[發明專利]超硬尖端及其制造方法

有效

• 申請號: 200680056420.5
• 申請日: 2006-11-20
• 公開（公告）號: CN101605919A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 宮永昌明
• 申請（專利權）人: 株式會社宮永
• 主分類號: C22C29/08
• 分類號: C22C29/08;B22F7/06
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 衷誠宣

技術領域

本發明涉及適于作為在例如鉆頭主體的前端上用釬焊或焊接等方法接合的 超硬合金制切削刃尖端，或作為切片鋸、割草機、鋼鋸等各種切削工具和各種 切斷工具的刀尖的材料的超硬尖端。

背景技術

例如為了對混凝土、石材等進行穿孔(開孔)，在旋轉沖擊鉆上安裝專用 的鉆頭尖端進行鉆孔，對鉆頭同時賦予軸心方向的振動性打擊力和轉矩兩種作 用，進行穿孔。而且為了能夠適應穿孔工作的高效率化要求，這種穿孔中使用 的鉆頭大量使用在鋼制的鉆頭主體上用釬焊或焊接等方法固定耐磨性能優異的 超硬焊接制造的切削刃尖端。例如日本專利特開平7-180463號公報公開了這 樣的技術，即切削刃尖端形成為矩形斷面的形狀，沿其一對角線形成主刀具 (cutter)，沿另一對角線形成輔助刀具，背靠背配置的兩主刀具在其頂點形成 橫刃連結的結構。

但是，鉆頭的切削刃尖端為了有其切削功能，刀尖側(edge?side)的材料主 要使用硬度和強度比較高的具有耐磨性的技術的碳化物等硬質金屬，把切削刃 尖端接合于鉆頭主體一側的切削刃尖端接合側(bonding?side)的材料主要使用 硬度比較低、具有韌性的Co等粘結金屬。也就是說，切削刃尖端的刀尖一側的 材料必須具備耐磨性，切削刃刀尖的接合側的材料大量包含容易與接合對象接 合的材料，而且必須是熱膨脹率接近。這樣，接合側與接合于鉆頭前端的切削 刃尖端的刀尖側具有不同的特性是必要的。

作為涉及這種在先技術的技術，在例如專利文獻1中公開了這樣的記載， 即“由形成與巖盤或巖面的整個接觸面的鉆頭頭部以及作為在設備上安裝的安 裝部、即軸部構成，所述鉆頭頭部由頭頂構件以及成一整體焊接于該頭頂構件 的基端同時嵌于所述軸部的嵌合構件構成，所述頭頂構件由比所述嵌合構件硬 度大而且與所述基端側部分相比前端側部分的硬度更大的具有硬度梯度 (gradient)的超硬合金構成的挖掘用的鉆頭?！?。

又，專利文獻2公開了這樣的技術內容，即“由作為對巖盤或巖面進行挖 掘的主體的頭頂構件以及作為在設備上安裝的安裝部即桿狀構件構成，所述鉆 頭頂構件成一整體焊接于所述桿狀構件，同時從該桿狀構件側的基端到前端硬 度逐步變大形成硬度梯度的超硬合金構成的挖掘用的鉆頭?！薄?

還有，專利文獻3公開了利用脈沖通電燒結制造具有梯度的組成的燒結體 的方法。

而專利文獻4和專利文獻5公開了由第1區域和第2區域構成，第1區域 配置有粒徑大的耐磨耗的金屬顆粒，第2區域配置有粒徑小的耐磨耗金屬顆粒， 第1區域的粘結金屬含量小，第2區域的粘結金屬含量大的金屬制品。

專利文獻1：特開平8-100589號公報

專利文獻2：特開平8-170482號公報

專利文獻3：特開2006-118033號公報

專利文獻4：特公表平10-511740號公報

專利文獻5：特開昭61-231104號公報

發明內容

但是，上述專利文獻1～5公開的發明具有如下所述的缺點。

即如果采用專利文獻1所述的挖掘用鉆頭的制造方法，則如圖23(a)所示， “具有與頭頂構件的形狀的形成面的放電等離子體燒結機的燒結模21內，充填 所要求的數量的Co配比為10％的WC-Co粉末材料22，接著，如圖23(b)所 示，在所述粉末材料22上充填所需要的厚度的Co配比為25％的WC-Co粉末材 料23，再如圖23(c)所示，使從碳素鋼棒材切下形成的嵌合構件24的前端法 蘭25與所述粉末材料23上表面接觸，在這樣的狀態下一邊進行加壓一邊將其 夾在上述放電等離子體燒結機的電極之間施加脈沖電壓。利用這種放電等離子 體燒結法進行燒結時，施加脈沖電壓時的粉末材料的各顆粒的相互接觸的部位 生產溫度極高的放電等離子體，同時由于放電，各顆粒在瞬間得到加熱，在相 互熔融粘結的狀態下被燒結?！?。又，專利文獻2的第0012段和0013段也記 錄利用放電等離子體燒結制造挖掘用的鉆頭的技術。但是，專利文獻1和2公 開的放電等離子體燒結法雖然燒結時間短但設備結構復雜，成本非常高，需要 復雜的設備操作技術，是不適合大量生產的方法。

又，專利文獻3公開的脈沖通電燒結通常是通過短時間加熱(急速升溫) 進行，在這種情況下，相對于脈沖通電方向的垂直平面上不能夠得到均勻的燒 結溫度，與中央部相比，外周側的溫度比較低，存在外周側燒結不足，或中央 部燒結過度，成分熔出的問題。