RU2522246C2 - Cutter and method of its production - Google Patents
Cutter and method of its production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2522246C2 RU2522246C2 RU2012135552/02A RU2012135552A RU2522246C2 RU 2522246 C2 RU2522246 C2 RU 2522246C2 RU 2012135552/02 A RU2012135552/02 A RU 2012135552/02A RU 2012135552 A RU2012135552 A RU 2012135552A RU 2522246 C2 RU2522246 C2 RU 2522246C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shank
- channel
- cutter
- steel holder
- holder
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 103
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 103
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 45
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 40
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 7
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229940072033 potash Drugs 0.000 claims description 3
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 claims description 3
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 25
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 25
- 210000004283 incisor Anatomy 0.000 description 10
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 9
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 6
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 3
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
Images
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
- E21B10/58—Chisel-type inserts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
- B22F7/08—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools with one or more parts not made from powder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C35/00—Details of, or accessories for, machines for slitting or completely freeing the mineral from the seam, not provided for in groups E21C25/00 - E21C33/00, E21C37/00 or E21C39/00
- E21C35/18—Mining picks; Holders therefor
- E21C35/19—Means for fixing picks or holders
- E21C35/193—Means for fixing picks or holders using bolts as main fixing elements
- E21C35/1933—Means for fixing picks or holders using bolts as main fixing elements the picks having a cylindrical shank
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
- C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
- C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
- C22C29/08—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on tungsten carbide
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
- Milling Processes (AREA)
- Road Repair (AREA)
Abstract
Description
Уровень техники, предшествующий изобретениюBACKGROUND OF THE INVENTION
Изобретение в целом относится к резцам со сверхтвердыми наконечниками, в частности, но не только, для разрушения твердых или абразивных материалов, таких как, например, камень, асфальт, уголь или бетон, а также к способу их изготовления.The invention generally relates to cutters with superhard tips, in particular, but not only for the destruction of hard or abrasive materials, such as, for example, stone, asphalt, coal or concrete, as well as to a method for their manufacture.
Резцы могут использоваться для разламывания, высверливания или разрушения иным образом структур или материалов, таких как камень, асфальт, уголь или бетон, а также могут использоваться в горнодобывающей отрасли, при строительстве или ремонте дорог. Например, при ремонте дорог множество резцов могут устанавливаться на вращающийся барабан для снятия асфальтового покрытия по мере вращения барабана. Аналогичный подход может использоваться для вскрытия горных пород, например, при добыче угля. Некоторые резцы могут иметь рабочий наконечник из искусственного алмаза, который может обладать более высокой устойчивостью к абразивному износу, чем рабочие наконечники из цементированного карбида вольфрама. Между тем, искусственные или природные алмазные материалы обычно более хрупкие и менее устойчивы к разлому, чем цементированные карбидные материалы, что ограничивает их возможную применяемость при резке. Поэтому существует потребность в резце с увеличенным сроком службы.Cutters can be used to break, drill or otherwise destroy structures or materials, such as stone, asphalt, coal or concrete, and can also be used in the mining industry, in the construction or repair of roads. For example, when repairing roads, many incisors can be mounted on a rotating drum to remove asphalt as the drum rotates. A similar approach can be used for opening rocks, for example, in coal mining. Some cutters may have a working tip made of artificial diamond, which may have higher abrasion resistance than working tips made of cemented tungsten carbide. Meanwhile, artificial or natural diamond materials are usually more brittle and less resistant to fracture than cemented carbide materials, which limits their possible applicability in cutting. Therefore, there is a need for a longer life tool.
В заявке США 2008/0035383 раскрывается инструмент с повышенной ударопрочностью, у которого на подложку из цементированного карбида металла нанесен сверхтвердый материал, подложка из цементированного карбида металла связана с передней кромкой сегмента из цементированного карбида металла, хвостовик которой образован у кромки основания, хвостовик запрессован в канал стального держателя. Стальной держатель вращательно закреплен на барабане, который может вращаться вокруг оси.U.S. Application 2008/0035383 discloses a tool with increased impact resistance, in which a superhard material is deposited on a cemented carbide substrate, a cemented carbide substrate is bonded to a leading edge of a segment of cemented metal carbide, the shank of which is formed at the edge of the base, the liner is pressed into the channel steel holder. The steel holder is rotationally mounted on the drum, which can rotate around an axis.
Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention
По первому аспекту предлагается резец (также именуемый сверхтвердый резец) со вставкой (также именуемой режущей вставкой), помещенной в стальной держатель, у вставки имеется сверхтвердый наконечник, соединенный с опорным корпусом из цементированного карбида у кромки опорного корпуса, опорный корпус содержит хвостовик (также именуемый просто черенком), в стальном держателе имеется канал, предназначенный для помещения в него хвостовика, а также вал, предназначенный для установки стального держателя в инструментальную оправку, такую как приводная установка для резца; объем опорного корпуса из цементированного карбида составляет, по меньшей мере, 6 см3, по меньшей мере, 10 см3, либо, по меньшей мере, 15 см3. Хвостовик может устанавливаться в канале при помощи горячей посадки. По другому аспекту предлагается комплект компонентов для настоящего резца, комплект находится в разобранном или частично собранном состоянии.According to the first aspect, a cutter (also called a superhard cutter) with an insert (also called a cutting insert) placed in a steel holder is proposed, the insert has a superhard tip connected to a cemented carbide support body at the edge of the support body, the support body comprises a shank (also referred to as just a shank), in the steel holder there is a channel designed to fit the shank into it, and also a shaft designed to install the steel holder in the tool holder, such as drive unit for the cutter; the volume of the cemented carbide support body is at least 6 cm 3 , at least 10 cm 3 , or at least 15 cm 3 . The shank can be installed in the channel using a hot landing. In another aspect, a kit of components for a real cutter is provided, the kit is in a disassembled or partially assembled state.
По второму аспекту предлагается способ изготовления резца, способ включает в себя получение вставки и стального держателя для вставки, вставка содержит сверхтвердый наконечник, соединенный с опорным корпусом из цементированного карбида с хвостовиком; стальной держатель содержит вал, предназначенный для соединения с инструментальной оправкой, а также имеет канал, в который помещается хвостовик; объем хвостовика составляет, по меньшей мере, 15 см3; а также горячую посадку хвостовика в канал стального держателя.According to a second aspect, a method for manufacturing a cutter is provided, the method includes receiving an insert and a steel holder for the insert, the insert comprises an ultrahard tip connected to a cemented carbide support body with a shank; the steel holder contains a shaft intended for connection with a tool holder, and also has a channel into which the shank is placed; the shank volume is at least 15 cm 3 ; as well as a hot shank fit into the channel of the steel holder.
По третьему аспекту предлагается способ демонтажа резца, способ включает в себя нагрев стального держателя для расширения канала и извлечение хвостовика из канала.In a third aspect, a method for removing a cutter is provided, the method includes heating a steel holder to expand the channel and removing the shank from the channel.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Неограничивающие типовые компоновки, иллюстрирующие раскрытие настоящего изобретения, будут рассмотрены далее со ссылкой на прилагаемые чертежи.Non-limiting exemplary arrangements illustrating the disclosure of the present invention will be discussed hereinafter with reference to the accompanying drawings.
На фиг.1А схематически, частично в разрезе, при виде сбоку показан пример резца.On figa schematically, partially in section, when viewed from the side shows an example of a cutter.
На фиг.1В схематически, при виде сбоку показана вставка типового резца по фиг.1А.On figv schematically, when viewed from the side shows the insert of a typical cutter in figa.
На фиг.1C частично в разрезе, при виде в перспективе показан стальной держатель типового резца по фиг.1А.On figs partially in the section, in perspective view shows the steel holder of the standard cutter in figa.
На фиг.2 схематически, частично в разрезе, при виде сбоку показан пример резца.Figure 2 schematically, partially in section, in side view shows an example of a cutter.
На фиг.3 схематически, частично в разрезе, при виде сбоку показан пример резца.Figure 3 schematically, partially in section, in side view shows an example of a cutter.
На фиг.4 схематически, частично в разрезе, при виде сбоку показан пример резца, размеры которого указаны в миллиметрах.Figure 4 schematically, partially in section, when viewed from the side shows an example of a cutter, the dimensions of which are indicated in millimeters.
На фиг.5 схематически, частично в разрезе, при виде сбоку показан пример резца, размеры которого указаны в миллиметрах.Figure 5 schematically, partially in section, when viewed from the side shows an example of a cutter, the dimensions of which are indicated in millimeters.
На фиг.6 схематически, частично в разрезе, при виде сбоку показан пример резца, размеры которого указаны в миллиметрах.Figure 6 schematically, partially in section, when viewed from the side shows an example of a cutter, the dimensions of which are indicated in millimeters.
На фиг.7 схематически, в продольном разрезе показан пример сверхтвердого наконечника и часть опорного корпуса одного из любых типовых резцов по фигурам с 1А по 6.7 schematically, in longitudinal section shows an example of a superhard tip and part of the support housing of one of any typical cutters in figures 1A to 6.
На фиг.8 схематически, при виде сбоку показан пример сверхтвердого наконечника и часть опорного основания одного из любых типовых резцов по фигурам с 1А по 6, с указанием размеров в миллиметрах, а величины углов в градусах.Fig. 8 schematically, when viewed from the side, an example of a superhard tip and a part of the support base of one of any typical cutters in figures 1A to 6 are shown, with dimensions in millimeters and angles in degrees.
На фиг.9 схематически, частично в разрезе, показан пример типового резца, установленного в корпус оправки, причем видна лишь часть резца.Figure 9 schematically, partially in section, shows an example of a typical cutter installed in the mandrel body, and only a part of the cutter is visible.
На фиг.10 схематически, при виде сбоку показан пример резца для другой оправки, отличающейся от изображенной на фиг.9.Figure 10 schematically, in side view shows an example of a cutter for a different mandrel, different from that shown in Fig.9.
На фиг.11 схематически, частично в разрезе, при виде сбоку показан пример резца, с частью стального держателя в изношенном состоянии.11 schematically, partially in section, in side view shows an example of a cutter, with a part of the steel holder in a worn condition.
На всех чертежах схожие признаки, в целом, обозначены схожими ссылочными позициями.In all the drawings, similar features are generally indicated by like reference numerals.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Используемый здесь термин «сверхтвердый» означает число твердости по Виккерсу, по меньшей мере, в 25 ГПа, а сверхтвердый инструмент, вставка или компонент означает инструмент, вставку или компонент, содержащие подобный сверхтвердый материал.As used herein, the term "superhard" means a Vickers hardness number of at least 25 GPa, and a superhard tool, insert, or component means a tool, insert, or component containing a similar superhard material.
Примерами сверхтвердых материалов являются искусственный и природный алмаз, поликристаллический алмаз (PCD), кубический нитрид бора (КНБ) и поликристаллический КНБ (ПКНБ). В используемом здесь значении искусственный алмаз, который также называют синтетическим алмазом, является алмазным материалом, изготовленным человеком. В используемом здесь значении поликристаллический алмаз (PCD) содержит массу (совокупное множество) алмазных зерен, существенная часть которых непосредственно связаны друг с другом и в которой содержание алмазов составляет, по меньшей мере, 80 объемных процентов материала. Пустоты между алмазными зернами могут быть, по меньшей мере, частично заполнены связующим материалом, содержащим катализирующий материал для искусственного алмаза, либо же они могут быть, по существу, пустыми. В используемом здесь значении катализирующий материал для искусственного алмаза способствует росту зерен искусственного алмаза либо направляет рост зерен искусственного или природного алмаза при температуре и давлении, при которых искусственный или природный алмаз являются термодинамически стабильными. Примерами катализаторных материалов являются Fe, Ni, Co и Mn, а также отдельные их сплавы. Материалы, содержащие поликристаллический алмаз PCD, могут содержать, по меньшей мере, одну область, в которой катализаторный материал был удален из пустот, оставив промежуточные полости между алмазными зернами. В используемом здесь значении материал ПКНБ содержит зерна кубического нитрида бора (КНБ), диспергированные в матрице, содержащей металл или керамический материал.Examples of superhard materials are artificial and natural diamond, polycrystalline diamond (PCD), cubic boron nitride (CBN) and polycrystalline CBN (PCB). As used herein, an artificial diamond, also called a synthetic diamond, is a man-made diamond material. As used herein, polycrystalline diamond (PCD) contains a mass (aggregate set) of diamond grains, a substantial portion of which are directly related to each other and in which the diamond content is at least 80 volume percent of the material. The voids between the diamond grains can be at least partially filled with a binder material containing a catalytic material for artificial diamond, or they can be essentially empty. Used here, the catalytic material for artificial diamond promotes the growth of artificial diamond grains or directs the growth of artificial or natural diamond grains at temperature and pressure at which the artificial or natural diamond is thermodynamically stable. Examples of catalyst materials are Fe, Ni, Co and Mn, as well as their individual alloys. PCD-containing polycrystalline diamond materials may contain at least one region in which the catalyst material has been removed from the voids, leaving intermediate cavities between the diamond grains. As used herein, the PKNB material contains cubic boron nitride (CBN) grains dispersed in a matrix containing metal or ceramic material.
Другие примеры сверхтвердых материалов включают в себя отдельные композитные материалы, содержащие зерна алмаза или КНБ, удерживаемые вместе матрицей, содержащей керамический материал, такой как карбид кремния (SiC), или цементированный карбидный материал, такой как связанный кобальтом (Со) карбид вольфрама (например, подобный рассмотренному в патентах США №№5453105 или 6919040). Например, отдельные алмазные материалы, связанные SiC, могут содержать, по меньшей мере, 30 объемных процентов зерен, диспергированных в матрице SiC (которая может содержать небольшое количество Si в иной форме, чем в SiC). Примеры алмазных материалов, связанных SiC, рассмотрены в патентах США №№7008672; 6709747; 6179886; 6447852; а также в заявке WO2009/013713.Other examples of superhard materials include individual composite materials containing diamond or CBN grains held together by a matrix containing a ceramic material such as silicon carbide (SiC) or a cemented carbide material such as cobalt (Co) tungsten carbide (e.g. similar to that described in US patent No. 5453105 or 6919040). For example, individual SiC bonded diamond materials may contain at least 30 volume percent of grains dispersed in a SiC matrix (which may contain a small amount of Si in a different form than in SiC). Examples of diamond materials bonded by SiC are disclosed in US Pat. Nos. 7,008,672; 6,709,747; 6,179,886; 6,447,852; and also in the application WO2009 / 013713.
Примеры компоновок резцов для разрушения твердых или абразивных материалов или структур описаны со ссылкой на фигуры с 1А по 6.Examples of arrangements of cutters for the destruction of solid or abrasive materials or structures are described with reference to figures 1A to 6.
Примеры резцов 100 содержат вставку 110 и стальной держатель 120 для вставки 110. Вставка 110 содержит сверхтвердый наконечник 112, соединенный с опорным корпусом 114 из цементированного карбида со хвостовиком 118. В данных примерах хвостовики 118, в целом, имеют цилиндрическую форму и средний диаметр D, сверхтвердые наконечники 112 содержат соответствующие структуры 111 из поликристаллического алмаза PCD, связанные с подложками 113 из цементированного карбида, которые соединены с соответствующими опорными корпусами 114 в соответствующих местах 115 сопряжения при помощи твердого припоя, а опорные корпуса 114 имеют, в целом, усеченно-конусные части 116, к которым припаяны сверхтвердые наконечники 112. Стальные держатели 120 содержат валы 122 для соединения с режущим барабанным устройством (не показано), а каналы 126 выполнены с возможностью горячей посадки в них вставных черенков 118. Стальные корпуса 120 могут быть снабжены соответствующими приемными элементами 124 для вставок, в которых образованы каналы 126.Examples of
По меньшей мере, часть хвостовика 118 может быть закреплена внутри канала 126 посредством горячей посадки. В используемом здесь значении горячая посадка означает своего рода посадку с натягом между элементами, обеспечиваемую за счет относительного изменения размера, по меньшей мере, одного из компонентов (форма также может незначительно меняться). Обычно это достигается за счет нагрева или охлаждения одного компонента перед сборкой и возврата его к температуре окружающей среды после сборки. Горячая посадка отличается от запрессовки, при которой компонент принудительно помещается в канал или углубление внутри другого компонента, что может быть связано со значительным фрикционным напряжением между компонентами.At least a portion of the
Горячая посадка обычно происходит в области (не обозначена) стального держателя 120, примыкающей к каналу 126, находящейся в статичном состоянии окружного растягивающего натяжения. В отдельных примерах резцов область внутри стального держателя, примыкающая к каналу, может находиться в состоянии окружного (или ободного) растягивающего натяжения, составляющего, по меньшей мере, 300 МПа или, по меньшей мере, 350 МПа, а у отдельных резцов окружное статичное растягивающее натяжение может доходить почти до 450 МПа или почти до 500 МПа. В используемом здесь значении состояние статичного напряжения инструмента или элемента относится к состоянию напряжения инструмента или элемента в статичных условиях, таких, которые могут существовать когда инструмент или элемент не используются.Hot landing usually occurs in the area (not indicated) of the
У некоторых типовых резцов часть 119 опорного корпуса 114, включая усеченно-конусную часть 116, может выступать из стального корпуса 120 и выходить за горловину 128 канала 126. В отдельных примерах диаметр выступающей части 119 по всей длине выступающей части может быть максимум на 5% больше или, по существу, не более среднего диаметра D канала 126. В примерах, изображенных на фигурах 1А-6, диаметр выступающей части 119, по существу, не превышает диаметр канала 126.For some typical cutters,
По одному из вариантов осуществления манжета окружает, по меньшей мере, часть выступающего сегмента опорного корпуса из цементированного карбида, а по другому варианту осуществления манжета может одеваться при помощи горячей посадки на выступающую часть. По одному из вариантов осуществления манжета имеет меньшую твердость и устойчивость к абразивному износу, чем цементированный карбид, а по другому варианту осуществления манжета состоит из стали. В одном из примеров манжета соединена со стальным держателем при помощи пайки. Манжета может выступать в качестве опоры или защищать опорный корпус из цементированного карбида.In one embodiment, the cuff surrounds at least a portion of the protruding segment of the cemented carbide support body, and in another embodiment, the cuff can be worn by hot seating on the protruding part. In one embodiment, the cuff has lower hardness and abrasion resistance than cemented carbide, and in another embodiment, the cuff consists of steel. In one example, the cuff is connected to the steel holder by soldering. The cuff can act as a support or protect a cemented carbide support body.
Со ссылкой на модификации типового резца, показанные на фигурах 2 и 4, манжета 130 расположена вокруг части выступающего сегмента 119 опорного корпуса 114. Манжета 130 может окружать, по меньшей мере, часть выступающего сегмента 119, а в одном из примеров манжета 130 может быть одета на выступающий сегмент при помощи горячей посадки. Манжета 130 может иметь меньшую твердость и устойчивость к абразивному износу, чем цементированный карбид, и может состоять из стали. По одному из вариантов осуществления манжета 130 соединена со стальным держателем 120 при помощи пайки. Манжета может выступать в качестве опоры и защищать опорный корпус 114 из цементированного карбида. Манжета 130 может иметь различную форму, например, в целом, коническую или в целом закругленную и может быть, по существу, симметричной или несимметричной. По меньшей мере, часть внешней поверхности манжеты 130 может быть защищена при помощи износостойкой твердой поверхности (не показана), например слоя или рукава, содержащего карбид вольфрама. В частности, по меньшей мере, часть 127 внешней поверхности стального держателя 120, примыкающая к горловине 128 канала 126, например поверхностная область приемного элемента 124 для вставки, отходящая от горловины 127 на расстояние до 20 мм, может быть защищена при помощи износостойких средств (не показаны). Примерами подобных средств могут быть слой или рукав, содержащие карбид вольфрама и/или зерна сверхтвердого материала, такого как алмаз или КНБ. В одном из примеров манжета 130 может иметь защитное твердое покрытие, расположенное преимущественно на стороне, которая в большей мере подвержена износу во время использования.With reference to modifications of the typical cutter shown in figures 2 and 4, the
Со ссылкой на фиг.3 большая часть хвостовика 118 закреплена внутри канала 126 стального держателя 120 посредством горячей посадки. В данном примере принимающий элемент 124 для вставки снабжен посадочным местом 129, напротив которого может быть расположен опорный корпус 114. В посадочном месте 129 может иметься сквозное отверстие 1291 для упрощения извлечения вставки 112 или припаивания торца хвостовика 118 к посадочному месту 129. Например, сквозное отверстие 1291 посадочного места 129 может иметь диаметр S, по меньшей мере, 0.6 см и максимум около 2 см. Принимающий элемент 124 для вставки может иметь внешний размер W, который может быть около 4.8 см. В целом, чем больше диаметр D хвостовика 118 опорного корпуса 114, тем тоньше может быть стенка принимающего элемента 124 для вставки, образующая канал 126, поскольку внешние размеры стального держателя 120 могут быть ограничены конструкцией устройства резки (не показано) или потребностями операции резки. Например, чем толще стенка принимающего элемента для вставки, тем более прочным вероятней всего, в целом, будет резец, однако при этом вероятней всего энергопотребление во время использования, а также износ стали будут выше.With reference to FIG. 3, most of the
В примерах, изображенных на фигурах 1А, 2 и 4, канал 126 может проходить через держатель 120, образуя сквозное отверстие с парой противоположных открытых концов (или горловин) 128. В данных примерах, по меньшей мере, часть хвостовика 118 может проходить, по существу, через принимающий элемент 124 для вставки.In the examples shown in figures 1A, 2 and 4, the
В отдельных примерах резцов соотношение объема опорного корпуса из цементированного карбида к объему сверхтвердой конструкции составляет, по меньшей мере, примерно 1:30, по меньшей мере, примерно 1:40 или, по меньшей мере, примерно 1:50. По отдельным вариантам осуществления соотношение объема опорного корпуса из цементированного карбида к объему сверхтвердой конструкции составляет максимум примерно 1:300, максимум примерно 1:200 или максимум примерно 1:150. По отдельным вариантам осуществления объем сверхтвердой конструкции составляет, по меньшей мере, около 200 мм3 или, по меньшей мере, около 300 мм3. По отдельным вариантам осуществления объем сверхтвердой конструкции составляет максимум около 500 мм или максимум примерно 400 мм.In some examples of cutters, the ratio of the volume of the cemented carbide support body to the volume of the superhard structure is at least about 1:30, at least about 1:40, or at least about 1:50. In some embodiments, the ratio of the volume of the cemented carbide support body to the volume of the superhard structure is a maximum of about 1: 300, a maximum of about 1: 200, or a maximum of about 1: 150. In certain embodiments, the volume of the superhard structure is at least about 200 mm 3 or at least about 300 mm 3 . In certain embodiments, the volume of the superhard structure is a maximum of about 500 mm or a maximum of about 400 mm.
У отдельных модификаций резцов длина канала может быть, по меньшей мере, равна его диаметру. В одном из примеров диаметр хвостовика и канала могут быть около 2.5 см, а длина канала и вставной части хвостовика может быть около 6 см, следовательно, объем канала и вставной части хвостовика могут быть около 29 см3, а область контакта между внутренней периферийной поверхностью канала и хвостовиком может быть около 47 см2. В другом примере диаметр хвостовика и канала могут быть около 2 см, а длина канала и вставной части хвостовика может быть около 8.3 см, следовательно, объем канала и вставной части хвостовика могут быть около 26 см3, а область контакта между внутренней периферийной поверхностью канала и хвостовиком может быть около 52 см2. В еще одном из примеров диаметр хвостовика и канала могут быть около 3.5 см, а длина канала и вставной части хвостовика может быть около 6.9 см, следовательно, объем канала и вставной части хвостовика могут быть около 66 см3, а область контакта между внутренней периферийной поверхностью канала и хвостовиком может быть около 76 см2.For individual modifications of the incisors, the channel length can be at least equal to its diameter. In one example, the diameter of the shank and the channel can be about 2.5 cm, and the length of the channel and the insert of the shank can be about 6 cm, therefore, the volume of the channel and the insert of the shank can be about 29 cm 3 , and the contact area between the inner peripheral surface of the channel and the shank may be about 47 cm 2 . In another example, the diameter of the shank and the channel can be about 2 cm, and the length of the channel and the insert of the shank can be about 8.3 cm, therefore, the volume of the channel and the insert of the shank can be about 26 cm 3 , and the contact area between the inner peripheral surface of the channel and the shank may be about 52 cm 2 . In another example, the diameter of the shank and the channel can be about 3.5 cm, and the length of the channel and the insert of the shank can be about 6.9 cm, therefore, the volume of the channel and the insert of the shank can be about 66 cm 3 , and the contact area between the inner peripheral surface the channel and the shank may be about 76 cm 2 .
В отдельных примерах резцов хвостовик может не быть, по существу, цилиндрическим и может иметь любую форму в поперечном сечении. Например, форма хвостовика может быть, в целом, эллиптической, яйцеобразной, клинообразной, квадратной, прямоугольной, многоугольной или полукруглой; либо форма сечения хвостовика может изменяться по длине.In some examples of incisors, the shank may not be substantially cylindrical and may have any cross-sectional shape. For example, the shape of the shank may be, in general, elliptical, egg-shaped, wedge-shaped, square, rectangular, polygonal or semicircular; or the shape of the cross section of the shank may vary in length.
В отдельных примерах черенок может иметь, по существу, цилиндрическую форму и диаметр, по меньшей мере, около 15 мм, по меньшей мере, около 20 мм, по меньшей мере, около 25 мм или, по меньшей мере, 30 мм. По отдельным вариантам осуществления диаметр черенка составляет максимум около 20 мм, максимум около 25 мм, максимум около 30 мм, максимум около 35 мм или даже максимум около 40 мм. По отдельным вариантам осуществления диаметр черенка, по всей его длине, изменяется менее чем примерно на 5 мм, либо диаметр по всей длине, по существу, остается неизменнымIn some examples, the stalk may have a substantially cylindrical shape and a diameter of at least about 15 mm, at least about 20 mm, at least about 25 mm, or at least 30 mm. In certain embodiments, the diameter of the handle is a maximum of about 20 mm, a maximum of about 25 mm, a maximum of about 30 mm, a maximum of about 35 mm, or even a maximum of about 40 mm. In some embodiments, the diameter of the handle, along its entire length, changes by less than about 5 mm, or the diameter along the entire length essentially remains unchanged
В таблице ниже обобщены отдельные типовые комбинации примерных размеров, которые могут использоваться для модификаций резцов. Размеры указывают длину канала и длину вставной части хвостовика, средний диаметр канала и вставной части хвостовика, минимальный объем канала и объем вставной части хвостовика, а также область контакта между периферийной внутренней стенкой канала и соответствующей поверхностью вставной части хвостовика.The table below summarizes the individual typical combinations of approximate sizes that can be used to modify the cutters. The dimensions indicate the channel length and the length of the insertion part of the shank, the average diameter of the channel and the insertion part of the shank, the minimum volume of the channel and the volume of the insertion part of the shank, as well as the contact area between the peripheral inner wall of the channel and the corresponding surface of the insertion part of the shank.
По отдельным вариантам осуществления опорный корпус содержит цементированный карбидный материал, имеющий трещиностойкость максимум около 17 МПа·м1/2, максимум около 13 МПа·м1/2, максимум около 11 МПа·м1/2 или даже максимум около 10 МПа·м1/2. По отдельным вариантам осуществления опорный корпус содержит цементированный карбидный материал, имеющий трещиностойкость, по меньшей мере, около 8 МПа·м1/2 или, по меньшей мере, около 9 10 МПа·м1/2. По отдельным вариантам осуществления опорный корпус содержит цементированный карбидный материал, имеющий поперечную прочность на разрыв, по меньшей мере, около 2100 МПа, по меньшей мере, около 2300 МПа, по меньшей мере, около 2700 МПа или даже, по меньшей мере, около 3000 МПа.In certain embodiments, the support housing comprises a cemented carbide material having a crack resistance of a maximum of about 17 MPa · m 1/2 , a maximum of about 13 MPa · m 1/2 , a maximum of about 11 MPa · m 1/2, or even a maximum of about 10 MPa · m 1/2 . In certain embodiments, the support body comprises a cemented carbide material having a crack resistance of at least about 8 MPa · m 1/2 or at least about 9 10 MPa · m 1/2 . In certain embodiments, the support body comprises a cemented carbide material having a transverse tensile strength of at least about 2100 MPa, at least about 2300 MPa, at least about 2700 MPa, or even at least about 3000 MPa .
По отдельным вариантам осуществления опорный корпус содержит цементированный карбидный материал, содержащий зерна карбида металла со средним размером максимум около 8 микрон или максимум около 3 микрон. По одному из вариантов осуществления опорный корпус содержит цементированный карбидный материал, содержащий зерна карбида металла со средним размером, по меньшей мере, около 0.1 микрона.In certain embodiments, the support housing comprises a cemented carbide material containing metal carbide grains with an average size of a maximum of about 8 microns or a maximum of about 3 microns. In one embodiment, the support housing comprises a cemented carbide material containing metal carbide grains with an average size of at least about 0.1 microns.
По отдельным вариантам осуществления опорный корпус содержит цементированный карбидный материал, содержащий максимум около 13 весовых процентов, максимум около 10 весовых процентов, максимум около 7 весовых процентов, максимум около 6 весовых процентов или даже максимум около 3 весовых процентов связующего металлического материала, такого как кобальт (Со). По отдельным вариантам осуществления опорный корпус содержит цементированный карбидный материал, содержащий, по меньшей мере, около 1 весового процента, по меньшей мере, около 3 весовых процентов или, по меньшей мере, около 6 весовых процентов металлического связующего материала.In certain embodiments, the support body comprises a cemented carbide material containing a maximum of about 13 weight percent, a maximum of about 10 weight percent, a maximum of about 7 weight percent, a maximum of about 6 weight percent, or even a maximum of about 3 weight percent of a binder metal material such as cobalt ( So). In certain embodiments, the support body comprises a cemented carbide material comprising at least about 1 weight percent, at least about 3 weight percent, or at least about 6 weight percent metal binder.
По отдельным вариантам осуществления опорный корпус может, по существу, состоять или состоит из цементированного карбидного материала.In certain embodiments, the support housing may substantially consist or consist of cemented carbide material.
В отдельных примерах резцов горячая посадка компонентов может быть обратимой, а стальной держатель и/или хвостовик могут сниматься и повторно использоваться, что, на самом деле, позволяет снизить себестоимость резца и увеличить срок службы стального держателя. Этого можно достичь за счет нагревания стального держателя в непосредственной близости от канала для его расширения относительно хвостовика из цементированного карбида, что позволит вынимать хвостовик из канала.In some examples of incisors, the hot fit of the components can be reversible, and the steel holder and / or shank can be removed and reused, which, in fact, can reduce the cost of the cutter and increase the service life of the steel holder. This can be achieved by heating the steel holder in the immediate vicinity of the channel to expand it relative to the shank of cemented carbide, which will allow you to remove the shank from the channel.
Предлагается способ изготовления резца, способ включает в себя получение вставки резца, содержащей сверхтвердый наконечник, соединенный с опорным корпусом из цементированного карбида у торца опорного корпуса, опорный корпус содержит черенок (хвостовик); получение стального держателя с имеющимся у него каналом, предназначенным для помещения в него черенка и содержащим вал, позволяющий устанавливать держатель в инструментальную оправку; а также помещение черенка в канал стального держателя при помощи горячей посадки. Хвостовик может помещаться в канал стального держателя при помощи горячей посадки за счет нагревания, по меньшей мере, части стального держателя, в том числе канала, до температуры около 350 градусов Цельсия, помещения черенка в канал нагретого держателя, а также охлаждения и сжатия стального держателя, тем самым удерживая хвостовик в сжатом состоянии. В примерах, где стальной держатель содержит посадочное место, хвостовик может вставляться в канал полностью таким образом, чтобы вставленный торец упирался в посадочное место.A method for manufacturing a cutter is proposed, the method includes obtaining a cutter insert containing a superhard tip connected to a cemented carbide support body at the end of the support body, the support body comprising a handle (shank); obtaining a steel holder with his channel, designed to place the handle in it and containing a shaft that allows you to install the holder in the tool holder; as well as placing the handle in the channel of the steel holder using a hot landing. The shank can be placed in the channel of the steel holder by hot landing by heating at least part of the steel holder, including the channel, to a temperature of about 350 degrees Celsius, placing the handle in the channel of the heated holder, as well as cooling and compression of the steel holder, thereby keeping the shank in a compressed state. In examples where the steel holder contains a seat, the shank can be inserted into the channel completely so that the inserted end abuts against the seat.
Натяг между хвостовиком и каналом держателя определяется разницей их размеров, которая может быть выражена в процентом соотношении размеров. Например, по вариантам осуществления, где хвостовик (а также канал) имеют, в целом, круглое сечение, натяг может быть выражен как разница диаметров в процентом соотношении. Размер между хвостовиком и каналом подбирается в зависимости, по меньшей мере, от диаметра хвостовика и может составлять, по меньшей мере, около 0.002 процента от диаметра хвостовика. В одном из примеров диаметр хвостовика составляет около 2.5 см, а натяг между хвостовиком и каналом составляет около 0.08 процента от диаметра хвостовика. Натяг между вставным черенком и каналом может быть максимум около 0.3 процента от диаметра хвостовика. Если натяг будет слишком большим, то предел упругости стального материала держателя может быть превышен, если стальной держатель одевается на хвостовик при помощи горячей посадки, что в результате приведет к определенной пластичной деформации стали рядом с каналом. Если натяг будет слишком слабым, то тогда горячей посадки может быть недостаточно, для того чтобы вставка прочно удерживалась держателем во время использования.The interference between the shank and the channel of the holder is determined by the difference in their sizes, which can be expressed as a percentage of the size ratio. For example, in embodiments where the shank (as well as the channel) has a generally circular cross section, the interference fit can be expressed as the difference in diameter in a percentage ratio. The size between the shank and the channel is selected depending on at least the diameter of the shank and may be at least about 0.002 percent of the diameter of the shank. In one example, the liner diameter is about 2.5 cm, and the interference between the liner and the channel is about 0.08 percent of the liner diameter. The interference between the insertion handle and the channel can be a maximum of about 0.3 percent of the shank diameter. If the tightness is too large, the elastic limit of the steel material of the holder can be exceeded if the steel holder is put on the shank by means of a hot fit, which will result in a certain plastic deformation of the steel near the channel. If the tightness is too weak, then a hot fit may not be enough to ensure that the insert is firmly held by the holder during use.
По отдельным вариантам способа точные размеры хвостовика и канала могут выбираться таким образом, чтобы после горячей посадки хвостовика в канал, область внутри стального держателя, примыкающая к каналу, находилась в состоянии окружного (или ободного) статичного растягивающего напряжения, составляющего, по меньшей мере, около 300 МПа или, по меньшей мере, около 350 МПа. По отдельным вариантам осуществления область внутри стального держателя, примыкающая к каналу, находится в состоянии окружного (или ободного) статичного растягивающего напряжения, составляющего, по меньшей мере, около 450 МПа или, по меньшей мере, около 500 МПа.According to individual variants of the method, the exact dimensions of the shank and the channel can be selected so that, after the shank is inserted into the channel hotly, the area inside the steel holder adjacent to the channel is in a state of circumferential (or rim) static tensile stress of at least about 300 MPa or at least about 350 MPa. In certain embodiments, the region within the steel holder adjacent to the channel is in a state of circumferential (or rim) static tensile stress of at least about 450 MPa or at least about 500 MPa.
В качестве неограничивающего примера раскрываемый резец может содержать сверхтвердый наконечник, подобный тому, что описан в опубликованных заявках США 2009/0051211; 2010/0065338; 2010/0065339 или 2010/0071964. Со ссылкой на фиг.7 пример вставки для варианта осуществления резца содержит сверхтвердый наконечник 112 со сверхтвердой структурой 111, в целом, имеющей форму колпака, сцепленного с подложкой 113 из цементированного карбида. Сверхтвердый наконечник 112 соединен с усеченно-конусной частью 116 опорного корпуса 114. Большая часть сверхтвердой конструкции 111 имеет сферически затупленную конусную внешнюю часть со скругленной вершиной 1111, имеющей радиус изогнутости в продольной плоскости и угол к между осью, параллельной продольной оси AL и конусной частью 1112 внешней поверхности сверхтвердой конструкции 111. Сверхтвердая конструкция 111 содержит носовую область 1113 и юбочную область 1114, которая проходит продольно и поперечно в сторону от носовой области 1113. По отдельным версиям примера минимальная продольная толщина юбочной области 1114 может составлять, по меньшей мере, около 1.3 мм или, по меньшей мере, 1.5 мм. По отдельным версиям примера продольная толщина сверхтвердого колпака 111 у вершины 1111 составляет, по меньшей мере, 4 мм или, по меньшей мере, около 5 мм и максимум около 7 мм или максимум около 6 мм. В одной из модификаций примера продольная толщина сверхтвердой конструкции 111 у вершины 1111 находится в радиусе примерно от 5.5 мм до 6 мм. По отдельным версиям примера радиус изогнутости закругленной вершины 1111 составляет, по меньшей мере, около 2 мм и максимум около 3 мм. По отдельным вариантам осуществления угол К конуса составляет максимум 80 градусов или максимум 70 градусов. По отдельным версиям примера угол К конуса составляет, по меньшей мере, 45 градусов или, по меньшей мере, 50 градусов.By way of non-limiting example, the disclosed cutter may comprise an ultrahard tip, similar to that described in published applications US 2009/0051211; 2010/0065338; 2010/0065339 or 2010/0071964. With reference to FIG. 7, an example insert for an embodiment of a cutter comprises a
Со ссылкой на фиг.8 пример вставки для варианта осуществления резца содержит сверхтвердый наконечник 112 со сверхтвердой структурой 111, связанной с подложкой 113 из цементированного карбида. Сверхтвердый наконечник 112 соединен с усеченно-конусной частью 116 опорного корпуса 114. Радиус R изогнутости сферически затупленной конусной носовой части 1111 составляет около 2.25 мм, а угол К конуса составляет около 42 градусов.With reference to FIG. 8, an example insert for an embodiment of a cutter comprises a
Со ссылкой на фиг.9 часть примера стального держателя 120 резца прикреплена к блоку 200 основания (корпусу оправки) посредством взаимоблокирующего крепежного механизма 210, причем вал 122 стального держателя 120 зафиксирован внутри канала, образованного внутри корпуса 200 оправки. Также показана часть хвостовика 118 типового резца. Вал 122 может быть разъемно соединен с блоком 200 основания, который приварен или иным образом соединен с барабаном. Блок 200 основания и держатель 120, точнее вал 122, может быть выполнен с возможностью обеспечения разъемного взаимного зацепления стального держателя 120 с блоком основания. Вал 122 может быть выполнен с возможностью взаимного зацепления с блоком основания без вращения и может использоваться с инструментальными оправками, раскрытыми, например, в патентах DE 10161713 В4 и DE 102004057302 А1. Инструментальная оправка, такая как блок основания, может быть приварена к компоненту приводного устройства, такого как барабан, для приведения в действие сверхтвердого резца. На фиг.10 при виде сбоку показан резец 100 для другой инструментальной оправки, отличающейся от примера, изображенного на фиг.9, вал 122 стального держателя 120 выполнен иным образом. Резец 100 содержит вставку 110 со сверхтвердым наконечником 112, соединенным с частью 116 опорного корпуса.With reference to FIG. 9, a part of an example of a
Предлагается способ крепления сверхтвердого резца в инструментальной оправке, соединенной с компонентом приводного устройства, способ включает в себя соединение вставки резца со стальным держателем для образования резца, стальной держатель содержит вал, выполненный с возможностью функционального крепления стального держателя в инструментальной оправке, инструментальная оправка содержит средства зацепления, выполненные с возможностью помещения в них вала стального держателя; а затем крепления сверхтвердого резца в инструментальной оправке. По одному из вариантов осуществления способа инструментальная оправка приварена к компоненту приводного устройства, такому как барабан, для приведения в действие сверхтвердого резца.A method for attaching a superhard cutter in a tool holder connected to a drive device component is proposed, the method includes connecting a tool insert with a steel holder to form a cutter, the steel holder comprises a shaft configured to functionally fasten the steel holder in the tool holder, the tool holder contains engagement means made with the possibility of placing in them the shaft of the steel holder; and then attaching the superhard cutter to the tool holder. In one embodiment of the method, the tool holder is welded to a component of a drive device, such as a drum, to drive an ultrahard cutter.
Во время использования резец может перемещаться приводным устройством, на котором он установлен, вперед, относительно разрушаемой структуры, причем сверхтвердый наконечник находится у ведущего конца. Например, на барабане для разрушения асфальтового покрытия, который может использоваться для снятия полотна при ремонте дорог, может быть установлено множество резцов. Барабан соединен с транспортным средством и приводится во вращение. При приближении барабана к дорожному полотну резцы многократно ударяют о дорожное покрытие по мере вращения барабана, за счет чего ведущие сверхтвердые наконечники вскрывают асфальт. Аналогичный подход может использоваться для вскрытия горных пород при добыче угля.During use, the cutter can be moved forward by the drive device on which it is mounted relative to the structure to be destroyed, the superhard tip being at the leading end. For example, a plurality of incisors can be mounted on a drum for destroying an asphalt pavement, which can be used to remove a web during road repair. The drum is connected to the vehicle and rotated. When the drum approaches the roadway, the cutters repeatedly hit the road surface as the drum rotates, due to which the leading superhard tips open the asphalt. A similar approach can be used to open rocks during coal mining.
Со ссылкой на фиг.11 схематически показан типовой резец по фиг.5 в изношенном состоянии, причем за время использования часть 1201 стального держателя 120 была изношена до такой степени, что стала видна поверхность вставного вала 118 вставки, к которому примыкает подобная часть 1201.Referring to FIG. 11, a typical cutter of FIG. 5 is schematically shown in a worn state, wherein during use, the
Хотя типовой резец, изображенный на фиг.11, показан в изношенном состоянии, отдельные резцы могут оснащаться срезаемой частью 1201 перед использованием. В данной компоновке хвостовик 118 лишь частично окружен каналом 126 в диапазоне осевых положений R по длине L хвостовика 118 (т.е. в диапазоне R осевых положений хвостовик 118 не полностью окружен или охвачен стальным держателем 120).Although the typical cutter shown in FIG. 11 is shown in a worn condition, individual cutters may be equipped with a cutting
При проектировании резцов для высокоабразивных операций при разрушении таких материалов, как асфальт, уголь или поташ, желательно соблюдать баланс между себестоимостью инструмента и его устойчивостью к абразивному износу и разламыванию во время использования. Сверхтвердые материалы, такие как искусственный алмаз, обычно обладают повышенной устойчивостью к абразивному износу, но при этом имеют более высокую себестоимость по сравнению с материалами из цементированного карбида, которые в свою очередь обладают более высокой абразивной устойчивостью, но также и более высокой себестоимостью по сравнению со стальными материалами. Один из подходов может заключаться в том, чтобы свести к минимуму содержание в инструменте алмазосодержащих материалов и материалов из цементированного карбида с учетом их относительной себестоимости и подбирать компоненты, содержащие подобные материалы, таким образом, чтобы добиться приемлемого срока службы инструмента.When designing cutters for highly abrasive operations in the destruction of materials such as asphalt, coal or potash, it is advisable to strike a balance between the cost of the tool and its resistance to abrasion and breaking during use. Superhard materials, such as artificial diamond, usually have higher abrasion resistance, but have a higher cost compared to cemented carbide materials, which in turn have a higher abrasion resistance, but also a higher cost compared to steel materials. One approach may be to minimize the content of diamond-containing materials and cemented carbide materials in the tool, taking into account their relative cost, and select components containing similar materials in such a way as to achieve an acceptable tool life.
Опорный корпус из цементированного карбида, занимающий достаточно большой объем, по меньшей мере, около 6 см3, по меньшей мере, около 10 см3 или, по меньшей мере, около 15 см3, расположенный сзади наконечника из поликристаллического алмаза PCD в направлении движения во время использования и заходящий относительно глубоко в стальной держатель, похоже, удивительным образом увеличивает срок службы инструмента, что, вероятно, оправдывает дополнительные затраты на карбидный материал.Cemented carbide support body, occupying a sufficiently large volume of at least about 6 cm 3 , at least about 10 cm 3, or at least about 15 cm 3 , located behind the PCD polycrystalline diamond tip in the direction of travel the time of use and going relatively deep into the steel holder, it seems, surprisingly extends the life of the tool, which probably justifies the additional cost of carbide material.
Не стремясь ограничиваться определенной теорией, высокая плотность и относительно высокая масса карбидного хвостовика, а также его высокая жесткость могут существенно увеличивать опору для наконечника PCD, предотвращая деформацию или изгиб наконечника при его прижимании к разламываемой структуре. Можно сказать, что хвостовик из карбида образует хребетообразную конструкцию, заходящую относительно глубоко в стальной держатель. Удлиненный хвостовик из карбида также может выполнять роль усилительного хребта, заходящего в стальной держатель и делающего его более прочным.Without trying to be limited by a certain theory, the high density and relatively high mass of the carbide shank, as well as its high rigidity, can significantly increase the support for the PCD tip, preventing the tip from deforming or bending when it is pressed against the breakable structure. It can be said that the carbide shank forms a ridge-like structure extending relatively deep into the steel holder. An elongated carbide shank can also serve as an reinforcing ridge that goes into a steel holder and makes it more durable.
Было установлено, что резец со сверхтвердым наконечником, в котором используется комбинация из относительно крупного хвостовика и соединение хвостовика при помощи горячей посадки в стальной держатель, имеет увеличенный рабочий ресурс при его использовании для снятия асфальта. Если объем вставной части хвостовика составляет примерно менее 6 см3, примерно менее 15 см3 или даже примерно менее 15 см3, то опоры для сверхтвердого наконечника во время использования может быть недостаточно; при этом если область сопряжения между хвостовиком и каналом будет менее чем примерно 20 см2, то опорный корпус из карбида может недостаточно прочно удерживаться стальным держателем, в который он вставлен при помощи горячей посадки. Если диаметр хвостовика будет менее 2 см, то в этом случае он может не обеспечивать достаточную опору и прочность инструмента, который может разламываться, особенно в суровых условиях, и/или может происходить повышенный износ стального держателя. Если длина опорного корпуса составляет примерно менее 4 см, то он может не обеспечивать достаточной опоры для стального держателя и/или наконечника из поликристаллического алмаза PCD, который может преждевременно разламываться.It was found that a cutter with a superhard tip, which uses a combination of a relatively large shank and a connection of the shank by hot landing in a steel holder, has an increased working life when used to remove asphalt. If the volume of the insertion part of the shank is approximately less than 6 cm 3 , approximately less than 15 cm 3, or even approximately less than 15 cm 3 , then support for the superhard tip during use may not be sufficient; however, if the mating area between the shank and the channel is less than about 20 cm 2 , then the carbide support body may not be held firmly enough by the steel holder into which it is inserted by means of a hot fit. If the shank diameter is less than 2 cm, then in this case it may not provide sufficient support and strength of the tool, which may break, especially in harsh conditions, and / or increased wear of the steel holder may occur. If the length of the support body is approximately less than 4 cm, then it may not provide sufficient support for the steel holder and / or tip of the PCD polycrystalline diamond, which may break prematurely.
В раскрываемых здесь резцах, у которых объем хвостовика и канала, а также контактная область между ними являются достаточно большими, горячая посадка хвостовика в стальной держатель может обеспечивать преимущества по сравнению с запрессовкой. Для горячей посадки относительно крупного хвостовика требуется значительно меньшее усилие по сравнению с его запрессовкой в канал. Одним из аспектов этого может быть достаточно прочное удерживание вставки внутри канала стального держателя без существенного превышения предела упругости стального материала, что позволяет уменьшить пластичную деформацию стального держателя. Не стремясь ограничиваться определенной теорией, одним из аспектов этого может быть то, что область стального держателя, примыкающая к каналу, может подвергаться меньшей деформации и осевому напряжению в результате усилия запрессовки и трения между хвостовиком и поверхностью канала. Компоненты хвостовика также могут испытывать меньшее остаточное напряжение, что в результате может обеспечивать повышенное сопротивление к разлому во время использования. Недостатком горячей посадки является то, что может требоваться более сложное оборудование и технологический процесс.In the cutters disclosed here, in which the volume of the shank and the channel, as well as the contact area between them are large enough, a hot fit of the shank into the steel holder can provide advantages compared to the press fitting. For a hot landing of a relatively large shank, a significantly lower force is required compared to pressing it into the channel. One of the aspects of this may be a sufficiently strong holding of the insert inside the channel of the steel holder without significantly exceeding the elastic limit of the steel material, which can reduce the plastic deformation of the steel holder. Without attempting to be limited by a certain theory, one aspect of this may be that the region of the steel holder adjacent to the channel may be subject to less deformation and axial stress as a result of the pressing and friction forces between the shank and the channel surface. Shank components may also experience less residual stress, which may result in increased fracture resistance during use. The disadvantage of a hot landing is that more sophisticated equipment and process may be required.
Горячая посадка позволяет уменьшить зависимость от пайки при соединении вставки со стальным держателем. Это может быть особенно удобно, если сверхтвердый наконечник содержит искусственный или природный алмаз, например поликристаллический алмаз, поскольку происходит меньшее термическое разрушение наконечника при пайке, для которой требуется высокая температура (алмаз, особенно в форме поликристаллического алмаза PCD, обычно имеет относительно низкую термическую стабильность и при высоких температурах превращается в графит). Кроме этого, для пайки может потребоваться специальная печь и специальная атмосфера, что может быть не нужно для горячей посадки.A hot fit allows you to reduce the dependence on soldering when connecting the insert to a steel holder. This can be especially convenient if the superhard tip contains an artificial or natural diamond, such as polycrystalline diamond, since there is less thermal destruction of the tip when soldering, which requires high temperature (diamond, especially in the form of polycrystalline PCD diamond, usually has a relatively low thermal stability and at high temperatures it turns into graphite). In addition, a special furnace and a special atmosphere may be required for soldering, which may not be necessary for a hot landing.
Ниже приведены примеры резцов. Следующие пункты предлагаются в качестве дополнительного описания раскрываемых резцов.The following are examples of incisors. The following paragraphs are provided as additional descriptions of the incisors disclosed.
1. Сверхтвердый резец (для краткости также именуемый просто резец) содержит вставку и стальной держатель для вставки, вставка содержит сверхтвердый наконечник, соединенный с опорным корпусом из цементированного карбида с хвостовиком; стальной держатель содержит вал, соединяемый с инструментальной оправкой, у стального держателя имеется канал, предназначенный для помещения в него хвостовика; объем опорного корпуса из цементированного карбида составляет, по меньшей мере, 6 см3, по меньшей мере, 10 см3 или, по меньшей мере, 15 см3.1. The superhard cutter (also referred to simply as the cutter for short) contains an insert and a steel holder for insertion, the insert contains an ultrahard tip connected to a cemented carbide support body with a shank; the steel holder contains a shaft connected to the tool holder, the steel holder has a channel designed to fit a shank; the volume of the cemented carbide support body is at least 6 cm 3 , at least 10 cm 3, or at least 15 cm 3 .
2. Резец, содержащий вставку и стальной держатель для вставки, вставка содержит сверхтвердый наконечник, соединенный с опорным корпусом из цементированного карбида с хвостовиком; стальной держатель содержит вал, соединяемый с инструментальной оправкой, у стального держателя имеется канал, предназначенный для помещения в него хвостовика; вставная часть хвостовика крепится в канале; вставная часть имеет осевую длину и средний диаметр; осевая длина не меньше среднего диаметра.2. The cutter containing the insert and the steel holder for the insert, the insert contains a superhard tip connected to the supporting body of cemented carbide with a shank; the steel holder contains a shaft connected to the tool holder, the steel holder has a channel designed to fit a shank; the plug-in part of the shank is mounted in the channel; the insertion part has an axial length and an average diameter; axial length not less than the average diameter.
3. Резец по п.2, у которого осевая длина вставной части составляет, по меньшей мере, около 4 см, а максимум около 8.5 см.3. The cutter according to claim 2, in which the axial length of the insert is at least about 4 cm, and a maximum of about 8.5 cm.
4. Резец по п.2 или 3, у которого средний диаметр вставной части составляет, по меньшей мере, около 2 см, а максимум около 3.5 см.4. The cutter according to claim 2 or 3, in which the average diameter of the insert is at least about 2 cm, and a maximum of about 3.5 cm
5. Резец, содержащий вставку и стальной держатель для вставки, вставка содержит сверхтвердый наконечник, соединенный с опорным корпусом из цементированного карбида с хвостовиком; стальной держатель содержит вал, соединяемый с инструментальной оправкой, у стального держателя имеется приемный элемент для вставки с имеющимся в нем каналом, предназначенным для помещения в него хвостовика; вставная часть хвостовика крепится в канале и упирается в площадь поверхности канала; величина упорной площади поверхности больше величины объема вставляемой части.5. The cutter containing the insert and the steel holder for the insert, the insert contains a superhard tip connected to the supporting body of cemented carbide with a shank; the steel holder comprises a shaft connected to the tool holder, the steel holder has a receiving element for insertion with the channel provided therein, intended to fit a shank into it; the plug-in part of the shank is fixed in the channel and abuts against the surface area of the channel; the value of the persistent surface area is greater than the volume of the inserted part.
6. Резец по п.5, у которого величина упорной площади поверхности составляет, по меньшей мере, около 20 см2, а объем вставной части составляет, по меньшей мере, около 15 см3.6. The cutter according to claim 5, in which the value of the persistent surface area is at least about 20 cm 2 and the volume of the insertion part is at least about 15 cm 3 .
7. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого хвостовик крепится внутри канала при помощи горячей посадки.7. Cutter according to any one of the preceding paragraphs, in which the shank is mounted inside the channel by means of a hot landing.
8. Сверхтвердый резец (для краткости также именуемый просто «резец»), содержащий резцовую вставку, помещенную в стальной держатель, у резцовой вставки (для краткости также именуемой просто «вставкой») имеется сверхтвердый наконечник, соединенный с опорным корпусом из цементированного карбида у края опорного корпуса, опорный корпус содержит хвостовик, у стального держателя имеется канал, предназначенный для помещения в него хвостовика, а также вал, предназначенный для установки держателя в инструментальной оправке; хвостовик вставляется в канал стального держателя при помощи горячей посадки.8. A superhard cutter (also referred to simply as a “cutter” for short) containing a cutting insert placed in a steel holder, the cutting insert (for short also referred to simply as an “insert”) has an ultrahard tip connected to a cemented carbide support body at the edge of the supporting housing, the supporting housing contains a shank, the steel holder has a channel designed to accommodate the shank, as well as a shaft designed to install the holder in the tool holder; the shank is inserted into the channel of the steel holder using a hot fit.
9. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого объем хвостовика составляет, по меньшей мере, 15 см3.9. The cutter according to any one of the preceding paragraphs, in which the volume of the shank is at least 15 cm 3 .
10. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого площадь поверхности хвостовика упирается в соответствующую внутреннюю периферийную (боковую) площадь поверхности канала, площадь поверхности составляет, по меньшей мере, 20 см2.10. The cutter according to any one of the preceding paragraphs, in which the surface area of the shank abuts against the corresponding inner peripheral (side) surface area of the channel, the surface area is at least 20 cm 2 .
11. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого диаметр хвостовика (или средний диаметр) составляет, по меньшей мере, 1.5 см либо, по меньшей мере, 2 см и максимум 4.0 см или максимум 3.5 см.11. The cutter according to any one of the preceding paragraphs, in which the shank diameter (or average diameter) is at least 1.5 cm or at least 2 cm and a maximum of 4.0 cm or a maximum of 3.5 cm
12. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого длина хвостовика и канала, каждая, составляет, по меньшей мере, около 4 см.12. The cutter according to any one of the preceding paragraphs, in which the length of the shank and channel, each, is at least about 4 cm
13. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого соотношение объема опорного корпуса из цементированного карбида к объему сверхтвердого наконечника составляет, по меньшей мере, 1:30 и максимум 1:300, а объем сверхтвердого наконечника составляет, по меньшей мере, 200 мм3 и максимум 500 мм3.13. A cutter according to any one of the preceding claims, wherein the ratio of the volume of the cemented carbide support body to the volume of the superhard tip is at least 1:30 and a maximum of 1: 300, and the volume of the superhard tip is at least 200 mm 3 and a maximum of 500 mm 3 .
14. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого объем сверхтвердой структуры составляет, по меньшей мере, 0.2 см3.14. The cutter according to any one of the preceding paragraphs, in which the volume of the superhard structure is at least 0.2 cm 3 .
15. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого, по меньшей мере, часть хвостовика имеет, по существу, цилиндрическую форму.15. The cutter according to any one of the preceding paragraphs, in which at least part of the shank has a substantially cylindrical shape.
16. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого длина канала, по меньшей мере, равна его диаметру.16. The cutter according to any one of the preceding paragraphs, in which the length of the channel is at least equal to its diameter.
17. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого натяг между хвостовиком и каналом составляет, по меньшей мере, 0.002 процента от диаметра хвостовика, и максимум около 0.3 процента от диаметра хвостовика.17. The cutter according to any one of the preceding paragraphs, in which the interference between the shank and the channel is at least 0.002 percent of the diameter of the shank, and a maximum of about 0.3 percent of the diameter of the shank.
18. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого область стального держателя, примыкающая к каналу, находится в состоянии окружного (или ободного) статичного растягивающего напряжения, составляющего, по меньшей мере, около 300 МПа и максимум около 500 МПа.18. The cutter according to any one of the preceding paragraphs, in which the area of the steel holder adjacent to the channel is in a state of circumferential (or rim) static tensile stress of at least about 300 MPa and a maximum of about 500 MPa.
19. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого диаметр хвостовика изменяется менее чем примерно на 5 мм по всей длине либо диаметр, по существу, остается неизменным по всей длине.19. The cutter according to any one of the preceding paragraphs, in which the diameter of the shank changes by less than about 5 mm along the entire length or the diameter essentially remains unchanged along the entire length.
20. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого часть хвостовика лишь частично окружена каналом стального держателя (в диапазоне осевых положений по длине хвостовика).20. The cutter according to any one of the preceding paragraphs, in which part of the shank is only partially surrounded by the channel of the steel holder (in the range of axial positions along the length of the shank).
21. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого в стальном держателе имеется посадочное место, в которое помещается торец опорного корпуса из цементированного карбида. Канал может сообщаться с внешней частью стального держателя через проход или отверстие, проходящее сквозь или рядом с посадочным местом.21. The cutter according to any one of the preceding paragraphs, which has a seat in the steel holder in which the end face of the cemented carbide support body is placed. The channel may communicate with the outer part of the steel holder through the passage or hole passing through or near the seat.
22. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого канал проходит через держатель, образуя сквозное отверстие с парой открытых концов.22. The cutter according to any one of the preceding paragraphs, in which the channel passes through the holder, forming a through hole with a pair of open ends.
23. Резец по одному из любых пунктов с 1 по 21, у которого канал, по существу, закрыт с одного конца.23. The cutter according to any one of paragraphs 1 to 21, in which the channel is essentially closed at one end.
24. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого часть опорного корпуса из цементированного карбида выступает из стального держателя и выходит за пределы горловины канала.24. The cutter according to any one of the preceding paragraphs, in which part of the supporting body of cemented carbide protrudes from the steel holder and extends beyond the neck of the channel.
25. Резец по п.24, у которого диаметр выступающей части опорного корпуса из цементированного карбида по всей длине выступающей части максимум на 5% больше диаметра горловины канала, из которого она выступает.25. The cutter according to paragraph 24, in which the diameter of the protruding part of the support body of cemented carbide along the entire length of the protruding part is a maximum of 5% greater than the diameter of the neck of the channel from which it protrudes.
26. Резец по п.24, содержащий манжету, охватывающую или окружающую, по меньшей мере, часть выступающего сегмента.26. The cutter according to paragraph 24, containing a cuff covering or surrounding at least part of the protruding segment.
27. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого диаметр хвостовика составляет, по меньшей мере, 15 мм, по меньшей мере, 20 мм, по меньшей мере, 25 мм или даже, по меньшей мере, 30 мм (по отдельным вариантам осуществления диаметр хвостовика может составлять максимум около 20 мм, максимум около 25 мм, максимум около 30 мм, максимум около 35 мм или даже максимум около 40 мм).27. The cutter according to any one of the preceding paragraphs, in which the diameter of the shank is at least 15 mm, at least 20 mm, at least 25 mm, or even at least 30 mm (in some embodiments the shank diameter can be a maximum of about 20 mm, a maximum of about 25 mm, a maximum of about 30 mm, a maximum of about 35 mm, or even a maximum of about 40 mm).
28. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого сверхтвердый наконечник содержит природный или искусственный алмазный материал или КНБ.28. The cutter according to any one of the preceding paragraphs, in which the superhard tip contains natural or artificial diamond material or CBN.
29. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого сверхтвердый наконечник содержит структуру из поликристаллического алмаза, связанную с подложкой из цементированного карбида.29. The cutter according to any one of the preceding claims, wherein the superhard tip contains a polycrystalline diamond structure bonded to a cemented carbide substrate.
30. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого сверхтвердый наконечник содержит зерна алмаза в матрице, содержащей SiC, либо зерна алмаза, диспергированные в матрице, содержащей цементированный карбидный материал.30. The cutter according to any one of the preceding paragraphs, in which the superhard tip contains diamond grains in a matrix containing SiC, or diamond grains dispersed in a matrix containing cemented carbide material.
31. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого опорный корпус из цементированного карбида содержит цементированный карбидный материал, имеющий трещиностойкость, по меньшей мере, 8 МПа·м1/2 и максимум 17 МПа·м1/2.31. A cutter according to any one of the preceding claims, wherein the cemented carbide support body comprises a cemented carbide material having a crack resistance of at least 8 MPa · m 1/2 and a maximum of 17 MPa · m 1/2 .
32. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого опорный корпус из цементированного карбида содержит цементированный карбидный материал, содержащий максимум 13 весовых процентов и, по меньшей мере, 1 весовой процент металлического связующего материала.32. A cutter according to any one of the preceding claims, wherein the cemented carbide support body comprises a cemented carbide material containing a maximum of 13 weight percent and at least 1 weight percent metal binder.
33. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого опорный корпус содержит сверхтвердый материал (например, опорный корпус может содержать алмаз или зерна КНБ, диспергированные в матрице цементированного карбида).33. The cutter according to any one of the preceding paragraphs, in which the support body contains superhard material (for example, the support body may contain diamond or CBN grains dispersed in a cemented carbide matrix).
34. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, предназначенный для снятия тротуарного или дорожного покрытия либо для добычи угля или поташа.34. A chisel according to any one of the preceding paragraphs, designed to remove paving or paving, or for the extraction of coal or potash.
35. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого инструментальная оправка приварена или может быть приварена к компоненту приводного устройства, такого как барабан, приводящего в действие сверхтвердый резец.35. The cutter according to any one of the preceding claims, wherein the tool holder is welded or can be welded to a component of a drive device, such as a drum, driving an ultrahard cutter.
36. Резец по одному из любых предыдущих пунктов, у которого инструментальная оправка содержит или может быть соединена с приводным или приводимым устройством.36. The cutter according to any one of the preceding paragraphs, in which the tool holder contains or can be connected to a drive or driven device.
37. Способ изготовления резца по одному из любых предыдущих пунктов, способ включает в себя получение вставки и стального держателя для вставки, вставка содержит сверхтвердый наконечник, соединенный с опорным корпусом из цементированного карбида с хвостовиком; стальной держатель содержит вал, предназначенный для соединения с инструментальной оправкой, в стальном держателе имеется канал, в который помещается хвостовик объемом, по меньшей мере, 6 см3, по меньшей мере, 10 см3 или, по меньшей мере, 15 см3; а также горячую посадку хвостовика в канал стального держателя.37. A method of manufacturing a cutter according to any one of the preceding paragraphs, the method includes obtaining an insert and a steel holder for the insert, the insert comprises an ultrahard tip connected to a cemented carbide support body with a shank; the steel holder comprises a shaft intended for connection with a tool holder; in the steel holder there is a channel into which a shank of at least 6 cm 3 , at least 10 cm 3, or at least 15 cm 3 is placed; as well as a hot shank fit into the channel of the steel holder.
38. Способ по п.37, включающий в себя подбор задевания между вставным валом и каналом после горячей посадки вставного вала в канал, область внутри стального держателя, примыкающая к каналу находится в состоянии окружного (или ободного) статичного растягивающего напряжения, составляющего, по меньшей мере, около 300 МПа и максимум около 500 МПа, или, по существу, менее предела упругости стального материала, из которого состоит стальной сердечник.38. The method according to clause 37, including the selection of grazing between the insertion shaft and the channel after hot insertion of the insertion shaft into the channel, the area inside the steel holder adjacent to the channel is in a state of circumferential (or rim) static tensile stress of at least at least about 300 MPa and a maximum of about 500 MPa, or essentially less than the elastic limit of the steel material of which the steel core consists.
Ниже один из неограничивающих примеров резца описан более детализировано.Below, one non-limiting example of a cutter is described in more detail.
Сверхтвердый наконечник, содержащий поликристаллический алмаз PCD, неразъемно скрепленный с подложкой из цементированного кобальтом карбида вольфрама (Co-WC) по фиг.8, был припаян к опорному корпусу. Объем структуры из поликристаллического алмаза PCD составлял около 382 мм3. Опорный корпус был образован из Co-WC, состоящего из 13 весовых процентов Со, имеющего трещиностойкость около 16.3 МПа·м1/2 и поперечную прочность на разрыв (TRS) около 2200 МПа. В другом примере опорный корпус был образован из Co-WC, состоящего из 8 весовых процентов Со, имеющего трещиностойкость около 14.6 МПа·м1/2 и поперечную прочность на разрыв (TRS) около 2800 МПа. Опорный корпус содержал, по существу, цилиндрический хвостовик и усеченно-конусный концевой сегмент, к которому был припаян наконечник из поликристаллического алмаза PCD. Качество обработки поверхности хвостовика находилось в диапазоне примерно от 0.04 микрон Ra до примерно 0.5 микрон Ra. Диаметр хвостовика составлял 2.5 см, а его длина - 6.7 см.A superhard tip containing a PCD polycrystalline diamond, one-piece bonded to a cobalt cemented tungsten carbide (Co-WC) substrate of FIG. 8, was soldered to the support body. The volume of the PCD polycrystalline diamond structure was about 382 mm 3 . The support body was formed from Co-WC, consisting of 13 weight percent Co, having a crack resistance of about 16.3 MPa · m 1/2 and a transverse tensile strength (TRS) of about 2200 MPa. In another example, the support body was formed from Co-WC, consisting of 8 weight percent Co, having a crack resistance of about 14.6 MPa · m 1/2 and a transverse tensile strength (TRS) of about 2800 MPa. The support body contained a substantially cylindrical shank and a truncated-conical end segment to which a PCD polycrystalline diamond tip was soldered. The surface finish of the liner ranged from about 0.04 microns Ra to about 0.5 microns Ra. The diameter of the shank was 2.5 cm and its length was 6.7 cm.
Был получен стальной держатель, изготовленный из стали марки 42Cr-Мо4 и содержащий принимающий элемент для вставки с имеющимся в нем каналом, диаметр канала составлял около 2.5 см, а его длина составляла около 6.7 см. Снизу канала находилось кольцевое посадочное место. Хвостовик был помещен в канал стального держателя при помощи горячей посадки за счет нагревания принимающего элемента для вставки стального держателя в воздухе до температуры около 350 градусов Цельсия, вал был вставлен в канал нагретого держателя, затем принимающему элементу для вставки дали сесть на хвостовик, тем самым удерживая его в сжатом состоянии. Хвостовик был полностью вставлен в канал таким образом, чтобы вставной торец уперся в кольцевое посадочное место. Объем вставного сегмента хвостовика, таким образом, составлял около 33 см3, а область сопряжения между хвостовиком и периферийной внутренней стенкой канала составила около 53 см2. Натяг между хвостовиком и каналом составило около 0.02 мм, а статичное ободное растягивающее напряжение области стального держателя, примыкающей к каналу, предположительно находилось в диапазоне примерно от 300 МПа до примерно 500 МПа.A steel holder was obtained, made of 42Cr-Mo4 steel and containing a receiving element for insertion with an existing channel, the channel diameter was about 2.5 cm and its length was about 6.7 cm. An annular seat was located below the channel. The shank was placed in the channel of the steel holder by hot landing by heating the receiving element for inserting the steel holder in air to a temperature of about 350 degrees Celsius, the shaft was inserted into the channel of the heated holder, then the receiving element for insertion was allowed to sit on the shank, thereby holding him in a compressed state. The shank was fully inserted into the channel so that the insert end rested against the annular seat. The volume of the insertion segment of the shank was thus about 33 cm 3 , and the mating area between the shank and the peripheral inner wall of the channel was about 53 cm 2 . The interference between the liner and the channel was about 0.02 mm, and the static rim tensile stress of the region of the steel holder adjacent to the channel was supposedly in the range from about 300 MPa to about 500 MPa.
Резцы по настоящему примеру прошли испытания при ремонте дорожного покрытия, во время которых они были установлены на барабаны и использовались для снятия дорожного асфальтового покрытия. После снятия около 20 км дорожного покрытия они по-прежнему находились в рабочем состоянии.The cutters of the present example were tested during the repair of the pavement, during which they were installed on the drums and used to remove the pavement. After removing about 20 km of the road surface, they were still in working condition.
Выше были рассмотрены различные варианты осуществления резцов, а также способы их сборки и соединения. Специалистам в данной области будет понятно, что подобные примеры допускают внесение в них изменений и модификаций, не выходя за объем и сущность заявленного изобретения.Above, various embodiments of the incisors were considered, as well as methods for their assembly and connection. Specialists in this field will be clear that such examples allow changes and modifications to be made without departing from the scope and essence of the claimed invention.
Claims (13)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB1000869.6 | 2010-01-20 | ||
| GBGB1000869.6A GB201000869D0 (en) | 2010-01-20 | 2010-01-20 | Superhard pick tool and method for making same |
| PCT/EP2011/050616 WO2011089117A2 (en) | 2010-01-20 | 2011-01-18 | Pick tool and method for making same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012135552A RU2012135552A (en) | 2014-02-27 |
| RU2522246C2 true RU2522246C2 (en) | 2014-07-10 |
Family
ID=42045789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012135552/02A RU2522246C2 (en) | 2010-01-20 | 2011-01-18 | Cutter and method of its production |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2525930B1 (en) |
| JP (2) | JP5946413B2 (en) |
| CN (1) | CN102905819B (en) |
| AU (1) | AU2011208736B2 (en) |
| CA (1) | CA2787541C (en) |
| DK (1) | DK2525930T3 (en) |
| ES (1) | ES2638865T3 (en) |
| GB (1) | GB201000869D0 (en) |
| RU (1) | RU2522246C2 (en) |
| WO (1) | WO2011089117A2 (en) |
| ZA (2) | ZA201205228B (en) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB201000869D0 (en) * | 2010-01-20 | 2010-03-10 | Element Six Holding Gmbh | Superhard pick tool and method for making same |
| GB201201120D0 (en) | 2012-01-24 | 2012-03-07 | Element Six Abrasives Sa | Pick tool and assembly comprising same |
| GB201202533D0 (en) * | 2012-02-14 | 2012-03-28 | Element Six Gmbh | Pick tool and method of using same |
| GB201217433D0 (en) * | 2012-09-28 | 2012-11-14 | Element Six Gmbh | Strike tip for a pick tool, assembly comprising same and method for using same |
| GB201220294D0 (en) * | 2012-11-12 | 2012-12-26 | Element Six Gmbh | Pick tool assembly and method of using same |
| GB201320501D0 (en) * | 2013-11-20 | 2014-01-01 | Element Six Gmbh | Strike constructions,picks comprising same and methods for making same |
| US10363624B2 (en) | 2014-04-06 | 2019-07-30 | Diamond Innovations, Inc. | Active metal braze joint with stress relieving layer |
| US10596631B2 (en) | 2015-04-10 | 2020-03-24 | Gkn Sinter Metals, Llc | Method of forming a composite component using post-compaction dimensional change |
| DE102015112988A1 (en) * | 2015-08-06 | 2017-02-09 | Betek Gmbh & Co. Kg | cutter |
| GB201711850D0 (en) * | 2017-07-24 | 2017-09-06 | Element Six (Uk) Ltd | Super-hard bits, super-hard tips for same, tools comprising same and methods for making same |
| WO2020220066A1 (en) * | 2019-04-30 | 2020-11-05 | Idim Pty Ltd | Tool holder assembly |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1523257A1 (en) * | 1988-04-28 | 1989-11-23 | Предприятие П/Я В-2438 | Boring tool for finish machining |
| RU2124621C1 (en) * | 1994-05-05 | 1999-01-10 | Кеннаметал Инк. | Rotary cutting tool |
| RU2207219C2 (en) * | 2001-08-21 | 2003-06-27 | Орловский государственный технический университет | Rotary combination type cutter |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2087949B (en) * | 1980-11-24 | 1984-11-14 | Padley & Venables Ltd | Cutting tools |
| ES523051A0 (en) * | 1982-06-08 | 1984-05-16 | Koehring Co | "AN EARTH MOVING MACHINE TO DISMANTLE THE UPPER LAYER OF AN UNDERLYING SURFACE" |
| US4489987A (en) * | 1983-04-18 | 1984-12-25 | Towers John E | Mine tool bit with spring loaded button retainer |
| JPS60210382A (en) * | 1984-04-03 | 1985-10-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Tool made of composite sintered body and its production |
| ZA871298B (en) * | 1986-02-28 | 1987-08-17 | ||
| US5150636A (en) * | 1991-06-28 | 1992-09-29 | Loudon Enterprises, Inc. | Rock drill bit and method of making same |
| ZA935524B (en) | 1992-08-05 | 1994-02-24 | De Beers Ind Diamond | Abrasive product |
| EA003437B1 (en) | 1997-09-05 | 2003-04-24 | Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Материалов" | Method of manufacturing a diamond-silicon carbide-silicon composite and composite produced by this method |
| US6447852B1 (en) | 1999-03-04 | 2002-09-10 | Ambler Technologies, Inc. | Method of manufacturing a diamond composite and a composite produced by same |
| US6709747B1 (en) | 1998-09-28 | 2004-03-23 | Skeleton Technologies Ag | Method of manufacturing a diamond composite and a composite produced by same |
| WO2002012578A2 (en) | 2000-08-08 | 2002-02-14 | Element Six (Pty) Ltd. | Method of producing an abrasive product containing cubic boron nitride |
| DE10161713B4 (en) | 2001-12-15 | 2004-02-05 | Wirtgen Gmbh | Chisel holder changing system |
| EP1733120B1 (en) * | 2004-03-26 | 2008-11-12 | Sandvik Intellectual Property AB | Rotary cutting bit |
| US7097257B2 (en) * | 2004-09-15 | 2006-08-29 | Sandvik Intellectual Property Ab | Cutting tool with nozzle for spraying water on cutter bit |
| DE102004057302B4 (en) | 2004-11-26 | 2011-01-13 | Wirtgen Gmbh | toolholders |
| US8109349B2 (en) * | 2006-10-26 | 2012-02-07 | Schlumberger Technology Corporation | Thick pointed superhard material |
| US7568770B2 (en) * | 2006-06-16 | 2009-08-04 | Hall David R | Superhard composite material bonded to a steel body |
| US8136887B2 (en) | 2006-08-11 | 2012-03-20 | Schlumberger Technology Corporation | Non-rotating pick with a pressed in carbide segment |
| US7669938B2 (en) * | 2006-08-11 | 2010-03-02 | Hall David R | Carbide stem press fit into a steel body of a pick |
| US7401863B1 (en) * | 2007-03-15 | 2008-07-22 | Hall David R | Press-fit pick |
| EP2176191B1 (en) | 2007-07-23 | 2013-01-16 | Element Six Abrasives S.A. | Method for producing an abrasive compact |
| GB201000869D0 (en) * | 2010-01-20 | 2010-03-10 | Element Six Holding Gmbh | Superhard pick tool and method for making same |
-
2010
- 2010-01-20 GB GBGB1000869.6A patent/GB201000869D0/en not_active Ceased
-
2011
- 2011-01-18 DK DK11701377.1T patent/DK2525930T3/en active
- 2011-01-18 JP JP2012549332A patent/JP5946413B2/en active Active
- 2011-01-18 AU AU2011208736A patent/AU2011208736B2/en active Active
- 2011-01-18 RU RU2012135552/02A patent/RU2522246C2/en active
- 2011-01-18 WO PCT/EP2011/050616 patent/WO2011089117A2/en active Application Filing
- 2011-01-18 CA CA2787541A patent/CA2787541C/en active Active
- 2011-01-18 CN CN201180012678.6A patent/CN102905819B/en active Active
- 2011-01-18 ES ES11701377.1T patent/ES2638865T3/en active Active
- 2011-01-18 EP EP11701377.1A patent/EP2525930B1/en active Active
-
2012
- 2012-07-13 ZA ZA2012/05228A patent/ZA201205228B/en unknown
-
2013
- 2013-07-11 ZA ZA2013/05228A patent/ZA201305228B/en unknown
-
2014
- 2014-10-20 JP JP2014213966A patent/JP2015042837A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1523257A1 (en) * | 1988-04-28 | 1989-11-23 | Предприятие П/Я В-2438 | Boring tool for finish machining |
| RU2124621C1 (en) * | 1994-05-05 | 1999-01-10 | Кеннаметал Инк. | Rotary cutting tool |
| RU2207219C2 (en) * | 2001-08-21 | 2003-06-27 | Орловский государственный технический университет | Rotary combination type cutter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2011208736A1 (en) | 2012-08-02 |
| WO2011089117A3 (en) | 2011-10-13 |
| JP2015042837A (en) | 2015-03-05 |
| EP2525930A2 (en) | 2012-11-28 |
| CA2787541C (en) | 2017-03-28 |
| AU2011208736B2 (en) | 2014-03-13 |
| ZA201305228B (en) | 2015-05-27 |
| ES2638865T3 (en) | 2017-10-24 |
| WO2011089117A2 (en) | 2011-07-28 |
| ZA201205228B (en) | 2013-09-25 |
| CN102905819A (en) | 2013-01-30 |
| GB201000869D0 (en) | 2010-03-10 |
| CN102905819B (en) | 2016-02-17 |
| JP5946413B2 (en) | 2016-07-06 |
| DK2525930T3 (en) | 2017-08-21 |
| RU2012135552A (en) | 2014-02-27 |
| EP2525930B1 (en) | 2017-05-31 |
| JP2013517399A (en) | 2013-05-16 |
| CA2787541A1 (en) | 2011-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2522246C2 (en) | Cutter and method of its production | |
| US9028009B2 (en) | Pick tool and method for making same | |
| EP2815029B1 (en) | Pick tool and method of using same | |
| EP2812532B1 (en) | Pick tool and assembly comprising same | |
| US7445294B2 (en) | Attack tool | |
| US7320505B1 (en) | Attack tool | |
| US7523794B2 (en) | Wear resistant assembly | |
| US7464993B2 (en) | Attack tool | |
| US20080036273A1 (en) | Washer for a Degradation Assembly | |
| US20100244545A1 (en) | Shearing Cutter on a Degradation Drum | |
| US9458607B2 (en) | Rotatable cutting tool with head portion having elongated projections | |
| US20150211366A1 (en) | Strike tip for a pick tool having a flat apex area | |
| CN107420046A (en) | Rotatable cutting tool with cutting tip and backing plate | |
| US20120025592A1 (en) | Attack Tool | |
| US20150267535A1 (en) | Pick tool assembly and method of using same | |
| CN110168188A (en) | The impact tip of digging tool | |
| WO2014139889A2 (en) | Super-hard tip and pick tool comprising same |