チップは、破砕用の刃先とな
る突状の先端部が硬度の高い材質で構成され、その周囲
の部分が比較的硬度の低い材質で構成されているので、
先端部よりもその外周部の方が摩耗しやすく、全体の摩
耗が進行しても全体としては先端部の突状の形状が維持
される。このため、比較的長時間にわたって再研磨をし
なくても使用できるのである。
る突状の先端部が硬度の高い材質で構成され、その周囲
の部分が比較的硬度の低い材質で構成されているので、
先端部よりもその外周部の方が摩耗しやすく、全体の摩
耗が進行しても全体としては先端部の突状の形状が維持
される。このため、比較的長時間にわたって再研磨をし
なくても使用できるのである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例につ
いて具体的に説明する。図１は本発明の超硬チップを例
示するもので、この超硬チップ１は、球面状の尖った先
端部２を有するボタンビットである。この超硬チップ１
は、全体が炭化タングステン（ＷＣ）と（Ｃｏ）を主成
分とする超硬合金（場合によってはＴａＣ、ＴｉＣ、Ｖ
Ｃ等他の硬質材を添加することもある）で作られている
が、材質的には、その縦断面において先端部２を含む部
分３とその両側の部分４，４の３層構造となっている。
先端部を含む部分３は、比較的硬度の高い高硬度材で作
られ、その両側の部分４，４は、比較的硬度の低い低硬
度材で作られている。このような、１個のチップ内で部
分的に材質が異なる超硬チップは、粉末冶金法による製
造に際して、プレス成形時に金型内に挿入する粉末の種
類及び／又は組成を部分的に変化させることによって製
造することができる。なお、高硬度材３の部分と低硬度
材４の部分の境界部は両者が混ざり合った材質部分とな
る。
いて具体的に説明する。図１は本発明の超硬チップを例
示するもので、この超硬チップ１は、球面状の尖った先
端部２を有するボタンビットである。この超硬チップ１
は、全体が炭化タングステン（ＷＣ）と（Ｃｏ）を主成
分とする超硬合金（場合によってはＴａＣ、ＴｉＣ、Ｖ
Ｃ等他の硬質材を添加することもある）で作られている
が、材質的には、その縦断面において先端部２を含む部
分３とその両側の部分４，４の３層構造となっている。
先端部を含む部分３は、比較的硬度の高い高硬度材で作
られ、その両側の部分４，４は、比較的硬度の低い低硬
度材で作られている。このような、１個のチップ内で部
分的に材質が異なる超硬チップは、粉末冶金法による製
造に際して、プレス成形時に金型内に挿入する粉末の種
類及び／又は組成を部分的に変化させることによって製
造することができる。なお、高硬度材３の部分と低硬度
材４の部分の境界部は両者が混ざり合った材質部分とな
る。
【０００９】超硬合金は、その構成成分であるＷＣの粒
度が細かいほど、また、Ｃｏ含有量が低いほど一般に硬
度が高くなり、硬度が高いほど耐摩耗性が向上する。し
かしながら、一般に硬度と耐衝撃性は相反する性質で、
硬度が高くなると耐衝撃性が低下するので、鉱山、土木
工事用の工具のように、使用中に大きな衝撃を受ける工
具の超硬チップの場合は、耐摩耗性と耐衝撃性との兼ね
合いが難しいところである。
度が細かいほど、また、Ｃｏ含有量が低いほど一般に硬
度が高くなり、硬度が高いほど耐摩耗性が向上する。し
かしながら、一般に硬度と耐衝撃性は相反する性質で、
硬度が高くなると耐衝撃性が低下するので、鉱山、土木
工事用の工具のように、使用中に大きな衝撃を受ける工
具の超硬チップの場合は、耐摩耗性と耐衝撃性との兼ね
合いが難しいところである。
【００１０】本発明の目的からすれば、上記高硬度材の
ＷＣ粒度を低硬度材のそれよりも細かくするのが好まし
い。本発明者らは、この観点から種々研究を行なった結
果、平均ＷＣ粒度０．５〜２ミクロン、コバルト含有量
５〜１５％の材質を高硬度材とするのが好ましく、その
外周部の低硬度材としては、平均ＷＣ粒度１．５〜１０
ミクロン、より好ましくは２．５〜８ミクロン、コバル
ト含有量５〜２０％の材質とするのが好ましいことを見
出した。なお、上記範囲の中でも、ＷＣ粒度が細かい場
合は、コバルト含有量を多めにして、耐衝撃性をあまり
低下させないようにするのが好ましい。高硬度材部分の
ＷＣ粒度が上記範囲よりも細かすぎると耐衝撃性を維持
するのが難しく、上記範囲よりも粗すぎると耐摩耗性が
不十分となる傾向がある。また、コバルト量が少なすぎ
ると耐衝撃性が低下し、多すぎると耐摩耗性が不十分と
なりやすい。また、低硬度材部分については、不必要に
早く摩耗することなく、高硬度材部分よりは若干早く摩
耗し、かつ、耐衝撃性にすぐれたものとすればよい。
ＷＣ粒度を低硬度材のそれよりも細かくするのが好まし
い。本発明者らは、この観点から種々研究を行なった結
果、平均ＷＣ粒度０．５〜２ミクロン、コバルト含有量
５〜１５％の材質を高硬度材とするのが好ましく、その
外周部の低硬度材としては、平均ＷＣ粒度１．５〜１０
ミクロン、より好ましくは２．５〜８ミクロン、コバル
ト含有量５〜２０％の材質とするのが好ましいことを見
出した。なお、上記範囲の中でも、ＷＣ粒度が細かい場
合は、コバルト含有量を多めにして、耐衝撃性をあまり
低下させないようにするのが好ましい。高硬度材部分の
ＷＣ粒度が上記範囲よりも細かすぎると耐衝撃性を維持
するのが難しく、上記範囲よりも粗すぎると耐摩耗性が
不十分となる傾向がある。また、コバルト量が少なすぎ
ると耐衝撃性が低下し、多すぎると耐摩耗性が不十分と
なりやすい。また、低硬度材部分については、不必要に
早く摩耗することなく、高硬度材部分よりは若干早く摩
耗し、かつ、耐衝撃性にすぐれたものとすればよい。
【００１１】この超硬チップは１、例えば図２に示すよ
うなロックビットＲの刃体１０，…として使用すること
ができる。この場合、頭部が球面で胴部が丸棒状の超硬
チップ１をロックビットの台金１１に穿孔した植付け孔
１２に嵌め込んでロウ付け、圧入等の方法で固着する。
うなロックビットＲの刃体１０，…として使用すること
ができる。この場合、頭部が球面で胴部が丸棒状の超硬
チップ１をロックビットの台金１１に穿孔した植付け孔
１２に嵌め込んでロウ付け、圧入等の方法で固着する。
【００１２】このロックビットＲは、従来公知の方法
で、さく岩機に接続したさく孔ロッドの先端部に取り付
けて岩盤等の穿孔に使用される。穿孔中は、さく岩機か
らの打撃と推力と回転が伝達され、主としてロックビッ
ト先端部の刃体によって岩盤等の破砕が行なわれる。
で、さく岩機に接続したさく孔ロッドの先端部に取り付
けて岩盤等の穿孔に使用される。穿孔中は、さく岩機か
らの打撃と推力と回転が伝達され、主としてロックビッ
ト先端部の刃体によって岩盤等の破砕が行なわれる。
【００１３】穿孔作業の進行とともに、ロックビットの
刃体をなす超硬チップが次第に摩耗する。この場合、刃
体をなす超硬チップの突状の先端部は比較的硬度が高
く、その周囲の部分は比較的硬度が低いので、硬度の低
い外周部分が摩耗しやすく、先端部分は摩耗しにくい。
したがって、超硬チップが全体的に摩耗するとしても、
刃先の側部が優先的に摩耗し、刃先は突状に突出する形
状に保たれる。このため、従来のチップのように刃先が
早期に平坦化せず、その分再研磨周期を延ばすことがで
きるのである。
刃体をなす超硬チップが次第に摩耗する。この場合、刃
体をなす超硬チップの突状の先端部は比較的硬度が高
く、その周囲の部分は比較的硬度が低いので、硬度の低
い外周部分が摩耗しやすく、先端部分は摩耗しにくい。
したがって、超硬チップが全体的に摩耗するとしても、
刃先の側部が優先的に摩耗し、刃先は突状に突出する形
状に保たれる。このため、従来のチップのように刃先が
早期に平坦化せず、その分再研磨周期を延ばすことがで
きるのである。
【００１４】図３は上記と異なる形状例を表すもので、
上記実施形態では超硬チップの高硬度材３の部分が平面
視において直径方向にチップの一方の側面部から反対側
側面部まで達していたが、この実施形態における超硬チ
ップ１５は、高硬度材１７がチップの高さ方向の中間部
までとなっていて、それ以外の部分は低硬度材１８とな
っている。また、図４はさらに異なる例を表すもので、
本実施形態における超硬チップ２０は、高硬度部分２３
が平面視における中央部から一方の側面部にかけて設け
られており、中央部から反対側の側面に至る部分及び高
硬度材部分の側部は低硬度材２４で構成されている。な
お、高さ方向については、高硬度材部分２３を上端部か
ら下端部まで設けておいてもよく、上下方向中間部まで
設け、それよりも下側は低硬度材部分２４としておいて
もよい。図５はさらに異なるもので、超硬チップ２５
は、高硬度材２７が丸棒状に成形され、低硬度材２８の
芯部に埋め込まれた形となっている。
上記実施形態では超硬チップの高硬度材３の部分が平面
視において直径方向にチップの一方の側面部から反対側
側面部まで達していたが、この実施形態における超硬チ
ップ１５は、高硬度材１７がチップの高さ方向の中間部
までとなっていて、それ以外の部分は低硬度材１８とな
っている。また、図４はさらに異なる例を表すもので、
本実施形態における超硬チップ２０は、高硬度部分２３
が平面視における中央部から一方の側面部にかけて設け
られており、中央部から反対側の側面に至る部分及び高
硬度材部分の側部は低硬度材２４で構成されている。な
お、高さ方向については、高硬度材部分２３を上端部か
ら下端部まで設けておいてもよく、上下方向中間部まで
設け、それよりも下側は低硬度材部分２４としておいて
もよい。図５はさらに異なるもので、超硬チップ２５
は、高硬度材２７が丸棒状に成形され、低硬度材２８の
芯部に埋め込まれた形となっている。
【００１５】また、図６はさらに異なる形状の超硬チッ
プを表す。上記実施形態では、いずれも超硬チップがい
わゆるボタンチップであったが、本図示例では、クロス
ビット等に用いられる断面三角形状に尖ったチゼルタイ
プの超硬チップ３０となっている。この超硬チップ３０
は、刃先稜線３１から所定幅の部分が高硬質材部分３３
となっており、その外側部分が低硬度材部分３４となっ
ている。なお、高さ方向については、図７に示すよう
に、上下方向中間部まで（すなわち、所定深さまで）高
硬度材部分３３とし、それよりも下側は低硬度材部分３
４とすることもできるし、図８に示すように、上端部か
ら下端部まで高硬度材部分３３としてもよい。図７に示
す構造のほうが、ロウ付け等による歪みに対して鈍感
で、クラック等が生じにくいという利点がある。
プを表す。上記実施形態では、いずれも超硬チップがい
わゆるボタンチップであったが、本図示例では、クロス
ビット等に用いられる断面三角形状に尖ったチゼルタイ
プの超硬チップ３０となっている。この超硬チップ３０
は、刃先稜線３１から所定幅の部分が高硬質材部分３３
となっており、その外側部分が低硬度材部分３４となっ
ている。なお、高さ方向については、図７に示すよう
に、上下方向中間部まで（すなわち、所定深さまで）高
硬度材部分３３とし、それよりも下側は低硬度材部分３
４とすることもできるし、図８に示すように、上端部か
ら下端部まで高硬度材部分３３としてもよい。図７に示
す構造のほうが、ロウ付け等による歪みに対して鈍感
で、クラック等が生じにくいという利点がある。
【００１６】図９は上記と異なる例を表し、この超硬チ
ップ４０は、刃先稜線４１を含む刃先部における高硬度
材４３が長手方向の中間部までしか設けられておらず、
それ以外の部分は低硬度材４４となっている。なお、超
硬チップの形状、高硬度材と低硬度材の配置等は上記図
示例に限定されず、他の適当な構造のものとすることが
できる。
ップ４０は、刃先稜線４１を含む刃先部における高硬度
材４３が長手方向の中間部までしか設けられておらず、
それ以外の部分は低硬度材４４となっている。なお、超
硬チップの形状、高硬度材と低硬度材の配置等は上記図
示例に限定されず、他の適当な構造のものとすることが
できる。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にかかる超硬チップは、１個のチップでありながら、そ
の材質が、刃先部を構成する高硬度材部分と、それ以外
の低硬度材部分とからなる複合材的に構成されているの
で、使用により摩耗が進行しても、刃先部が突形状を維
持しやすく、従来のものに比べて再研磨の間隔を長くす
ることが可能となり、効率よく作業を行なうことが可能
となった。
にかかる超硬チップは、１個のチップでありながら、そ
の材質が、刃先部を構成する高硬度材部分と、それ以外
の低硬度材部分とからなる複合材的に構成されているの
で、使用により摩耗が進行しても、刃先部が突形状を維
持しやすく、従来のものに比べて再研磨の間隔を長くす
ることが可能となり、効率よく作業を行なうことが可能
となった。
【図１】本発明の実施の形態を例示する平面図（ａ）及
び縦断面図（ｂ）である。
び縦断面図（ｂ）である。
【図２】ロックビットの断面図である。
【図３】異なる構造の超硬チップの側面図である。
【図４】さらに異なる実施の形態を表す超硬チップの平
面図である。
面図である。
【図５】さらに異なる超硬チップの平面図である。
【図６】異なる形状の超硬チップの斜視図である。
【図７】チゼルタイプの超硬チップの側面図である。
【図８】上記と異なる例を表す側面図である。
【図９】さらに異なる例を表す斜視図である。
１，１５，２０，２５，３０，４０ 超硬チッ
プ ２ 先端部 ３，２３，２６，３３，４３ 高硬度材 ４，２４，２８，３４，４４ 低硬度材
プ ２ 先端部 ３，２３，２６，３３，４３ 高硬度材 ４，２４，２８，３４，４４ 低硬度材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山邊 博之 大阪府寝屋川市池田西町26−５ 東邦金属 株式会社寝屋川工場内 Ｆターム(参考） 3C046 FF32 FF39 FF52 FF57
Claims (3)
- 【請求項１】突状の先端部を有する工具用超硬チップに
おいて、前記突状の先端部を含む部分を所定深さまで比
較的硬度の高い高硬度材で構成し、それ以外の部分を比
較的硬度の低い低硬度材で構成したことを特徴とする超
硬チップ。 - 【請求項２】上記高硬度材のＷＣ粒度が低硬度材のＷＣ
粒度よりも細かくなっている請求項１に記載の超硬チッ
プ。 - 【請求項３】上記高硬度材が平均ＷＣ粒度０．５〜２ミ
クロン、コバルト含有量５〜１５％であり、その外周部
の低硬度材が平均ＷＣ粒度１．５〜１０ミクロン、コバ
ルト含有量５〜２０％である請求項１又は２に記載の超
硬チップ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21860598A JP2000024810A (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | 超硬チップ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21860598A JP2000024810A (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | 超硬チップ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000024810A true JP2000024810A (ja) | 2000-01-25 |
Family
ID=16722586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21860598A Pending JP2000024810A (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | 超硬チップ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000024810A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109518058A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-03-26 | 宇龙精机科技（浙江）有限公司 | 一种深孔钻钻头硬质合金及其制备方法 |
-
1998
- 1998-07-15 JP JP21860598A patent/JP2000024810A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109518058A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-03-26 | 宇龙精机科技（浙江）有限公司 | 一种深孔钻钻头硬质合金及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Effective date: 20050707 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 |