JPS5941594A - ドリルビツト - Google Patents
ドリルビツトInfo
- Publication number
- JPS5941594A JPS5941594A JP15211282A JP15211282A JPS5941594A JP S5941594 A JPS5941594 A JP S5941594A JP 15211282 A JP15211282 A JP 15211282A JP 15211282 A JP15211282 A JP 15211282A JP S5941594 A JPS5941594 A JP S5941594A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- alloy
- sintered body
- sintered
- carbide blade
- 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）技術の背景
超硬ブレードビットは構造が簡単で安価なだめ中程度以
下の硬度の地層掘削に使用されているが寿命が短く、ま
た硬度の高い岩石は掘削できない欠点がある。
下の硬度の地層掘削に使用されているが寿命が短く、ま
た硬度の高い岩石は掘削できない欠点がある。
本発明は、軟質岩のみならず硬質岩掘削においても長寿
命であるビットに関する。
命であるビットに関する。
まず本発明者等は超硬ブレードビットが短寿命である原
因を調べるため第１図に示す超硬ブレードビットを用い
て圧縮強度８Ｑ Ｑ ｋｐ／ｃｍ”の石灰岩を掘削し超
硬ブレードの摩耗進行状況を観察した。
因を調べるため第１図に示す超硬ブレードビットを用い
て圧縮強度８Ｑ Ｑ ｋｐ／ｃｍ”の石灰岩を掘削し超
硬ブレードの摩耗進行状況を観察した。
その結果、超硬合金刃先のエツジ部、特に外周部が摩耗
して刃先が鈍化し掘削抵抗が増加するとともに刃先の温
度が上昇する。このため超硬合金の刃先の強度が低下し
て欠損し寿命に至る。したがって超硬ブレードビットの
寿命を伸ばすには、超硬ブレードの耐摩耗性を上げる必
要があることがわかった。
して刃先が鈍化し掘削抵抗が増加するとともに刃先の温
度が上昇する。このため超硬合金の刃先の強度が低下し
て欠損し寿命に至る。したがって超硬ブレードビットの
寿命を伸ばすには、超硬ブレードの耐摩耗性を上げる必
要があることがわかった。
（ロ）発明の開示
本発明者等は、この超硬ブレードの耐摩耗性を向上させ
る方法について種々検討した結果、超硬ブレードの摩耗
の大きくなる刃先部分のみを耐摩肝性の優れる焼結ダイ
ヤモンドに置き換えれば良いという結論に達した。
る方法について種々検討した結果、超硬ブレードの摩耗
の大きくなる刃先部分のみを耐摩肝性の優れる焼結ダイ
ヤモンドに置き換えれば良いという結論に達した。
通常焼結ダイヤモンドは、第２図に示した如く硬質焼結
合金製の母材１３に直接または厚さ０．５１＋ｆｉ以下
の中間層を１２介してダイヤモンドの含有量が５０％以
上の焼結体１１が接合されている。
合金製の母材１３に直接または厚さ０．５１＋ｆｉ以下
の中間層を１２介してダイヤモンドの含有量が５０％以
上の焼結体１１が接合されている。
このダイヤモンド焼結体は、工具材として優れた特徴を
有しているが、その製造には超高圧装置を必要とするた
め焼結体の大きさ形状においては、制約を受ける点が多
く、かつ高価である。したがってこのダイヤモンド焼結
体を第３図のように超硬ブレードの摩耗が出る所にのみ
接合、して使用すれば、ビットの長寿命化をはかれ、コ
スト的にも安くなると考えられこのビットを試作した。
有しているが、その製造には超高圧装置を必要とするた
め焼結体の大きさ形状においては、制約を受ける点が多
く、かつ高価である。したがってこのダイヤモンド焼結
体を第３図のように超硬ブレードの摩耗が出る所にのみ
接合、して使用すれば、ビットの長寿命化をはかれ、コ
スト的にも安くなると考えられこのビットを試作した。
ダイヤモンド焼結体は約７００°Ｃ以上に一定時間以上
加熱されると特性の劣化が生じることが判明している。
加熱されると特性の劣化が生じることが判明している。
このためダイヤモンド焼結体の固定は一般に融点が７０
０°Ｃ以下の低温ロウ材が用いられる。このような低温
ロウ（たとえば銀ロウ）で焼結ダイヤモンドと超硬ブレ
ードを接合した場合ロウ付部のせん断強度が低く高温で
の強度低下が著しいため焼結ダイモンドが摩耗して寿命
に至る前にロウ付は部より焼結ダイヤモンドが剥離して
寿命となる。
０°Ｃ以下の低温ロウ材が用いられる。このような低温
ロウ（たとえば銀ロウ）で焼結ダイヤモンドと超硬ブレ
ードを接合した場合ロウ付部のせん断強度が低く高温で
の強度低下が著しいため焼結ダイモンドが摩耗して寿命
に至る前にロウ付は部より焼結ダイヤモンドが剥離して
寿命となる。
ダイヤモンド焼結体の接合は、ダイヤモンド焼結体を劣
化させず、接合強度が高くかつ高温での強度低下の少な
いものでなければならない。本発明者等は、この接合に
ついて種々検討した。その結果超硬合金の液相出現温度
以上の融点を有する厚さ１胴以下の高強度の金属または
合金を介してダイヤモンド焼結体と超硬ブレードを配置
し、この金属または合金に電子ビーム又はレーザー光の
如き高エネルギビームを照射して、金属または合金のみ
を溶融させて接合すれば、ダイヤモンド焼結体を劣化さ
せずに、高強度の接合が得られることがわかった。この
インサート金属または合金とし”Ｃハ、Ｆｅ 、Ｎｉ
、Ｃｏ からなる鉄族金属またはこれ等を主成分とす
る合金が好ましい。
化させず、接合強度が高くかつ高温での強度低下の少な
いものでなければならない。本発明者等は、この接合に
ついて種々検討した。その結果超硬合金の液相出現温度
以上の融点を有する厚さ１胴以下の高強度の金属または
合金を介してダイヤモンド焼結体と超硬ブレードを配置
し、この金属または合金に電子ビーム又はレーザー光の
如き高エネルギビームを照射して、金属または合金のみ
を溶融させて接合すれば、ダイヤモンド焼結体を劣化さ
せずに、高強度の接合が得られることがわかった。この
インサート金属または合金とし”Ｃハ、Ｆｅ 、Ｎｉ
、Ｃｏ からなる鉄族金属またはこれ等を主成分とす
る合金が好ましい。
ダイヤモンド焼結体の母材（第２図の１３）はｗｃ。
ＴｉＣ，ＴａＣ，ＭｏＣ等の周期律表の第４ａ、５ａ、
６ａ 族の炭化物、炭窒化物、窒化物等を鉄族金属で
結合した硬質焼結合金が用いられる。好適な例はＷＣ又
はＭｏＣ又は（Ｍｏ 、Ｗ） ＣをＣｏ又はＮ１ で
結合した焼結合金である。伺例えばＷＣ−ｃｏ 合金の
液相出現温度は約１３２０ ′ＣＪである。
６ａ 族の炭化物、炭窒化物、窒化物等を鉄族金属で
結合した硬質焼結合金が用いられる。好適な例はＷＣ又
はＭｏＣ又は（Ｍｏ 、Ｗ） ＣをＣｏ又はＮ１ で
結合した焼結合金である。伺例えばＷＣ−ｃｏ 合金の
液相出現温度は約１３２０ ′ＣＪである。
本発明で使用する超硬合金ブレードは母材（第２図の１
３）と同様の硬質焼結合金である。
３）と同様の硬質焼結合金である。
ＣＯ又はＮｉ は接合すべき硬質焼結合金の結合相と
して使用されており、溶解接合時に接合強度を低下せし
めるような冶金学的な欠陥を生じ難い点で好ましい。特
にインサート金属としてＮｉ 又はＮｉ 合金を用いた
場合は溶解接合時に硬質焼結合金中の例えばＷＣや（Ｍ
ｏ、Ｗ）Ｃ等の炭化物が分解してインサート金属と反応
して有害な複合炭化物相が析出するようなことが少なく
、凝固後のインサート金属中にはＷＣや（Ｍｏ、Ｗ）Ｃ
の如く硬質焼結合金中と同一の組成の炭化物が分散、析
出しており、極めて高強度の接合が可能である。
して使用されており、溶解接合時に接合強度を低下せし
めるような冶金学的な欠陥を生じ難い点で好ましい。特
にインサート金属としてＮｉ 又はＮｉ 合金を用いた
場合は溶解接合時に硬質焼結合金中の例えばＷＣや（Ｍ
ｏ、Ｗ）Ｃ等の炭化物が分解してインサート金属と反応
して有害な複合炭化物相が析出するようなことが少なく
、凝固後のインサート金属中にはＷＣや（Ｍｏ、Ｗ）Ｃ
の如く硬質焼結合金中と同一の組成の炭化物が分散、析
出しており、極めて高強度の接合が可能である。
以下実施例により説明する。
実施例１
超高圧、高温下で焼結して得られた第２図の如き焼結体
を準備した。直径は１８− ダイヤモンド焼結体部１１
は体積約９０％のダイヤモンド粒子をＣｏ を結合材と
して超高圧、高温下で焼結したもので厚みは０．８ Ｍ
である。母材工３は厚さ２間のＷＣ−６％Ｃｏ の
超硬合金で、この母材とダイヤモンド焼結体は厚さ５０
μｍの中間接合層を介して焼結と同時に接合されている
。中間接合層はＣＢＮを体積で６０％とＴｉＮ−１０重
量％ｉ の焼結体で形成されている。この複合ダイヤモ
ンド焼結体を頂角が１２０°の扇形になるように３等分
して、第４・図の如く、超硬ブレードビット１に０．５
Ｍ の厚さのＮｉ のインサート金属を用いて、加速
電圧１５０Ｋｖ ビーム電流８ｍＡ で電子ビーム溶
接した。
を準備した。直径は１８− ダイヤモンド焼結体部１１
は体積約９０％のダイヤモンド粒子をＣｏ を結合材と
して超高圧、高温下で焼結したもので厚みは０．８ Ｍ
である。母材工３は厚さ２間のＷＣ−６％Ｃｏ の
超硬合金で、この母材とダイヤモンド焼結体は厚さ５０
μｍの中間接合層を介して焼結と同時に接合されている
。中間接合層はＣＢＮを体積で６０％とＴｉＮ−１０重
量％ｉ の焼結体で形成されている。この複合ダイヤモ
ンド焼結体を頂角が１２０°の扇形になるように３等分
して、第４・図の如く、超硬ブレードビット１に０．５
Ｍ の厚さのＮｉ のインサート金属を用いて、加速
電圧１５０Ｋｖ ビーム電流８ｍＡ で電子ビーム溶
接した。
このビットを用いて、石灰岩を８０回転、給圧８０−１
００に９、乾式で掘削した。比較のため超硬ブレードビ
ット及び前記ダイヤモンド焼結体を超硬ブレードに銀ロ
ウ付けしたものについて掘削テストした。その結果、本
発明焼結体は１０００ｍ掘削してもまだ使用できたのに
対し、超硬ブレードビットは５０ｍ で超硬が欠損して
寿命に至った。また銀ロウ付けを行った焼結ダイヤモン
ドは３０ｍ掘削した時点でロウ付は部より焼結ダイヤが
剥離して寿命となった。
００に９、乾式で掘削した。比較のため超硬ブレードビ
ット及び前記ダイヤモンド焼結体を超硬ブレードに銀ロ
ウ付けしたものについて掘削テストした。その結果、本
発明焼結体は１０００ｍ掘削してもまだ使用できたのに
対し、超硬ブレードビットは５０ｍ で超硬が欠損して
寿命に至った。また銀ロウ付けを行った焼結ダイヤモン
ドは３０ｍ掘削した時点でロウ付は部より焼結ダイヤが
剥離して寿命となった。
第１図は従来の超硬ブレードビットを示した斜視図であ
る。第２図はダイヤモンド焼結体の構造を示した斜視図
である。第３図は本発明の焼結ダイヤモンドビットの代
表例で示す斜視図、第４・図は掘削テストに用いた本発
明の焼結ダイヤモンドビットである。 ■、超硬合金ブレード ２．冷 却 孔３
、ビット本体 １１、ダイヤモンド焼結体 １２．中間接合層
１３、硬質焼結合金母材 ２１、高強度接合部 ２２、Ｎｉ インサートを用いた溶接部７１図 丈２図 ’７３１Ｄ
る。第２図はダイヤモンド焼結体の構造を示した斜視図
である。第３図は本発明の焼結ダイヤモンドビットの代
表例で示す斜視図、第４・図は掘削テストに用いた本発
明の焼結ダイヤモンドビットである。 ■、超硬合金ブレード ２．冷 却 孔３
、ビット本体 １１、ダイヤモンド焼結体 １２．中間接合層
１３、硬質焼結合金母材 ２１、高強度接合部 ２２、Ｎｉ インサートを用いた溶接部７１図 丈２図 ’７３１Ｄ
Claims (1)
- （１）超硬ブレードビットの刃先の一部に、ダイヤモン
ドを体積で５０％以上含有するダイヤモンド焼結体部と
これに超高圧、高温下での焼結時に直接または厚さ０．
５１１１１１以内の中間層を介在して結された硬質焼結
合金製の母材部からなる複合焼結体を、該硬質焼結合金
の液相出現温度以上の融点を有する厚さ１喘以下の高強
度の金属又は合金層を介して高エネルギービームで溶接
接合されてなることを特徴とするドリルビット。 （２、特許請求の範囲第（１）項記載のドリルビットに
おいて、高強度の金属または合金が鉄族金属またはこれ
を主成分とする合金であることを特徴とするドリルビッ
ト。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15211282A JPS5941594A (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | ドリルビツト |
| CA000415073A CA1216158A (en) | 1981-11-09 | 1982-11-08 | Composite compact component and a process for the production of the same |
| DE8282305971T DE3274815D1 (en) | 1981-11-09 | 1982-11-09 | A composite compact component comprising a diamond or boron nitride compact |
| EP82305971A EP0079243B1 (en) | 1981-11-09 | 1982-11-09 | A composite compact component comprising a diamond or boron nitride compact |
| US06/805,590 US4686080A (en) | 1981-11-09 | 1985-12-09 | Composite compact having a base of a hard-centered alloy in which the base is joined to a substrate through a joint layer and process for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15211282A JPS5941594A (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | ドリルビツト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5941594A true JPS5941594A (ja) | 1984-03-07 |
Family
ID=15533315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15211282A Pending JPS5941594A (ja) | 1981-11-09 | 1982-08-31 | ドリルビツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5941594A (ja) |
-
1982
- 1982-08-31 JP JP15211282A patent/JPS5941594A/ja active Pending
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