JPH05209488A - 岩石掘削用のセメンテッドカーバイド製ボタン - Google Patents
岩石掘削用のセメンテッドカーバイド製ボタンInfo
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- JPH05209488A JPH05209488A JP4303449A JP30344992A JPH05209488A JP H05209488 A JPH05209488 A JP H05209488A JP 4303449 A JP4303449 A JP 4303449A JP 30344992 A JP30344992 A JP 30344992A JP H05209488 A JPH05209488 A JP H05209488A
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
- E21B10/56—Button-type inserts
- E21B10/567—Button-type inserts with preformed cutting elements mounted on a distinct support, e.g. polycrystalline inserts
- E21B10/5676—Button-type inserts with preformed cutting elements mounted on a distinct support, e.g. polycrystalline inserts having a cutting face with different segments, e.g. mosaic-type inserts
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 岩石掘削用のセメンテッドカーバイド製のボ
タンの掘削性能を向上させること。 【構成】 η相コア（ａ）、これに隣接する富Ｃｏ含有
域（ｂ）及びこれに隣接する貧Ｃｏ含有域（ｃ）を含ん
で成るセメンテッドカーバイドボタンにおいて、η相コ
ア（ａ）がボタン頂面の頂点部に内部から延長し、最初
から頂面の１部を構成している。 【効果】 頂点部のη相が頂面の掘削摩耗を抑制するの
で、掘削性能が大幅に向上する。
タンの掘削性能を向上させること。 【構成】 η相コア（ａ）、これに隣接する富Ｃｏ含有
域（ｂ）及びこれに隣接する貧Ｃｏ含有域（ｃ）を含ん
で成るセメンテッドカーバイドボタンにおいて、η相コ
ア（ａ）がボタン頂面の頂点部に内部から延長し、最初
から頂面の１部を構成している。 【効果】 頂点部のη相が頂面の掘削摩耗を抑制するの
で、掘削性能が大幅に向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は狭義の岩石掘削、鉱物切
削、油井掘り等のための工具並びにコンクリートやアス
ファルトを粉砕する工具に有用な広義の岩石掘削用セメ
ンテッドカーバイド製ボタンに関する。
削、油井掘り等のための工具並びにコンクリートやアス
ファルトを粉砕する工具に有用な広義の岩石掘削用セメ
ンテッドカーバイド製ボタンに関する。
【０００２】
【従来の技術】欧州特許公報のＥＰ−Ａ１８２７５９に
は、正規のα＋β相構造に微細且つ均等に分布している
η相を有するコアと、α＋β相のみを有する包囲表面域
とを構成部分とするセメンテッドカーバイド（超硬質焼
結炭化物）製のボタンが開示されている。但し、α相は
炭化タングステンであり、β相はバインダ相であり、例
えばＣｏである。η相はＭ6 Ｃ，Ｍ12Ｃ、その他の炭化
物で、例えばＣｏ3 Ｗ3Ｃである。追加条件は、コアの
近傍に配位する表面域の内局部におけるＣｏ含有量が名
目Ｃｏ含有量より大きく、そして表面域の最外局部のＣ
ｏ含有量が名目Ｃｏ含有量より小さく、且つコアの方向
に進むに従って最大値まで増大する。
は、正規のα＋β相構造に微細且つ均等に分布している
η相を有するコアと、α＋β相のみを有する包囲表面域
とを構成部分とするセメンテッドカーバイド（超硬質焼
結炭化物）製のボタンが開示されている。但し、α相は
炭化タングステンであり、β相はバインダ相であり、例
えばＣｏである。η相はＭ6 Ｃ，Ｍ12Ｃ、その他の炭化
物で、例えばＣｏ3 Ｗ3Ｃである。追加条件は、コアの
近傍に配位する表面域の内局部におけるＣｏ含有量が名
目Ｃｏ含有量より大きく、そして表面域の最外局部のＣ
ｏ含有量が名目Ｃｏ含有量より小さく、且つコアの方向
に進むに従って最大値まで増大する。
【０００３】上記公報に開示のボタンを用いた掘削で
は、貧Ｃｏ含有層が順次摩滅してしまう。この摩耗が富
Ｃｏ中間層に至ると、周囲域よりも急速に摩滅して、ク
レータが形成され、その結果砕片化する（スポーリン
グ）危険が増大すると同時に、掘削速度が低下する。摩
滅が続くと、η相が露呈され、ボタンがその時から一層
丸くなったキヤップ形状になる（図１の１．５参照）。
富Ｃｏ中間層の完全な摩滅は再研磨されないチゼル形や
円錐形のボタンを用いた回転破砕掘削にとっては格別に
重要な事態である。ボタンのクレータが深くなり過ぎな
いようにするために、η相表面域の肉厚を最小限度に維
持する。その場合の危険としては、貧Ｃｏ表面域が剥離
して、富Ｃｏ局部が露呈し、結果的に急速摩耗されるこ
とである。それにより、ボタンは、数mmの突出高さを失
う。ボタンの突出とその形状は掘削特性、特に侵入速度
に影響を及ぼす。
は、貧Ｃｏ含有層が順次摩滅してしまう。この摩耗が富
Ｃｏ中間層に至ると、周囲域よりも急速に摩滅して、ク
レータが形成され、その結果砕片化する（スポーリン
グ）危険が増大すると同時に、掘削速度が低下する。摩
滅が続くと、η相が露呈され、ボタンがその時から一層
丸くなったキヤップ形状になる（図１の１．５参照）。
富Ｃｏ中間層の完全な摩滅は再研磨されないチゼル形や
円錐形のボタンを用いた回転破砕掘削にとっては格別に
重要な事態である。ボタンのクレータが深くなり過ぎな
いようにするために、η相表面域の肉厚を最小限度に維
持する。その場合の危険としては、貧Ｃｏ表面域が剥離
して、富Ｃｏ局部が露呈し、結果的に急速摩耗されるこ
とである。それにより、ボタンは、数mmの突出高さを失
う。ボタンの突出とその形状は掘削特性、特に侵入速度
に影響を及ぼす。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の上記問題点を克
服して、岩石掘削に通常使用されるセメンテッドカーバ
イドの全ての品種にあっても、掘削性能を増大させる得
る斯ゝるセメンテッドカーバイド製のボタンを実現する
ことにある。
服して、岩石掘削に通常使用されるセメンテッドカーバ
イドの全ての品種にあっても、掘削性能を増大させる得
る斯ゝるセメンテッドカーバイド製のボタンを実現する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】コアとこれを包囲する表
面域を含んで成り、コアと表面域の両部分がＷＣ及びＣ
ｏ，Ｎｉ或いはＦｅの少くとも１つ元素に基づくバイン
ダ相を含有し、しかもコアがその他にη相を含有してい
る斯ゝるセメンテッドカーバイド製の岩石掘削用ボタン
において、η相コアがボタン頂面の頂点部に達してい
て、η相が初期のボタン頂面を構成していることに特徴
がある。
面域を含んで成り、コアと表面域の両部分がＷＣ及びＣ
ｏ，Ｎｉ或いはＦｅの少くとも１つ元素に基づくバイン
ダ相を含有し、しかもコアがその他にη相を含有してい
る斯ゝるセメンテッドカーバイド製の岩石掘削用ボタン
において、η相コアがボタン頂面の頂点部に達してい
て、η相が初期のボタン頂面を構成していることに特徴
がある。
【０００６】上記η相コアは少くとも２％Vol.％、好ま
しくは少くとも５Vol.％で、最大６０Vol.％、好ましく
は最大３５Vol.％のη相を含有する。このη相は０．５
−１０μｍ、好ましくは１−５μｍのクレンサイズにフ
インガーグレン化されて、正規のＷＣ−Ｃｏ構造の母材
（マトリックス）に均等に分散、分布されている。η相
コアの幅はセメンテッドカーバイド本体の断面の１０−
９５％、好ましくは２５−７５％である。このη相コア
は本体であるボタンの頂面に延長している。通常、コア
の位置は対称的であるが、例えば周縁ボタン（peripher
al botton ）等の特殊配置のボタンには非対称的である
のが適している場合がある。
しくは少くとも５Vol.％で、最大６０Vol.％、好ましく
は最大３５Vol.％のη相を含有する。このη相は０．５
−１０μｍ、好ましくは１−５μｍのクレンサイズにフ
インガーグレン化されて、正規のＷＣ−Ｃｏ構造の母材
（マトリックス）に均等に分散、分布されている。η相
コアの幅はセメンテッドカーバイド本体の断面の１０−
９５％、好ましくは２５−７５％である。このη相コア
は本体であるボタンの頂面に延長している。通常、コア
の位置は対称的であるが、例えば周縁ボタン（peripher
al botton ）等の特殊配置のボタンには非対称的である
のが適している場合がある。
【０００７】η相の無い表面域のバインダ相含有量はη
相コアの方へ進むに従って増大し、η相コアに達する所
でη相コアの中心部のバインダ相含有量の少くとも１．
２倍、好ましくは少くとも１．４倍の最大値に達する。
相コアの方へ進むに従って増大し、η相コアに達する所
でη相コアの中心部のバインダ相含有量の少くとも１．
２倍、好ましくは少くとも１．４倍の最大値に達する。
【０００８】それに加えて、ボタンの頂面はη相の無い
１０−１００μｍ厚の薄層を有していてもよい。
１０−１００μｍ厚の薄層を有していてもよい。
【０００９】ロータリ破砕掘削のためには、１０−２５
w.t.％のＣｏを含有するセメンテッドカーバイドを用い
ると殊に有利であり、軟質岩の衝撃掘削のためには５−
１０w.t.％のＣｏを含有するものが殊に有利であり、ま
た鉱物用工具のためには６−１３w.t.％のＣｏを含有す
るものが殊に有利である。ＷＣグレンサイズは１．０μ
ｍから１０μｍまでのもの、好ましくは２−８μｍの範
囲で変動してもよい。
w.t.％のＣｏを含有するセメンテッドカーバイドを用い
ると殊に有利であり、軟質岩の衝撃掘削のためには５−
１０w.t.％のＣｏを含有するものが殊に有利であり、ま
た鉱物用工具のためには６−１３w.t.％のＣｏを含有す
るものが殊に有利である。ＷＣグレンサイズは１．０μ
ｍから１０μｍまでのもの、好ましくは２−８μｍの範
囲で変動してもよい。
【００１０】η相中のＣｏ部分はＦｅ，Ｎｉのいづれか
の金属によって部分的に、或いは全部置き代えることが
出来る、即ちη相自体は鉄族金属の１種や複種を組合せ
たものから成ることが出来る。
の金属によって部分的に、或いは全部置き代えることが
出来る、即ちη相自体は鉄族金属の１種や複種を組合せ
たものから成ることが出来る。
【００１１】α相中の１５w.t.％までのタングステン
（Ｗ）はＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ及び
Ｍｏの１種或いは複種の金属炭化物生成元素によって置
換出来る。
（Ｗ）はＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ及び
Ｍｏの１種或いは複種の金属炭化物生成元素によって置
換出来る。
【００１２】上記の本発明に係わるセメンテッドカーバ
イドのボタン成形品は粉砕、加圧及び焼結を行う粉体金
属学的手法によって製造される。先ず、炭素（Ｃ）に関
して準化学量論的組成の粉末を出発原料として、η相含
有セメンテッドカーバイドを焼結によって得る。この焼
結物には浸炭熱処理を次に施す。この場合、ボタン成形
品の頂面では、薄層、例えばＡｌ2 Ｏ3 の層によって浸
炭を阻止するように熱処理を行う。
イドのボタン成形品は粉砕、加圧及び焼結を行う粉体金
属学的手法によって製造される。先ず、炭素（Ｃ）に関
して準化学量論的組成の粉末を出発原料として、η相含
有セメンテッドカーバイドを焼結によって得る。この焼
結物には浸炭熱処理を次に施す。この場合、ボタン成形
品の頂面では、薄層、例えばＡｌ2 Ｏ3 の層によって浸
炭を阻止するように熱処理を行う。
【００１３】本発明に係わるボタンは、岩石に当接させ
て相対的に移動させ、それによって岩石から破片を取り
出す方法によって岩石を掘削する方法に適用されるが、
この掘削方法において、本発明はη相コア自体を掘削の
初期から岩石に露出させて、これに当接させることに特
徴がある。
て相対的に移動させ、それによって岩石から破片を取り
出す方法によって岩石を掘削する方法に適用されるが、
この掘削方法において、本発明はη相コア自体を掘削の
初期から岩石に露出させて、これに当接させることに特
徴がある。
【００１４】
【作用】上記本発明によれば、掘削の最初からη相コア
の先端が掘削に係わるので、岩石掘削用のボタンの摩滅
がη相によって著しく抑制され、掘削性能を大幅に向上
させる。
の先端が掘削に係わるので、岩石掘削用のボタンの摩滅
がη相によって著しく抑制され、掘削性能を大幅に向上
させる。
【００１５】
例１ 円錐頂部を有する丸コマバイト或いはインサート（ボタ
ン）のブランクが、準化学量論的な０．２w.t.％の炭素
含有量（５．５w.t.％に代る５．３w.t.％の炭素量）を
有するＷＣ−１０w.t.％Ｃｏの粉末を用いて加圧成形さ
れた。これらのブランクを標準条件の下で、１４５０℃
で焼結した。焼結品の直径は１４mmであった。これら焼
結品は、次にＣｏ／Ｈ2 含有の加熱炉で４時間、１４０
０℃で浸炭化熱処理された。得られた熱処理品の頂面を
Ａｌ2 Ｏ3 のＣＶＤ層で被覆した。
ン）のブランクが、準化学量論的な０．２w.t.％の炭素
含有量（５．５w.t.％に代る５．３w.t.％の炭素量）を
有するＷＣ−１０w.t.％Ｃｏの粉末を用いて加圧成形さ
れた。これらのブランクを標準条件の下で、１４５０℃
で焼結した。焼結品の直径は１４mmであった。これら焼
結品は、次にＣｏ／Ｈ2 含有の加熱炉で４時間、１４０
０℃で浸炭化熱処理された。得られた熱処理品の頂面を
Ａｌ2 Ｏ3 のＣＶＤ層で被覆した。
【００１６】このようにして得られた丸コマバイトはイ
ータ（η）相の無い４mm幅の表面域と微細に分散したη
相を含有した６mm径の芯部（コア）を含んで成る。この
コアは丸コマバイトの頂面まで延長している（図２中の
２．１に示すように）。丸コマバイト円筒部の表面での
Ｃｏ含有量は、５w.t.％であり、η相コアの外側近傍で
は１６w.t.％であることが測定された。
ータ（η）相の無い４mm幅の表面域と微細に分散したη
相を含有した６mm径の芯部（コア）を含んで成る。この
コアは丸コマバイトの頂面まで延長している（図２中の
２．１に示すように）。丸コマバイト円筒部の表面での
Ｃｏ含有量は、５w.t.％であり、η相コアの外側近傍で
は１６w.t.％であることが測定された。
【００１７】例２ チゼル形頂部を有する丸コマバイトのブランクが０．４
w.t.％の準化学量論的炭素含有量（５．２％の代りに
４．８％の炭素量）を有するＷＣ−１５w.t.％Ｃｏの粉
末を用いて加圧・成形された。このブランクを標準条件
下の１４１０℃で焼結した。この焼結品は１２mm径であ
った。焼結品は次にＨ2 雰囲気の加熱炉で１４００℃、
２時間熱処理された。この熱処理品には、Ａｌ2 Ｏ3 ス
ラリーの薄層で被覆した頂面を除く残余面にグラファイ
トスラリーの薄層が被覆された。
w.t.％の準化学量論的炭素含有量（５．２％の代りに
４．８％の炭素量）を有するＷＣ−１５w.t.％Ｃｏの粉
末を用いて加圧・成形された。このブランクを標準条件
下の１４１０℃で焼結した。この焼結品は１２mm径であ
った。焼結品は次にＨ2 雰囲気の加熱炉で１４００℃、
２時間熱処理された。この熱処理品には、Ａｌ2 Ｏ3 ス
ラリーの薄層で被覆した頂面を除く残余面にグラファイ
トスラリーの薄層が被覆された。
【００１８】このようにして得られた丸コマバイトはη
相の無い３mm幅の表面域と微細に分散したη相を含む６
mm径のコアを含んで構成されていた。このコアは丸コマ
バイトの頂面まで延長している（図２の２．２）。丸コ
マバイトの円筒部面のＣｏ含有量は７％であり、η相コ
アの外側近傍では２５％であることが測定された。
相の無い３mm幅の表面域と微細に分散したη相を含む６
mm径のコアを含んで構成されていた。このコアは丸コマ
バイトの頂面まで延長している（図２の２．２）。丸コ
マバイトの円筒部面のＣｏ含有量は７％であり、η相コ
アの外側近傍では２５％であることが測定された。
【００１９】例３ 鉱山開坑でのローラビットによる２０ｍ深さの掘削を下
記条件で行った。掘削機：Ｂｕｃｙｒｕｓ Ｅｒｉｅ
４５Ｒ，送り圧 ３０トン、６０−８５rpm 回転。 バイト形式：９ ７／８″ＣＳ３ 岩石：黒雲母・片麻岩マイカのスレート サンプルバイト品１ 例１の丸コマバイト サンプルバイト品２ 平均１０％のＣｏを含有したＥＰ
−Ａ１８２７５９に開示の丸コマバイト
記条件で行った。掘削機：Ｂｕｃｙｒｕｓ Ｅｒｉｅ
４５Ｒ，送り圧 ３０トン、６０−８５rpm 回転。 バイト形式：９ ７／８″ＣＳ３ 岩石：黒雲母・片麻岩マイカのスレート サンプルバイト品１ 例１の丸コマバイト サンプルバイト品２ 平均１０％のＣｏを含有したＥＰ
−Ａ１８２７５９に開示の丸コマバイト
【００２０】 結果： 試行 寿命 インデックス 侵入速度（ｍ／ｈ） インデックス バイト品１ １２１０ １０６ １８ １３９ バイト品２ １１４５ １００ １３ １００
【００２１】本発明のバイトは相対的に長寿命であった
が、中でも侵入速度が相対的に高いことが注目されてい
る。
が、中でも侵入速度が相対的に高いことが注目されてい
る。
【００２２】例４ 立式ボーリングで、セメンテッドカーバイド（焼結炭化
物）の丸コマバイトを具備したロールが使用された。こ
の丸コマバイトはチゼル形頂部を有し、ロールは丸コマ
バイトが平らに摩耗した時に廃棄された。立ヘッド（ra
ise-head）に本発明に係わるセメンテッドカーバイドの
丸コマバイト（２２mm径）を具備したロールが使用され
た。標準丸コマバイトを有するテストロールは前記ロー
ルに直径方向へ設置された。 リグ：Ｒｏｂｂｉｎｓ ７１Ｒ 掘削軸：１５５ｍ長 侵入速度：０．９ｍ／ｈ
物）の丸コマバイトを具備したロールが使用された。こ
の丸コマバイトはチゼル形頂部を有し、ロールは丸コマ
バイトが平らに摩耗した時に廃棄された。立ヘッド（ra
ise-head）に本発明に係わるセメンテッドカーバイドの
丸コマバイト（２２mm径）を具備したロールが使用され
た。標準丸コマバイトを有するテストロールは前記ロー
ルに直径方向へ設置された。 リグ：Ｒｏｂｂｉｎｓ ７１Ｒ 掘削軸：１５５ｍ長 侵入速度：０．９ｍ／ｈ
【００２３】試行１：２２mm径で、η相の無い５mm厚の
表面域を有する本発明の丸コマバイト（ボタン）を用い
た。このボタンの外面近くのＣｏ含有量は８％であり、
前記表面域の富Ｃｏ部分ではＣｏ含有量は２２％であっ
た。名目Ｃｏ含有量は１５％であった。 試行２：Ｃｏ含有量が１５％の標準のボタンを行いた。 試行３：Ｃｏの平均含有量が２０％のＥＰ−Ａ１８２７
５９に開示のボタンを用いた。η相の無い表面域の厚さ
は４mmであった。
表面域を有する本発明の丸コマバイト（ボタン）を用い
た。このボタンの外面近くのＣｏ含有量は８％であり、
前記表面域の富Ｃｏ部分ではＣｏ含有量は２２％であっ
た。名目Ｃｏ含有量は１５％であった。 試行２：Ｃｏ含有量が１５％の標準のボタンを行いた。 試行３：Ｃｏの平均含有量が２０％のＥＰ−Ａ１８２７
５９に開示のボタンを用いた。η相の無い表面域の厚さ
は４mmであった。
【００２４】結果：試行１の停止したときまでのボタン
侵入量は６mmであり、試行２のボタンの侵入量は３．５
mmであった。しかも、試行２のボタンは、試行１のもの
に較べ頂部が一層丸く摩耗していた。試行３のη相無し
の表面域は早期段階で欠ける事態の損傷を受け、侵入量
は３mmであった。
侵入量は６mmであり、試行２のボタンの侵入量は３．５
mmであった。しかも、試行２のボタンは、試行１のもの
に較べ頂部が一層丸く摩耗していた。試行３のη相無し
の表面域は早期段階で欠ける事態の損傷を受け、侵入量
は３mmであった。
【００２５】例５ 海岸リグ（on shore rig）でのオイルドリルビットによ
る試験を下記条件で行った。ビットは砂岩と石灰岩を含
む摩耗性領域でテストされた。 ビット寸法：７ ７／８″ ボタン形式：チゼル形 試行１：列１に８％の名目Ｃｏ含有量を有する本発明の
ボタン群が用いられ、他の列には１５％の名目Ｃｏ含有
量を有するＥＰ−Ａ１８２７５９に開示のボタン群が用
いられた。 試行２：列１に８％の名目Ｃｏ含有量を有するＥＰ−Ａ
１８２７５９に開示のボタン群が用いられ、他の列には
１５％の名目Ｃｏ含有量を有するＥＰ−Ａ１８２７５９
に開示のボタン群が用いられた。 試行３：列１に８％の名目Ｃｏ含有量を有する標準のボ
タン群を用い、その他の列には１５％の名目Ｃｏ含有量
を有する標準のボタン群を用いた。
る試験を下記条件で行った。ビットは砂岩と石灰岩を含
む摩耗性領域でテストされた。 ビット寸法：７ ７／８″ ボタン形式：チゼル形 試行１：列１に８％の名目Ｃｏ含有量を有する本発明の
ボタン群が用いられ、他の列には１５％の名目Ｃｏ含有
量を有するＥＰ−Ａ１８２７５９に開示のボタン群が用
いられた。 試行２：列１に８％の名目Ｃｏ含有量を有するＥＰ−Ａ
１８２７５９に開示のボタン群が用いられ、他の列には
１５％の名目Ｃｏ含有量を有するＥＰ−Ａ１８２７５９
に開示のボタン群が用いられた。 試行３：列１に８％の名目Ｃｏ含有量を有する標準のボ
タン群を用い、その他の列には１５％の名目Ｃｏ含有量
を有する標準のボタン群を用いた。
【００２６】 結果： 試行 本数 掘削長 インデックス 侵入速度 インデックス （ｍ） （ｍ／ｈ） １ ３ ４８５ １７８ ８．３ １８４ ２ ３ ３８９ １４３ ６．４ １４２ ３ ５ ２７３ １００ ４．５ １００
【００２７】試行１の明確に優れた成果は増大した摩耗
抵抗によって列１のボタン群のチゼル形頂部が維持され
た結果として得られたものである。
抵抗によって列１のボタン群のチゼル形頂部が維持され
た結果として得られたものである。
【００２８】例６ ガスパイプラインの埋設のためにタールマカダム舗装路
に溝を掘る試験を下記条件で行った。 掘削機：Ｒｉｖａｒｄ １２０、これは１２トンバンド
トラクタであって、総計８０個の切削工具を具備した２
ｍ径の単体溝掘車を具備している。 車幅：０．２５ｍ 工具の回転速度：１０ｍ／ｓ 溝の深さ：１ｍ 工具位置決め：試行品は特性の公正な判定が出来るよう
に設置された。 ボタン形式：円錐頂部を有し、１８mmの直径と３０mmの
長さを有していて、標準工具に半田付けされたものであ
る。
に溝を掘る試験を下記条件で行った。 掘削機：Ｒｉｖａｒｄ １２０、これは１２トンバンド
トラクタであって、総計８０個の切削工具を具備した２
ｍ径の単体溝掘車を具備している。 車幅：０．２５ｍ 工具の回転速度：１０ｍ／ｓ 溝の深さ：１ｍ 工具位置決め：試行品は特性の公正な判定が出来るよう
に設置された。 ボタン形式：円錐頂部を有し、１８mmの直径と３０mmの
長さを有していて、標準工具に半田付けされたものであ
る。
【００２９】試行１：本発明に係わるセメンテッドカー
バイドのボタンを用いた。これは１１％の名目Ｃｏ含有
量を有し、試行２のボタンと同じ領域分布であるが、η
相はボタンの頂面に達している。 試行２：ＥＰ−Ａ１８２７５９に開示のセメンテッドカ
ーバイドのボタンであるが、η相の無い面領域は５mm厚
であり、この領域には３mmの貧Ｃｏ部分と２mmの富Ｃｏ
部分がある。 試行３：１１％のＣｏ含有量と４μｍサイズのＷＣグレ
ンを有する標準のセメンテッドカーバイドボタンを用い
た。
バイドのボタンを用いた。これは１１％の名目Ｃｏ含有
量を有し、試行２のボタンと同じ領域分布であるが、η
相はボタンの頂面に達している。 試行２：ＥＰ−Ａ１８２７５９に開示のセメンテッドカ
ーバイドのボタンであるが、η相の無い面領域は５mm厚
であり、この領域には３mmの貧Ｃｏ部分と２mmの富Ｃｏ
部分がある。 試行３：１１％のＣｏ含有量と４μｍサイズのＷＣグレ
ンを有する標準のセメンテッドカーバイドボタンを用い
た。
【００３０】舗装路の約１００ｍ3 の領域の溝掘りを行
ったが、この領域ではアスファルトが０．１ｍ厚あり、
レンガ、砂、石灰石を含む中間層が０．３ｍ厚あり、そ
の下には砂、小石、石灰石小片等を含む土があった。
ったが、この領域ではアスファルトが０．１ｍ厚あり、
レンガ、砂、石灰石を含む中間層が０．３ｍ厚あり、そ
の下には砂、小石、石灰石小片等を含む土があった。
【００３１】 結果： 試行 摩耗高（mm） インデックス 破損 工具数 １ ４．２ ２５０ ０ ２０ ２ ５．４ １８２ ３ ２０ ３ ９ １００ ４ ２０
【００３２】例７ １１mm径のボタン群を具備した５５mm径のドリルビット
群を下記の条件を用いて、石灰岩を掘削した。 掘削機：ＣＯＰ１０３８ ＨＢ 送り圧：６０バール 回転圧：６０バール 穴深さ：４．４ｍ
群を下記の条件を用いて、石灰岩を掘削した。 掘削機：ＣＯＰ１０３８ ＨＢ 送り圧：６０バール 回転圧：６０バール 穴深さ：４．４ｍ
【００３３】試行１：６％の名目Ｃｏ含有量を有し、η
相コアが直径６mmあって、ボタン頂面に達しており、円
錐頂部を有している、斯ゝる本発明のボタン群を用い
た。 試行２：試行１と同じサイズのη相コアを有し、６％の
名目Ｃｏ含有量を有している頂部が円錐形になっている
ＥＰ−Ａ１８２７５９に開示のボタン群を用いた。 試行３：６％のＣｏ含有量を有し、頂部が球形の標準の
ボタン群を用いた。
相コアが直径６mmあって、ボタン頂面に達しており、円
錐頂部を有している、斯ゝる本発明のボタン群を用い
た。 試行２：試行１と同じサイズのη相コアを有し、６％の
名目Ｃｏ含有量を有している頂部が円錐形になっている
ＥＰ−Ａ１８２７５９に開示のボタン群を用いた。 試行３：６％のＣｏ含有量を有し、頂部が球形の標準の
ボタン群を用いた。
【００３４】 結果： 試行 寿命（掘削長） インデックス 侵入速度 インデックス （ｍ） （ｍ／min ） １ １６８５ １３１ ２．３ １５３ ２ １３２０ １１６ １．９ １２７ ３ １１４２ １００ １．５ １００
【００３５】
【発明の効果】以上の例の成果から明らかなように、本
発明に係わるセメンテッドカーバイド製のボタン（丸コ
マバイト）によれば、岩石掘削性能が著しく向上する。
発明に係わるセメンテッドカーバイド製のボタン（丸コ
マバイト）によれば、岩石掘削性能が著しく向上する。
【図１】従来品の岩石掘削用ボタンの摩滅変化する状態
を示す断面説明図であって、１．１は未摩滅状態のボタ
ン；１．２は頂部におけるη相の無い且つ貧Ｃｏ含有の
表面域のみの摩滅状態のボタン；１．３は頂部における
富Ｃｏ含有中間域まで摩滅が達している状態のボタン；
１．４は頂部において更に摩滅が進行してボタン形状が
変化してしまった状態のボタン；及び１．５は頂部にお
いてη相が完全に露出してしまった状態のボタンを示し
ている。
を示す断面説明図であって、１．１は未摩滅状態のボタ
ン；１．２は頂部におけるη相の無い且つ貧Ｃｏ含有の
表面域のみの摩滅状態のボタン；１．３は頂部における
富Ｃｏ含有中間域まで摩滅が達している状態のボタン；
１．４は頂部において更に摩滅が進行してボタン形状が
変化してしまった状態のボタン；及び１．５は頂部にお
いてη相が完全に露出してしまった状態のボタンを示し
ている。
【図２】頂部にη相が露出している本発明に係わるボタ
ンの各種例を比較的に示す断面説明図であって、２．１
は対称的形態のη相を有する頂部円錐形のボタン；２．
２は非対称的形態のη相を有する頂部球形のボタン；及
び対称的形態のη相を有する頂部チゼル形のボタンを示
している。
ンの各種例を比較的に示す断面説明図であって、２．１
は対称的形態のη相を有する頂部円錐形のボタン；２．
２は非対称的形態のη相を有する頂部球形のボタン；及
び対称的形態のη相を有する頂部チゼル形のボタンを示
している。
ａ…η相のコア ｂ…富Ｃｏ含有域 ｃ…貧Ｃｏ含有域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヤン エッケルマン スウェーデン国，エス−113 54 ストッ クホルム，ロスラグスガタン 35
Claims (5)
- 【請求項１】 コアとこれを包囲する表面域を含んで成
り、コアと表面域の両部分がＷＣ及びＣｏ，Ｎｉ或いは
Ｆｅの少くとも１つの元素に基づくバインダ相を含有
し、しかもコアがその他にη相を含有している、斯ゝる
セメンテッドカーバイド製の岩石掘削用ボタンにおい
て、η相コアがボタン頂面の頂点部に達していて、η相
が初期のボタン頂面を構成していることを特徴とするボ
タン。 - 【請求項２】 η相コアがボタン中に非対称に配設され
ていることを特徴とする請求項１に記載のボタン。 - 【請求項３】 η相の無い該表面域のバイダ相の含有量
がη相コアの方向に進むに従って最大限η相コアの中心
部のバインダ相含有量の少くとも１．２倍の値まで増大
していることを特徴とする請求項１或いは請求項２に記
載のボタン。 - 【請求項４】 炭素の準化学量論的含有量を有する粉末
を焼結してη相含有体に変成し、当該焼結体に部分的に
浸炭化する熱処理を施し、それによってη相の無い表面
域によって包囲されたη相含有コアを生成する、斯ゝる
粉体金属学的方法によって岩石掘削用のセメンテッドカ
ーバイド製ボタンを製造する方法において、該焼結体の
頂面を浸炭化から保護するように該熱処理を施すことを
特徴とする岩石掘削用ボタンの製造方法。 - 【請求項５】 コアとこれを包囲する表面域を含んで成
り、コアと表面域の両部分がＷＣ及びＣｏ，Ｎｉ或いは
Ｆｅの少くとも１つの元素に基づくバインダ相を含有
し、コアはその他にη相を含有している、斯ゝるセメン
テッドカーバイド製のボタンを岩石に当接させて岩石に
対し相対的に移動させることにより岩石を切削する岩石
掘削方法において、掘削の始めからボタンの前記η相コ
アを岩石に当接させることを特徴とする岩石の掘削方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9103344-9 | 1991-11-13 | ||
| SE9103344A SE505461C2 (sv) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Hårdmetallkropp med ökad slitstyrka |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05209488A true JPH05209488A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=20384311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4303449A Pending JPH05209488A (ja) | 1991-11-13 | 1992-11-13 | 岩石掘削用のセメンテッドカーバイド製ボタン |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5413869A (ja) |
| EP (1) | EP0542704B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05209488A (ja) |
| AT (1) | ATE156239T1 (ja) |
| AU (1) | AU662365B2 (ja) |
| CA (1) | CA2082680A1 (ja) |
| DE (1) | DE69221262T2 (ja) |
| FI (1) | FI102087B1 (ja) |
| NO (1) | NO924373L (ja) |
| SE (1) | SE505461C2 (ja) |
| ZA (1) | ZA928659B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6719074B2 (en) | 2001-03-23 | 2004-04-13 | Japan National Oil Corporation | Insert chip of oil-drilling tricone bit, manufacturing method thereof and oil-drilling tricone bit |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE507098C2 (sv) * | 1994-10-12 | 1998-03-30 | Sandvik Ab | Stift av hårdmetall och bergborrkrona för slående borrning |
| US5541006A (en) * | 1994-12-23 | 1996-07-30 | Kennametal Inc. | Method of making composite cermet articles and the articles |
| US5679445A (en) * | 1994-12-23 | 1997-10-21 | Kennametal Inc. | Composite cermet articles and method of making |
| US5762843A (en) * | 1994-12-23 | 1998-06-09 | Kennametal Inc. | Method of making composite cermet articles |
| US5594931A (en) * | 1995-05-09 | 1997-01-14 | Newcomer Products, Inc. | Layered composite carbide product and method of manufacture |
| SE513740C2 (sv) * | 1995-12-22 | 2000-10-30 | Sandvik Ab | Slitstark hårmetallkropp främst för användning vid bergborrning och mineralbrytning |
| SE518810C2 (sv) * | 1996-07-19 | 2002-11-26 | Sandvik Ab | Hårdmetallkropp med förbättrade högtemperatur- och termomekaniska egenskaper |
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| US6908688B1 (en) | 2000-08-04 | 2005-06-21 | Kennametal Inc. | Graded composite hardmetals |
| US6869460B1 (en) | 2003-09-22 | 2005-03-22 | Valenite, Llc | Cemented carbide article having binder gradient and process for producing the same |
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| EP4238670A1 (en) | 2022-03-04 | 2023-09-06 | Sandvik Mining and Construction Tools AB | Rock drill insert with identification tag |
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| EP0182759B2 (en) * | 1984-11-13 | 1993-12-15 | Santrade Ltd. | Cemented carbide body used preferably for rock drilling and mineral cutting |
| SE456428B (sv) * | 1986-05-12 | 1988-10-03 | Santrade Ltd | Hardmetallkropp for bergborrning med bindefasgradient och sett att framstella densamma |
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1992
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- 1992-11-10 DE DE69221262T patent/DE69221262T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-10 AT AT92850260T patent/ATE156239T1/de not_active IP Right Cessation
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- 1992-11-12 FI FI925148A patent/FI102087B1/fi active
- 1992-11-13 US US07/976,381 patent/US5413869A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-13 JP JP4303449A patent/JPH05209488A/ja active Pending
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