SE469395B - Borrkrona med haardmetallskaer - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 469 395 2 omslipningar och samtidigt ökad livslängd i förslitande berg. Enligt en fördelaktig utföringsform av uppfinningen är skäret mejselformat och har vid normalt förekommande spetsvinklar, 95 - 125°, ett bredd/längdförhållande, B/L, som förhåller sig såsom B/L 2 0.18, företrädesvis såsom B/L 2 0.25.

Som nämnts skall skäret bestå av hârdmetall, dvs ett sintrat material bestående av en eller flera karbider såsom wolframkarbid, WC, och/eller andra hârdämnen, samt en bindemetall som vanligen är kobolt. sammansättningen hos hårdmetallen skall företrädesvis innefatta 4 - 8 % kobolt och resten WC med en kornstorlek inom omrâdet 1 - 6 um.

Uppfinningen beskrives närmare nedan i anslutning till på bifogade ritningsblad schematiskt visade utföringsformer, där Fig. 1 visar en axiell sektion genom ett utförande av uppfinningen, Fig. 2 visar ett annat utförande av uppfinningen, Fig. 3 visar ett alternativt utförande av uppfinningen, Fig. 4 visar ytterligare ett annat utförande av uppfinningen och Fig. 5 visar en schematisk perspektivvy av ett mejselskär enligt Fig. 1.

Vid utförandet i Fig. 1 är med 10 betecknat en krondel av stål, som vid frontpartiet är försedd med en central urtagning 11 med rak spårbotten i vilken ett hårdmetallskär 12 med rakt basparti är placerat. Fogarna mellan skäret 12 och urtagningens 11 sidoytor är utfyllda av jämntjocka sidoplåtar med en tjocklek 1 - 4 mm. Sidostödplåtarna 13 består av en hârdmetall, som är segare än skärets 12, företrädesvis 8 - 25 viktprocent kobolt, resten wolfram- karbid, och som har en 1ängdutvidgningskoefficient avsevärt lägre än stålets. Skäret 12 är fäst i urtagningen 11 genom lödning, där lodet företrädesvis utgöres av brons- eller silverlegering. Även annat lod kan användas. Det här visade skäret 12 är av mejseltyp, dvs dess från krondelen 10 utstickande ândparti 14 uppvisar en konisk skärspetsvinkel, 10 15 20 25 30 35 3 469 595 a, som vanligen har ett vinkelvârde i intervallet 95 - 125°. skärets 12 närmast stödplàten 13 belägna ytpartier 15 är utformade med en skärspetsvinkel, ß, som är mindre än a, företrädesvis i intervallet 70 - 80°. De mellan skäret 12 och urtagningens 11 sidoytor belägna stödplåtarna 13 är jämntjocka och har en tjocklek väsentligen mindre än skärets 12. Vid utförandet enligt Fig. 1 är dessutom en med samma tjocklek som sidoplàtarna 13 utformad bottenplàt 16 anbragt såsom stödplåt mellan skärets 12 basparti och urtagningens 11 botten. Bottenplåten 16 har i vardera ändpartiet försetts med en sned fasyta 17 och övergången mellan urtagningens 11 botten och sidoyta har en motsvarande form. Stödplåtarnas 13 övre parti uppvisar dels en snett avfasad yta 18, vars lutningvinkel är a/2 relativt centrumaxeln 19 medan den närmast skäret belägna ändytan 20 hos stödplàten 13 är utformad vinkelrätt mot centrumaxeln 19. 2 Vid utförandet enligt Fig. 2 har stödplátarnas 13 nedre ândyta 17 snett avfasats med en vinkel, X , som företrädesvis uppgår till 40 - 50° och är densamma som lutningsvinkeln hos skärets yta 21 som bildar övergång mellan skärets 12 bottenyta 22 och sidoyta 23. Sidoplàtarnas 13 övre ândyta 20 har i detta fall utformats vinkelrätt mot centrumaxeln 17, dvs planparallellt med skärets bottenyta 22. Urtagningens 11 bottenparti har givits en mot ytorna 17, 21 och 22 svarande komplementär form. Sidoplåtarna 13 är i detta utförande gjorda av en kommersiellt tillgänglig Fe-Ni- legering typ INVAR med utvidgningskoefficient inom temperaturomràdet under 500°C, som är avsevärt mindre än stålets och lödmedlets. Även andra liknande metallegeringar kan tänkas, exempelvis en Fe-Ni-Co-legering.

Vid utförandet enligt Fig. 3 har skärets basparti halvcylindrisk form och stödplàten 13 har anbragts såväl längs skärets sidoytor liksom vid skärets bottenparti i form av en sammanhängande, till halvcylindrisk form nedtill bockad stödplåt med enhetlig tjocklek. 10 15 20 25 30 35 469 395 4 Vid utförandet enligt Fig. 4 har skärets 12 basparti och bottenstödplattan 16 givits samma utformning som vid utförandet enligt Fig. 1. Till skillnad från Fig. 1 har emellertid sidostödplåtarna 13 givits en väsentligt mindre tjocklek än bottenstödplattan 16. Sidostödplåtarnas 13 nedre ändyta är planparallell med skärets bottenyta 22 och liksom denna avsedda att stödjande anligga mot stödplattan 16, under det att den övre ändytan 18 är snett avfasad. Vid utförandet enligt Fig. 4 har skärets partier 15 närmast sidoytorna bibringats en mjukt rundad konkav form, varvid den del av ytpartiet 15, som är beläget närmast sidostödplàten 13, uppvisar en lutningsvinkel som helt eller nära överensstämmer med lutningsvinkeln för stödplåtens 13 övre ändyta 18. Härigenom minskas ytterligare risken för att lödfogar och den koboltutarmade zonen i skäret skall utsättas för direkt slag mot berget. Genom denna form hos skäret 12 ges också förbättrade möjligheter för kaxavgàngen.

Vid utförandet enligt Fig. 4 består bottenstödplattan 14 av segare hårdmetall än skärets 12, företrädesvis med en kobolthalt 8 - 25 viktsprocent och resten wolframkarbid, under det att sidostödpláten 13 består av en metallegering med längdutvidgningskoefficient avsevärt lägre än stålets och lödmedlets. Sidoplåten 13 har lämpligen en tjocklek, som är mindre än 1 mm under det att bottenplattans 17 tjocklek företrädevis uppgår till 1 - 4 mm.

Av väsenlig betydelse är materialvalet i skäret, som företrädesvis skall utgöras av en hårdmetall med en kobolthalt 4 - 8 % och resten wolframkarbid och med en kornstorlek av företrädesvis 1 - 6 um. Av väsentlig betydelse är likaså skärets 12 dimension. Generellt bör den grundregeln efterföljas, att skärets bredd, B, ej bör vara mindre än 0.18 gånger skärets längd, L, vid vanligen förekommande skärspetsvinklar, u, i området 95 - 125°.

Bredd/längd förhållandet bör således förhålla sig såsom B/L 2 0.18. Företrädesvis bör nämnda kvot B/L förhålla sig såsom B/L 2 0.25. Avsikten härmed är främst att så långt som 10 15 20 25 30 möjligt säkerställa att skäret och dess koboltutarmade del ej bringas i direktkontakt med berget under borrningen.

Av väsenlig betydelse är vidare valet av material i sidostödplattorna 13 och i förekommande fall understöds- plattan 16. Dessa stödplattor 13, 16 skall bestå av hàrdmetall eller en metallegering, vars längdutvidgnings- koefficient för temperaturer under 500°C är avsevärt mindre än för stål och lod. Genom att göra stödplàtarna med jämn tjocklek förenklas dels tillverkningen därav och dels lödningen genom att jämntjocka skär kan lödas på normalt sätt i spår under planparallella sidor. Dessutom uppfylls kravet att skärbredden behålls under hela livslängden varvid direktkontakt mellan berg och lödfog samt förekomst av koboltutarmad zon väsentligen kan undvikas. Hårdmetall- plåtarnas tjocklek bör var 1 - 4 mm och de hàrdmetall- sorter, som kommer ifråga för stödplàtarna 13, 16 bör ha en kobolthalt i intervallet 8 - 25 viktprocent och i övrigt bestå av wolframkarbid, WC. Stödplàtar 13 av metallegering såsom t ex typ INVAR(:) skall företrädesvis ha en tjocklek mindre än 1 mm.

Som lämpligt utföringsexempel kan nämnas att vid utförande av en borrkrona med diametern 33 mm valdes ett mejselskär av hàrdmetall med 6 % kobolt, resten WC. Skärspetsvinkeln var 110° och skärets bredd var 10 mm. Skärets bredd bör normalt vara större än 7 mm, och företrädesvis större än 9.5 mm. Om en borrkrona skall förses med rotationssymmetriska skär (stift) gäller samma grundregel som nämnts tidigare, dvs att stiftet skall vara så utformat att lödfog samt koboltutarmad zon i stiftet ej utsätts för direkt slagpåverkan från berget.

Claims (8)

469 395 Patentkrav

1. Borrkrona, innefattande en krondel av stål, vars främre del (10) uppvisar en eller flera urtagningar (11), i vilka skär (12) av seg hárdmetall är fästade medest ett lödmedel, varvid fogarna mellen skäret och urtagningens (11) sidoytor är åtminstone delvis utfyllda med jämntjocka stödplåtar (13), k ä n n e t e c k n a d av kombinationen 1) att stödplåtarna (13) har väsentligen mindre tjocklek än skären. 2) att stödplåtarna består av hárdmetall eller metallegering med en längdutvidgningskoefficient som för temperaturer under 500°C är avsevärt mindre än för stål och lödmedlet och samtidigt nära överensstämmande med hàrdmetallskärens (12), och 3) att skärets (12) bredd/längdförhållande, B/L 2 0.18.

2. Borrkrona enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att förhållandet B/L förhåller sig såsom B/L 2 0.25.

3. Borrkrona enligt något av kraven 1 - 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att skärets basparti är halvcylindriskt avrundat, och att stödplâten (13) är anbragt såväl längs skärets sidoytor liksom vid skärets basparti i form av en sammanhängande till halvcylindrisk form nedtill bockad stödplåt med enhetlig tjocklek.

4. Borrkrona enligt något av kraven 1 - 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att stödplattornas (13) och skärets (12) basparti vid övergången mellan deras bottenyta och sidoytor, är utformade med i sned vinkel (å') avfasade ytor (17) resp (21), och att urtagningens (11) bottenyta uppvisar en motsvarande form.

5. Borrkrona enligt något av kraven 1 - 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att stödplåtarna innefattar sidostödplåtar (13) placerade på ömse sidor om skäret (12) och en bottenstödplatta (16), varvid bottenstödplattan (16) har 469 395 7 snett avfasade ytor (17) motsvarande urtagningens (11), under det att sidostödplattornas (13) och skärets (12) bottenytor är planparallella, vinkelrätt mot centrumaxeln (19) samt anbragt i direkt stödjande anliggning mot bottenstödplattan (16).

6. Borrkrona enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att sidostödplátarna (13) består av en metallegering, företrädesvis av Fe-Ni- eller Fe-Ni-Co-typ, att skäret består av en hárdmetall med 4 - 8 viktprocent Co, resten WC och att bottenplattan (16) består av en hárdmetall med högre kobolthalt än skärets, företrädesvis 8 - 25 viktprocent Co, resten WC.

7. Borrkrona enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att sidoplátarnas (13) tjocklek är mindre än 1 mm och att bottenplåtens (16) tjocklek är 1 - 4 mm.

8. Borrkrona enligt något av kraven 1 - 7, k ä n n e t e c k n a d därav, att stödplàtarnas (13) närmast skäret belägna ändyta (18) är planparallell med skärets bottenyta (22).