[發(fā)明專利]具有硬質(zhì)材料的工具

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680064842.0
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN108347874A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: U·克雷默;D·赫梅利克
• 申請（專利權(quán)）人: 必泰克有限兩合公司
• 主分類號: A01B33/10
• 分類號: A01B33/10
• 代理公司: 北京市路盛律師事務(wù)所 11326
• 代理人: 馬飛;吳召玲

本發(fā)明涉及具有硬質(zhì)材料的工具以用于加工礦物的和/或植物的材料層，尤其交通路面和/或農(nóng)業(yè)土壤表面或它們彼此的結(jié)合物。對此規(guī)定，切割元件的至少一部分通過包含富勒體的或由富勒體形成的硬質(zhì)材料形成或覆蓋。通過非常硬的硬質(zhì)材料可明顯改善工具的耐磨性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有硬質(zhì)材料的工具以用于加工礦物的和/或植物的材料層，尤其交通路面和/或農(nóng)業(yè)土壤表面或它們彼此的結(jié)合物。

背景技術(shù)

例如在借助銑路機拆除路面或在翻新路面時使用的工具、尤其銑刀經(jīng)受連續(xù)的磨損過程。如果工具達到確定的磨損狀態(tài)，需要更換工具，因為否則下一過程將失效(效率)。由于銑削機所需的停機時間以及所需的替換件更換銑刀是昂貴的。

由US 2010/0263939 A1已知耐沖擊的工具，其例如也可作為銑刀使用。對此，多晶金剛體與硬金屬基底連接。多晶金剛體形成切割尖。多晶金剛體具有大的硬度，這使得該切割尖相比于未經(jīng)涂層的硬金屬切割尖具有延長的使用壽命。

在US 4,604,106中描述了具有多晶金剛石的復(fù)合材料，其例如作為防護層用于受到大的機械負(fù)荷的工具表面。多晶金剛石相比于單晶金剛石具有較高的耐沖擊性。金剛石顆粒的尺寸在1至100μm。

DE 39 26 627描述了一種具有桿和鑿刀頭的呈圓桿鑿刀形式的鑿刀。例如由細(xì)顆粒的碳化鎢、碳化鉭或類似的硬質(zhì)材料構(gòu)成的硬銷形成切割尖。該切割尖可額外地進行金剛石涂層。此外，在鑿刀頭的外表面上施加在等離子體粉末堆焊方法中施加的防磨損層。用于鑿刀的鑿刀保持件可涂有這種防磨損層。

由US 6,245,312 B1公開了用于制造由富勒碳、例如由富勒碳C₆₀構(gòu)成的富勒體的方法。對此需要高壓和高溫。根據(jù)制造時的壓力和溫度，富勒體具有非常高的直至170GPa的硬度。因此富勒體比天然金剛石更硬。

由專利文獻WO 2015/034399已知用于制造由富勒碳、尤其由富勒碳C₆₀構(gòu)成的富勒體的方法。在此處規(guī)定的高壓方法中給富勒碳添加添加劑，在這種情況下為二硫化碳(CS₂)。在上部凸模可實施旋轉(zhuǎn)的金剛石壓力機中制造富勒體，以便在材料中引起剪切力。該方法實現(xiàn)了在相對較低的在8-10GPa的范圍中的壓力條件下制造富勒體。由此獲得的材料同樣高于金剛石的硬度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供用于工具的硬質(zhì)材料，該工具相比于現(xiàn)有技術(shù)已知的工具具有改進的耐磨性能。

該目的通過以下方式實現(xiàn)，即，切割元件的至少一部分借助包含富勒體的或由富勒體形成的硬質(zhì)材料形成和/或覆蓋。富勒體由于其特殊的晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)造具有大的硬度，根據(jù)相應(yīng)的制造方法，該硬度大于金剛石的硬度。由此獲得的工具具有非常高的耐磨性能。由此這種工具的使用壽命相比于已知的工具明顯更長。這使得用于工具的更換間隔時間更長且由此替換件成本更低以及工具機的停機時間更少。在適當(dāng)?shù)卦O(shè)計工具、例如銑路機的鑿刀的情況下，該工具可實現(xiàn)的耐磨性能處于工具保持件、例如銑削滾輪上的鑿刀保持件的耐磨性能的范圍中。因此，設(shè)有富勒體的工具可固定地與工具保持件連接或與工具保持件一件式實施，由此可松開的連接不再是必需的。例如銑路機的鑿刀可固定地或一件式地與鑿刀保持件實施，該鑿刀保持件布置在銑削滾輪上。由此可明顯降低整體系統(tǒng)的制造成本。

尤其可通過以下方式延長工具的使用壽命，工具的承載切割元件的工具頭至少部分地通過硬質(zhì)材料覆蓋。在加工過程期間，例如在銑削路面時，尤其切割元件以及緊接在切割元件上的工具頭、例如銑路機鑿刀的鑿刀頭經(jīng)受很大的機械應(yīng)力。通過覆蓋切割元件和工具頭可明顯減小對構(gòu)件的磨損。

對工具表面或工具表面的一部分的大面積且同時成本有利地涂層可通過以下方式實現(xiàn)，即，通過涂層工藝將硬質(zhì)材料施加到切割元件和/或工具頭的至少一部分上。