JP2002013377A - 切刃片のろう付け接合部がすぐれた耐衝撃性および接合強度を有する掘削工具 - Google Patents
切刃片のろう付け接合部がすぐれた耐衝撃性および接合強度を有する掘削工具Info
- Publication number
- JP2002013377A JP2002013377A JP2000195473A JP2000195473A JP2002013377A JP 2002013377 A JP2002013377 A JP 2002013377A JP 2000195473 A JP2000195473 A JP 2000195473A JP 2000195473 A JP2000195473 A JP 2000195473A JP 2002013377 A JP2002013377 A JP 2002013377A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brazing
- carbide
- brazed
- cutting blade
- join
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 切刃片のろう付け接合部がすぐれた耐衝撃性
および接合強度を有する掘削工具を提供する。 【解決手段】 合金鋼製ビット本体の先端面に複数の炭
化タングステン基超硬合金製ポストが所定の配列で固着
され、前記ポストの先方側面のそれぞれに焼結ダイヤモ
ンド製切刃片が直接ろう付けされた構造の掘削工具にお
いて、前記切刃片における前記ポストとのろう付け接合
面に、表面から０．０１〜０．５ｍｍの平均深さに亘っ
て、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、およびＭｏの炭化物、並
びにこれらの２種以上の複合炭化物のうちのいずれか、
からなる超高圧高温反応生成金属炭化物層を形成すると
共に、このろう付け接合面に超高圧高温反応生成金属炭
化物層を形成した切刃片を、質量％で、Ｐｄ：２０〜４
０％、Ｃｕ：１５〜２５％、Ｔｉ：２〜８％、を含有
し、残りがＡｇと不可避不純物からなる組成を有するＡ
ｇ合金ろう材を用いて上記ポストにろう付けしてなる。
および接合強度を有する掘削工具を提供する。 【解決手段】 合金鋼製ビット本体の先端面に複数の炭
化タングステン基超硬合金製ポストが所定の配列で固着
され、前記ポストの先方側面のそれぞれに焼結ダイヤモ
ンド製切刃片が直接ろう付けされた構造の掘削工具にお
いて、前記切刃片における前記ポストとのろう付け接合
面に、表面から０．０１〜０．５ｍｍの平均深さに亘っ
て、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、およびＭｏの炭化物、並
びにこれらの２種以上の複合炭化物のうちのいずれか、
からなる超高圧高温反応生成金属炭化物層を形成すると
共に、このろう付け接合面に超高圧高温反応生成金属炭
化物層を形成した切刃片を、質量％で、Ｐｄ：２０〜４
０％、Ｃｕ：１５〜２５％、Ｔｉ：２〜８％、を含有
し、残りがＡｇと不可避不純物からなる組成を有するＡ
ｇ合金ろう材を用いて上記ポストにろう付けしてなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、焼結ダイヤモン
ド製切刃片（以下、ダイヤ切刃片と云う）が炭化タング
ステン基超硬合金製ポスト（以下、超硬ポストと云う）
にすぐれたろう付け接合強度で直接ろう付けされ、かつ
ろう付け接合部がすぐれた耐衝撃性を有し、したがって
高速掘削などの高衝撃の加わる苛酷な条件下での掘削に
際しても前記ダイヤ切刃片のろう付け接合部に破断の発
生なく、長期に亘ってすぐれた掘削性能を発揮する掘削
工具に関するものである。
ド製切刃片（以下、ダイヤ切刃片と云う）が炭化タング
ステン基超硬合金製ポスト（以下、超硬ポストと云う）
にすぐれたろう付け接合強度で直接ろう付けされ、かつ
ろう付け接合部がすぐれた耐衝撃性を有し、したがって
高速掘削などの高衝撃の加わる苛酷な条件下での掘削に
際しても前記ダイヤ切刃片のろう付け接合部に破断の発
生なく、長期に亘ってすぐれた掘削性能を発揮する掘削
工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に、例えば石油などの掘削
に、図１（ａ）および（ｂ）にそれぞれ概略斜視図およ
び概略正面図で示される通り、合金鋼製ビット本体の先
端面に、複数の超硬ポストが所定の配列でろう付けや焼
きばめなどの手段で固着され、前記超硬ポストの先方側
面のそれぞれにダイヤ切刃片が、例えば特開平９−１１
０５４１号公報に記載される通り、質量％で（以下、％
は質量％を示す）、Ａｇ−１０〜３０％Ｃｕ−２〜８％
Ｔｉ−０．５〜４％Ｚｒの組成を有するＡｇ合金ろう材
を用いて直接ろう付けされた構造の掘削工具が用いられ
ていることは良く知られるところである。
に、図１（ａ）および（ｂ）にそれぞれ概略斜視図およ
び概略正面図で示される通り、合金鋼製ビット本体の先
端面に、複数の超硬ポストが所定の配列でろう付けや焼
きばめなどの手段で固着され、前記超硬ポストの先方側
面のそれぞれにダイヤ切刃片が、例えば特開平９−１１
０５４１号公報に記載される通り、質量％で（以下、％
は質量％を示す）、Ａｇ−１０〜３０％Ｃｕ−２〜８％
Ｔｉ−０．５〜４％Ｚｒの組成を有するＡｇ合金ろう材
を用いて直接ろう付けされた構造の掘削工具が用いられ
ていることは良く知られるところである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の石油はじ
め、各種の掘削装置の高性能化および高出力化はめざま
しく、かつ掘削作業の省エネ化および省力化に対する要
求も強く、これに伴ない、掘削作業は、高速化の傾向に
あるが、上記の従来掘削工具はじめ、多くの掘削工具に
おいては、特にこれらをダイヤ切刃片に断続的高負荷が
速いピッチでかかる高速掘削に用いた場合、これを構成
するダイヤ切刃片と超硬ポストとのろう付け接合部に破
断が発生し易く、この部分で剥離が生じ、比較的短時間
で使用寿命に至るものである。
め、各種の掘削装置の高性能化および高出力化はめざま
しく、かつ掘削作業の省エネ化および省力化に対する要
求も強く、これに伴ない、掘削作業は、高速化の傾向に
あるが、上記の従来掘削工具はじめ、多くの掘削工具に
おいては、特にこれらをダイヤ切刃片に断続的高負荷が
速いピッチでかかる高速掘削に用いた場合、これを構成
するダイヤ切刃片と超硬ポストとのろう付け接合部に破
断が発生し易く、この部分で剥離が生じ、比較的短時間
で使用寿命に至るものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、上記の従来掘削工具に着目し、
ダイヤ切刃片と超硬ポストのろう付け接合部の改善をは
かるべく研究を行なった結果、ダイヤ切刃片における超
硬ポストとのろう付け接合面に、表面から０．０１〜
０．５ｍｍの平均深さに亘って、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎ
ｂ、およびＭｏの炭化物、並びにこれらの２種以上の複
合炭化物のうちのいずれか、からなる超高圧高温反応生
成金属炭化物層（以下、超高圧生成炭化物層と云う）を
形成した状態で、これを超硬ポストのろう付け接合面
に、 Ｐｄ：２０〜４０％、 Ｃｕ：１５〜２５％、 Ｔｉ：２〜８％、 を含有し、残りがＡｇと不可避不純物からなる組成を有
するＡｇ合金ろう材を用いて直接ろう付けすると、前記
Ａｇ合金ろう材は高強度と高靭性を有すると共に、前記
ダイヤ切刃片のろう付け接合面に形成した超高圧生成炭
化物層および前記超硬ポストを構成するＷＣ基超硬合金
とのろう付け性にすぐれていることから、前記ダイヤ切
刃片およびは超硬ポストのろう付け接合部はすぐれた耐
衝撃性およびろう付け接合強度をもつようになり、した
がってこの結果の掘削工具は、これを高速掘削に用いて
も前記ダイヤ切刃片と前記超硬ポストのろう付け接合部
が破断するすることはなく、すぐれた掘削性能を長期に
亘って発揮するという研究結果を得たのである。
上述のような観点から、上記の従来掘削工具に着目し、
ダイヤ切刃片と超硬ポストのろう付け接合部の改善をは
かるべく研究を行なった結果、ダイヤ切刃片における超
硬ポストとのろう付け接合面に、表面から０．０１〜
０．５ｍｍの平均深さに亘って、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎ
ｂ、およびＭｏの炭化物、並びにこれらの２種以上の複
合炭化物のうちのいずれか、からなる超高圧高温反応生
成金属炭化物層（以下、超高圧生成炭化物層と云う）を
形成した状態で、これを超硬ポストのろう付け接合面
に、 Ｐｄ：２０〜４０％、 Ｃｕ：１５〜２５％、 Ｔｉ：２〜８％、 を含有し、残りがＡｇと不可避不純物からなる組成を有
するＡｇ合金ろう材を用いて直接ろう付けすると、前記
Ａｇ合金ろう材は高強度と高靭性を有すると共に、前記
ダイヤ切刃片のろう付け接合面に形成した超高圧生成炭
化物層および前記超硬ポストを構成するＷＣ基超硬合金
とのろう付け性にすぐれていることから、前記ダイヤ切
刃片およびは超硬ポストのろう付け接合部はすぐれた耐
衝撃性およびろう付け接合強度をもつようになり、した
がってこの結果の掘削工具は、これを高速掘削に用いて
も前記ダイヤ切刃片と前記超硬ポストのろう付け接合部
が破断するすることはなく、すぐれた掘削性能を長期に
亘って発揮するという研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、合金鋼製ビット本体の先端面に
複数の超硬ポストが所定の配列で固着され、前記超硬ポ
ストの先方側面のそれぞれにダイヤ切刃片が直接ろう付
けされた構造の掘削工具において、上記ダイヤ切刃片に
おける上記超硬ポストとのろう付け接合面に、表面から
０．０１〜０．５ｍｍの平均深さに亘って、超高圧生成
炭化物層を形成すると共に、上記のろう付け接合面に超
高圧生成炭化物層を形成したダイヤ切刃片を、 Ｐｄ：２０〜４０％、 Ｃｕ：１５〜２５％、 Ｔｉ：２〜８％、 を含有し、残りがＡｇと不可避不純物からなる組成を有
するＡｇ合金ろう材を用いて上記超硬ポストにろう付け
してなる、ダイヤ切刃片のろう付け接合部がすぐれた耐
衝撃性および接合強度を有する掘削工具に特徴を有する
ものである。
なされたものであって、合金鋼製ビット本体の先端面に
複数の超硬ポストが所定の配列で固着され、前記超硬ポ
ストの先方側面のそれぞれにダイヤ切刃片が直接ろう付
けされた構造の掘削工具において、上記ダイヤ切刃片に
おける上記超硬ポストとのろう付け接合面に、表面から
０．０１〜０．５ｍｍの平均深さに亘って、超高圧生成
炭化物層を形成すると共に、上記のろう付け接合面に超
高圧生成炭化物層を形成したダイヤ切刃片を、 Ｐｄ：２０〜４０％、 Ｃｕ：１５〜２５％、 Ｔｉ：２〜８％、 を含有し、残りがＡｇと不可避不純物からなる組成を有
するＡｇ合金ろう材を用いて上記超硬ポストにろう付け
してなる、ダイヤ切刃片のろう付け接合部がすぐれた耐
衝撃性および接合強度を有する掘削工具に特徴を有する
ものである。
【０００６】つぎに、この発明の掘削工具において、超
高圧生成炭化物層の平均深さおよびＡｇ合金ろう材の成
分組成を上記の通りに限定した理由を説明する。 （Ａ）超高圧生成炭化物層の平均深さ 一般に、上記ダイヤ切刃片は、例えばＴａカプセル内に
ＭｇＣＯ3粉末などの焼結助剤を下に敷いた状態で原料
粉末であるダイヤモンド粉末を充填封入し、これを通常
のベルト式超高圧焼結装置に装填し、圧力：６〜９ＧＰ
ａ、温度：２０００〜２５００℃、保持時間：２０〜６
０分の条件で超高圧焼結することによって製造される
が、上記超高圧生成炭化物層は、前記のダイヤ切刃片の
製造工程における上記Ｔａカプセル内へのダイヤモンド
粉末の装入に際して、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、および
Ｍｏ、並びにこれらの金属の２種以上の合金の薄板や箔
材、さらに粉末のうちの１種以上を前記ダイヤモンド粉
末上に載置した状態で前記Ｔａカプセル内に装入してお
くことにより前記超高圧焼結後のダイヤ切刃片の超硬ポ
ストとのろう付け面に、表面から所定の平均深さに亘っ
て形成されるものである。しかし、この場合上記超高圧
生成炭化物層の表面からの平均深さが、０．０１ｍｍ未
満ではろう付け面全面が炭化物で覆われた状態になら
ず、この結果所望の強固なろう付け接合強度が得られ
ず、一方その平均深さが、０．５ｍｍを越えると高速掘
削の実用時に超高圧生成炭化物層自体が割れ発生の起点
となり、この部分から剥離するようになることから、そ
の平均深さを０．０１〜０．５ｍｍ、望ましくは０．０
５〜０．２ｍｍと定めた。
高圧生成炭化物層の平均深さおよびＡｇ合金ろう材の成
分組成を上記の通りに限定した理由を説明する。 （Ａ）超高圧生成炭化物層の平均深さ 一般に、上記ダイヤ切刃片は、例えばＴａカプセル内に
ＭｇＣＯ3粉末などの焼結助剤を下に敷いた状態で原料
粉末であるダイヤモンド粉末を充填封入し、これを通常
のベルト式超高圧焼結装置に装填し、圧力：６〜９ＧＰ
ａ、温度：２０００〜２５００℃、保持時間：２０〜６
０分の条件で超高圧焼結することによって製造される
が、上記超高圧生成炭化物層は、前記のダイヤ切刃片の
製造工程における上記Ｔａカプセル内へのダイヤモンド
粉末の装入に際して、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、および
Ｍｏ、並びにこれらの金属の２種以上の合金の薄板や箔
材、さらに粉末のうちの１種以上を前記ダイヤモンド粉
末上に載置した状態で前記Ｔａカプセル内に装入してお
くことにより前記超高圧焼結後のダイヤ切刃片の超硬ポ
ストとのろう付け面に、表面から所定の平均深さに亘っ
て形成されるものである。しかし、この場合上記超高圧
生成炭化物層の表面からの平均深さが、０．０１ｍｍ未
満ではろう付け面全面が炭化物で覆われた状態になら
ず、この結果所望の強固なろう付け接合強度が得られ
ず、一方その平均深さが、０．５ｍｍを越えると高速掘
削の実用時に超高圧生成炭化物層自体が割れ発生の起点
となり、この部分から剥離するようになることから、そ
の平均深さを０．０１〜０．５ｍｍ、望ましくは０．０
５〜０．２ｍｍと定めた。
【０００７】（ａ） Ｐｄ（パラジウム） Ｐｄ成分には、Ａｇ合金ろう材の強度および靭性を著し
く向上させ、もってろう付け部にきわめてすぐれた耐衝
撃性を付与せしめることにより、断続的高負荷が速いピ
ッチでかかる高速掘削にも、ろう付け接合部に剥離の原
因となる割れが発生するのを著しく抑制する作用をもつ
が、その含有量が２０％未満では、前記作用に所望のす
ぐれた向上効果が得られず、一方その含有量が４０％を
越えると、相対的にＡｇ（銀）の含有量が少なくなり過
ぎて、Ａｇによってもたらされる良好なろう付け性、す
なわちろう材の低融点化および流動化、並びにろう付け
接合面に対するぬれ性が損なわれるようになることか
ら、その含有量を２０〜４０％、望ましくは２５〜３５
％と定めた。
く向上させ、もってろう付け部にきわめてすぐれた耐衝
撃性を付与せしめることにより、断続的高負荷が速いピ
ッチでかかる高速掘削にも、ろう付け接合部に剥離の原
因となる割れが発生するのを著しく抑制する作用をもつ
が、その含有量が２０％未満では、前記作用に所望のす
ぐれた向上効果が得られず、一方その含有量が４０％を
越えると、相対的にＡｇ（銀）の含有量が少なくなり過
ぎて、Ａｇによってもたらされる良好なろう付け性、す
なわちろう材の低融点化および流動化、並びにろう付け
接合面に対するぬれ性が損なわれるようになることか
ら、その含有量を２０〜４０％、望ましくは２５〜３５
％と定めた。
【０００８】（ｂ） Ｃｕ（銅） Ｃｕ成分は、掘削時にろう付け接合部にかかる高いせん
断応力にも十分に耐える破断強度を確保するのに不可欠
の成分であるが、その含有量が１５％未満では所望のす
ぐれた破断強度を確保することができず、一方その含有
量が２５％を越えると、ろう付け性が損なわれるように
なることから、その含有量を１５〜２５％、望ましくは
１８〜２３％と定めた。
断応力にも十分に耐える破断強度を確保するのに不可欠
の成分であるが、その含有量が１５％未満では所望のす
ぐれた破断強度を確保することができず、一方その含有
量が２５％を越えると、ろう付け性が損なわれるように
なることから、その含有量を１５〜２５％、望ましくは
１８〜２３％と定めた。
【０００９】（ｃ） Ｔｉ（チタン） Ｔｉ成分には、特にダイヤ切刃片の超高圧生成炭化物層
および超硬ポストのろう付け接合面を著しく活性化し
て、前記ろう付け接合面のろう材に対する親和性を向上
させ、もってＡｇによる良好なろう付け性を十分に発揮
せしめて、ダイヤ切刃片と超硬ポストのろう付け接合部
の強度向上に寄与する作用があるが、その含有量が２％
未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含
有量が８％を越えると、ろう材の強度および靭性が低下
し、ろう付け接合部に所望のすぐれた耐衝撃性を確保す
ることができなくなることから、その含有量を２〜８
％、望ましくは４〜８％と定めた。
および超硬ポストのろう付け接合面を著しく活性化し
て、前記ろう付け接合面のろう材に対する親和性を向上
させ、もってＡｇによる良好なろう付け性を十分に発揮
せしめて、ダイヤ切刃片と超硬ポストのろう付け接合部
の強度向上に寄与する作用があるが、その含有量が２％
未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含
有量が８％を越えると、ろう材の強度および靭性が低下
し、ろう付け接合部に所望のすぐれた耐衝撃性を確保す
ることができなくなることから、その含有量を２〜８
％、望ましくは４〜８％と定めた。
【００１０】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の掘削工具を実
施例により具体的に説明する。原料粉末として、いずれ
も２〜２０μｍの範囲内の所定の平均粒径を有する純
度：９９．９％以上のダイヤモンド粉末および各種の純
度：９５％以上の焼結助剤粉末、さらに０．１〜０．５
ｍｍの範囲内の所定の厚さを有するＴｉ、Ｚｒ、Ｔａ、
Ｎｂ、およびＭｏ、さらにＴｉ−３５％Ｎｂ合金、Ｔａ
−５％Ｍｏ合金、およびＴｉ−１５％Ｚｒ−３％Ｔａ合
金の薄板を用意し、これらの原料粉末および薄板を表１
に示される組み合わせでＴａカプセル内に、下から上に
焼結助剤粉末、ダイヤモンド粉末、および薄板の順に重
ねて装入して封着し、また比較の目的で前記薄板の装入
を行わない以外は同一の条件でのＴａカプセルへの装入
封着も行い、ついでこれらのＴａカプセルを通常のベル
ト式超高圧焼結装置に装填し、７．７ＧＰａの圧力で、
２１００〜２５００℃の範囲内の所定の温度に、２０〜
６０分の範囲内の所定時間保持の条件で超高圧焼結し、
焼結後♯２００のダイヤモンド砥石で研磨して、表面に
残存する上記の焼結助剤および金属（薄板）、または焼
結助剤を除去して、いずれも直径：１０ｍｍ×厚さ：１
ｍｍの寸法をもち、かつ表１に示される平均深さ（任意
断面５ヶ所の平均深さ）の超高圧生成炭化物層が超硬ポ
ストとのろう付け面に形成され（Ａ−１〜Ａ−１３）、
あるいは前記超高圧生成炭化物層の形成のない（Ａ−１
４）円形チップ形状の焼結体とし、さらに前記焼結体を
レーザーを用いて直径：８．３ｍｍに加工することによ
り、それぞれが１６個を１組とするダイヤ切刃片Ａ−１
〜Ａ−１４をそれぞれ製造した。
施例により具体的に説明する。原料粉末として、いずれ
も２〜２０μｍの範囲内の所定の平均粒径を有する純
度：９９．９％以上のダイヤモンド粉末および各種の純
度：９５％以上の焼結助剤粉末、さらに０．１〜０．５
ｍｍの範囲内の所定の厚さを有するＴｉ、Ｚｒ、Ｔａ、
Ｎｂ、およびＭｏ、さらにＴｉ−３５％Ｎｂ合金、Ｔａ
−５％Ｍｏ合金、およびＴｉ−１５％Ｚｒ−３％Ｔａ合
金の薄板を用意し、これらの原料粉末および薄板を表１
に示される組み合わせでＴａカプセル内に、下から上に
焼結助剤粉末、ダイヤモンド粉末、および薄板の順に重
ねて装入して封着し、また比較の目的で前記薄板の装入
を行わない以外は同一の条件でのＴａカプセルへの装入
封着も行い、ついでこれらのＴａカプセルを通常のベル
ト式超高圧焼結装置に装填し、７．７ＧＰａの圧力で、
２１００〜２５００℃の範囲内の所定の温度に、２０〜
６０分の範囲内の所定時間保持の条件で超高圧焼結し、
焼結後♯２００のダイヤモンド砥石で研磨して、表面に
残存する上記の焼結助剤および金属（薄板）、または焼
結助剤を除去して、いずれも直径：１０ｍｍ×厚さ：１
ｍｍの寸法をもち、かつ表１に示される平均深さ（任意
断面５ヶ所の平均深さ）の超高圧生成炭化物層が超硬ポ
ストとのろう付け面に形成され（Ａ−１〜Ａ−１３）、
あるいは前記超高圧生成炭化物層の形成のない（Ａ−１
４）円形チップ形状の焼結体とし、さらに前記焼結体を
レーザーを用いて直径：８．３ｍｍに加工することによ
り、それぞれが１６個を１組とするダイヤ切刃片Ａ−１
〜Ａ−１４をそれぞれ製造した。
【００１１】また、原料粉末として、いずれも１〜８μ
ｍの平均粒径を有するＷＣ粉末、ＴｉＣ粉末、ＺｒＣ粉
末、ＶＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、Ｃｒ3 Ｃ2 粉
末、ＴｉＮ粉末、ＴａＮ粉末、およびＣｏ粉末を用意
し、これら原料粉末を、表２に示される配合組成に配合
し、ボールミルで７２時間湿式混合し、乾燥した後、９
８ＭＰａの圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を
０．１３Ｐａの真空中、温度：１４００℃に１時間保持
の条件で焼結することにより、いずれも最大径：１５ｍ
ｍ×底面径：１３ｍｍ×長さ：２０ｍｍの寸法並びに図
１に示す形状を有し、かつそれぞれが１６個を１組とす
る超硬ポストＢ−１〜Ｂ−１２を製造した。
ｍの平均粒径を有するＷＣ粉末、ＴｉＣ粉末、ＺｒＣ粉
末、ＶＣ粉末、ＴａＣ粉末、ＮｂＣ粉末、Ｃｒ3 Ｃ2 粉
末、ＴｉＮ粉末、ＴａＮ粉末、およびＣｏ粉末を用意
し、これら原料粉末を、表２に示される配合組成に配合
し、ボールミルで７２時間湿式混合し、乾燥した後、９
８ＭＰａの圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を
０．１３Ｐａの真空中、温度：１４００℃に１時間保持
の条件で焼結することにより、いずれも最大径：１５ｍ
ｍ×底面径：１３ｍｍ×長さ：２０ｍｍの寸法並びに図
１に示す形状を有し、かつそれぞれが１６個を１組とす
る超硬ポストＢ−１〜Ｂ−１２を製造した。
【００１２】さらに、通常の溶解法を用いて表３に示さ
れる成分組成をもった合金溶湯を調製し、いずれも通常
の条件で、インゴットに鋳造し、熱間圧延と冷間圧延を
施して厚さ：０．３５ｍｍの本発明掘削工具用ろう材Ｃ
−１〜Ｃ−７、および従来掘削工具用ろう材Ｃ−８をそ
れぞれ製造した。
れる成分組成をもった合金溶湯を調製し、いずれも通常
の条件で、インゴットに鋳造し、熱間圧延と冷間圧延を
施して厚さ：０．３５ｍｍの本発明掘削工具用ろう材Ｃ
−１〜Ｃ−７、および従来掘削工具用ろう材Ｃ−８をそ
れぞれ製造した。
【００１３】ついで、上記の１６個を１組としたダイヤ
切刃片Ａ−１〜Ａ−１４のそれぞれを表４に示される組
み合わせにおいて上記ろう材Ｃ−１〜Ｃ−８を介して同
じく１６個を１組とした超硬ポストＢ−１〜Ｂ−１２の
それぞれにセットし、０．１３Ｐａの真空中、１２００
℃に５分間保持の条件でろう付け接合し、さらにこのよ
うにダイヤ切刃片をろう付けした１６個の超硬ポスト
を、図１に示される通りＪＩＳ・ＳＣＨ４１５に規定さ
れる合金鋼で構成されたビット本体の直径：２４０ｍｍ
の先端面に十字状に配列形成された深さ：８ｍｍの合計
１６個の凹みのそれぞれに、Ｃｕ−４０％Ａｇ−６％Ｓ
ｎ−２％Ｎｉからなる組成および０．３５ｍｍの厚さを
もったろう材を挟んで嵌着し、Ａｒガス雰囲気中、８０
０℃に５分間保持の条件でろう付けすることにより本発
明掘削工具１〜１３および従来掘削工具をそれぞれ製造
した。
切刃片Ａ−１〜Ａ−１４のそれぞれを表４に示される組
み合わせにおいて上記ろう材Ｃ−１〜Ｃ−８を介して同
じく１６個を１組とした超硬ポストＢ−１〜Ｂ−１２の
それぞれにセットし、０．１３Ｐａの真空中、１２００
℃に５分間保持の条件でろう付け接合し、さらにこのよ
うにダイヤ切刃片をろう付けした１６個の超硬ポスト
を、図１に示される通りＪＩＳ・ＳＣＨ４１５に規定さ
れる合金鋼で構成されたビット本体の直径：２４０ｍｍ
の先端面に十字状に配列形成された深さ：８ｍｍの合計
１６個の凹みのそれぞれに、Ｃｕ−４０％Ａｇ−６％Ｓ
ｎ−２％Ｎｉからなる組成および０．３５ｍｍの厚さを
もったろう材を挟んで嵌着し、Ａｒガス雰囲気中、８０
０℃に５分間保持の条件でろう付けすることにより本発
明掘削工具１〜１３および従来掘削工具をそれぞれ製造
した。
【００１４】つぎに、この結果得られた各種の掘削工具
について、 掘削材：９９ＭＰａの圧縮強度および７７のショア硬さ
を有する安山岩、 掘削速度：５ｍ／ｈｒ、 給水量：９０ｌ／ｍｉｎ、 回転速度：１５０ｒ．ｐ．ｍ．、 ビット本体への負荷荷重：１５ｔｏｎ、 の条件で高速掘削試験を行ない、使用寿命に至るまでの
掘削長をそれぞれ測定した。これらの測定結果を表４に
示した。また、ダイヤ切刃片と超硬ポストのろう付け接
合部の接合強度を評価する目的で、前記ろう付け接合部
の破断強度を測定し、この測定結果を超硬ポスト：１６
個の平均値で表４に示した。
について、 掘削材：９９ＭＰａの圧縮強度および７７のショア硬さ
を有する安山岩、 掘削速度：５ｍ／ｈｒ、 給水量：９０ｌ／ｍｉｎ、 回転速度：１５０ｒ．ｐ．ｍ．、 ビット本体への負荷荷重：１５ｔｏｎ、 の条件で高速掘削試験を行ない、使用寿命に至るまでの
掘削長をそれぞれ測定した。これらの測定結果を表４に
示した。また、ダイヤ切刃片と超硬ポストのろう付け接
合部の接合強度を評価する目的で、前記ろう付け接合部
の破断強度を測定し、この測定結果を超硬ポスト：１６
個の平均値で表４に示した。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】
【表４】
【００１９】
【発明の効果】表４に示される結果から、本発明掘削工
具１〜１２は、いずれもダイヤ切刃片と超硬ポストのろ
う付け接合部が、上記組成のＡｇ合金ろう材のもつ高強
度および高靭性、さらに前記ダイヤ切刃片のろう付け面
に形成された超高圧生成炭化物層および前記超硬ポスト
を構成するＷＣ基超硬合金に対するすぐれたろう付け性
によって、著しくすぐれた耐衝撃性および接合強度をも
つようになるので、苛酷な条件での掘削作業となる高速
掘削でも、前記ろう付け接合部に破断の発生なく、すぐ
れた掘削性能を長期に亘って発揮するのに対して、従来
掘削工具は、前記ろう付け接合部の耐衝撃性および接合
強度が相対的に低いために掘削開始後短時間で前記ろう
付け接合部に破断が発生し、使用寿命に至ることが明ら
かである。上述のように、この発明の掘削工具は、ダイ
ヤ切刃片の超硬ポストに対するろう付け性にすぐれ、か
つろう付け接合部がすぐれた耐衝撃性を有するので、通
常の条件での掘削作業は勿論のこと、これを高速で行っ
てもダイヤ切刃片は超硬ポストに強固に接合し、長期に
亘ってすぐれた掘削性能を発揮するものであり、掘削作
業の省エネ化および省力化に十分満足に対応するもので
ある。
具１〜１２は、いずれもダイヤ切刃片と超硬ポストのろ
う付け接合部が、上記組成のＡｇ合金ろう材のもつ高強
度および高靭性、さらに前記ダイヤ切刃片のろう付け面
に形成された超高圧生成炭化物層および前記超硬ポスト
を構成するＷＣ基超硬合金に対するすぐれたろう付け性
によって、著しくすぐれた耐衝撃性および接合強度をも
つようになるので、苛酷な条件での掘削作業となる高速
掘削でも、前記ろう付け接合部に破断の発生なく、すぐ
れた掘削性能を長期に亘って発揮するのに対して、従来
掘削工具は、前記ろう付け接合部の耐衝撃性および接合
強度が相対的に低いために掘削開始後短時間で前記ろう
付け接合部に破断が発生し、使用寿命に至ることが明ら
かである。上述のように、この発明の掘削工具は、ダイ
ヤ切刃片の超硬ポストに対するろう付け性にすぐれ、か
つろう付け接合部がすぐれた耐衝撃性を有するので、通
常の条件での掘削作業は勿論のこと、これを高速で行っ
てもダイヤ切刃片は超硬ポストに強固に接合し、長期に
亘ってすぐれた掘削性能を発揮するものであり、掘削作
業の省エネ化および省力化に十分満足に対応するもので
ある。
【図１】掘削工具を示す概略斜視図（ａ）およびダイヤ
切刃片付き超硬ポストの概略正面図（ｂ）である。
切刃片付き超硬ポストの概略正面図（ｂ）である。
Claims (1)
- 【請求項１】 合金鋼製ビット本体の先端面に複数の炭
化タングステン基超硬合金製ポストが所定の配列で固着
され、前記ポストの先方側面のそれぞれに焼結ダイヤモ
ンド製切刃片が直接ろう付けされた構造の掘削工具にお
いて、 上記切刃片における上記ポストとのろう付け接合面に、
表面から０．０１〜０．５ｍｍの平均深さに亘って、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、およびＭｏの炭化物、並びにこ
れらの２種以上の複合炭化物のうちのいずれか、からな
る超高圧高温反応生成金属炭化物層を形成すると共に、 上記のろう付け接合面に超高圧高温反応生成金属炭化物
層を形成した切刃片を、質量％で、 Ｐｄ：２０〜４０％、 Ｃｕ：１５〜２５％、 Ｔｉ：２〜８％、 を含有し、残りがＡｇと不可避不純物からなる組成を有
するＡｇ合金ろう材を用いて上記ポストにろう付けして
なる、切刃片のろう付け接合部がすぐれた耐衝撃性およ
び接合強度を有する掘削工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000195473A JP2002013377A (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | 切刃片のろう付け接合部がすぐれた耐衝撃性および接合強度を有する掘削工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000195473A JP2002013377A (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | 切刃片のろう付け接合部がすぐれた耐衝撃性および接合強度を有する掘削工具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002013377A true JP2002013377A (ja) | 2002-01-18 |
Family
ID=18694133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000195473A Pending JP2002013377A (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | 切刃片のろう付け接合部がすぐれた耐衝撃性および接合強度を有する掘削工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002013377A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006266008A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Mitsubishi Materials Corp | 掘削工具の製造方法及び掘削工具 |
| JP2007154557A (ja) * | 2005-12-07 | 2007-06-21 | Mitsubishi Materials Corp | 掘削工具の製造方法及び掘削工具 |
| US9222350B2 (en) | 2011-06-21 | 2015-12-29 | Diamond Innovations, Inc. | Cutter tool insert having sensing device |
| CN107457916A (zh) * | 2017-09-18 | 2017-12-12 | 江苏锋泰工具有限公司 | 磨钻两用多功能金刚石打孔钻 |
-
2000
- 2000-06-29 JP JP2000195473A patent/JP2002013377A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006266008A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Mitsubishi Materials Corp | 掘削工具の製造方法及び掘削工具 |
| JP4604182B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2010-12-22 | 三菱マテリアル株式会社 | 掘削工具の製造方法及び掘削工具 |
| JP2007154557A (ja) * | 2005-12-07 | 2007-06-21 | Mitsubishi Materials Corp | 掘削工具の製造方法及び掘削工具 |
| JP4686760B2 (ja) * | 2005-12-07 | 2011-05-25 | 三菱マテリアル株式会社 | 掘削工具の製造方法及び掘削工具 |
| US9222350B2 (en) | 2011-06-21 | 2015-12-29 | Diamond Innovations, Inc. | Cutter tool insert having sensing device |
| CN107457916A (zh) * | 2017-09-18 | 2017-12-12 | 江苏锋泰工具有限公司 | 磨钻两用多功能金刚石打孔钻 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4045014B2 (ja) | 多結晶ダイヤモンド工具 | |
| US8147573B2 (en) | Bonding structure and bonding method for cemented carbide element and diamond element, cutting tip and cutting element for drilling tool, and drilling tool | |
| EP2093301B1 (en) | Superhard tip and process for producing the same | |
| JP6459042B2 (ja) | 接合用ろう材およびそれを用いた複合部材、切削工具 | |
| JP3942127B2 (ja) | 切刃片のろう付け部がすぐれた破断強度を有する掘削工具 | |
| WO2017038855A1 (ja) | 複合部材及び切削工具 | |
| JP2002013377A (ja) | 切刃片のろう付け接合部がすぐれた耐衝撃性および接合強度を有する掘削工具 | |
| JP2004060201A (ja) | 高速回転操業条件ですぐれた耐微少欠け性を発揮する掘削工具の切刃片 | |
| JP2018140416A (ja) | 複合部材とこれを作製するために用いる接合部材およびこの複合部材からなる切削工具 | |
| JP5656076B2 (ja) | ｃＢＮインサート | |
| JP2001241285A (ja) | 切刃片がすぐれた高温接合強度を有する掘削工具 | |
| JPH11188510A (ja) | 硬質焼結体切削工具 | |
| JPH09110546A (ja) | 切刃チップがすぐれた接合強度を有する掘削工具 | |
| JPH07124804A (ja) | すぐれた耐摩耗性を発揮する切削チップ | |
| JPH0798964B2 (ja) | 立方晶窒化ホウ素超硬合金複合焼結体 | |
| JP2007090371A (ja) | 伸線ダイス用素材及び伸線ダイス | |
| JP6757519B2 (ja) | 複合部材及び切削工具 | |
| JPH09110541A (ja) | 切刃チップがすぐれた接合強度を有する掘削工具 | |
| JP3358477B2 (ja) | 切刃片がすぐれたろう付け接合強度を有する切削工具 | |
| JPH10193210A (ja) | 切刃片がすぐれたろう付け接合強度を有する超硬合金製切削工具 | |
| JP6694597B2 (ja) | 複合部材及び切削工具 | |
| JPH09110545A (ja) | 切刃チップがすぐれた接合強度を有する掘削工具 | |
| JP5804380B2 (ja) | 超高圧焼結体製切削工具 | |
| JP2018111108A (ja) | 複合部材およびこの複合部材からなる切削工具 | |
| JPH09110543A (ja) | 切刃チップがすぐれた接合強度を有する掘削工具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20040331 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20041116 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20041116 |