[发明专利]超硬尖端及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及适于作为在例如钻头主体的前端上用钎焊或焊接等方法接合的 超硬合金制切削刃尖端，或作为切片锯、割草机、钢锯等各种切削工具和各种 切断工具的刀尖的材料的超硬尖端。

背景技术

例如为了对混凝土、石材等进行穿孔(开孔)，在旋转冲击钻上安装专用 的钻头尖端进行钻孔，对钻头同时赋予轴心方向的振动性打击力和转矩两种作 用，进行穿孔。而且为了能够适应穿孔工作的高效率化要求，这种穿孔中使用 的钻头大量使用在钢制的钻头主体上用钎焊或焊接等方法固定耐磨性能优异的 超硬焊接制造的切削刃尖端。例如日本专利特开平7-180463号公报公开了这 样的技术，即切削刃尖端形成为矩形断面的形状，沿其一对角线形成主刀具 (cutter)，沿另一对角线形成辅助刀具，背靠背配置的两主刀具在其顶点形成 横刃连结的结构。

但是，钻头的切削刃尖端为了有其切削功能，刀尖侧(edge side)的材料主 要使用硬度和强度比较高的具有耐磨性的技术的碳化物等硬质金属，把切削刃 尖端接合于钻头主体一侧的切削刃尖端接合侧(bonding side)的材料主要使用 硬度比较低、具有韧性的Co等粘结金属。也就是说，切削刃尖端的刀尖一侧的 材料必须具备耐磨性，切削刃刀尖的接合侧的材料大量包含容易与接合对象接 合的材料，而且必须是热膨胀率接近。这样，接合侧与接合于钻头前端的切削 刃尖端的刀尖侧具有不同的特性是必要的。

作为涉及这种在先技术的技术，在例如专利文献1中公开了这样的记载， 即“由形成与岩盘或岩面的整个接触面的钻头头部以及作为在设备上安装的安 装部、即轴部构成，所述钻头头部由头顶构件以及成一整体焊接于该头顶构件 的基端同时嵌于所述轴部的嵌合构件构成，所述头顶构件由比所述嵌合构件硬 度大而且与所述基端侧部分相比前端侧部分的硬度更大的具有硬度梯度 (gradient)的超硬合金构成的挖掘用的钻头。”。

又，专利文献2公开了这样的技术内容，即“由作为对岩盘或岩面进行挖 掘的主体的头顶构件以及作为在设备上安装的安装部即杆状构件构成，所述钻 头顶构件成一整体焊接于所述杆状构件，同时从该杆状构件侧的基端到前端硬 度逐步变大形成硬度梯度的超硬合金构成的挖掘用的钻头。”。

还有，专利文献3公开了利用脉冲通电烧结制造具有梯度的组成的烧结体 的方法。

而专利文献4和专利文献5公开了由第1区域和第2区域构成，第1区域 配置有粒径大的耐磨耗的金属颗粒，第2区域配置有粒径小的耐磨耗金属颗粒， 第1区域的粘结金属含量小，第2区域的粘结金属含量大的金属制品。

专利文献1：特开平8-100589号公报

专利文献2：特开平8-170482号公报

专利文献3：特开2006-118033号公报

专利文献4：特公表平10-511740号公报

专利文献5：特开昭61-231104号公报

发明内容

但是，上述专利文献1～5公开的发明具有如下所述的缺点。

即如果采用专利文献1所述的挖掘用钻头的制造方法，则如图23(a)所示， “具有与头顶构件的形状的形成面的放电等离子体烧结机的烧结模21内，充填 所要求的数量的Co配比为10％的WC-Co粉末材料22，接着，如图23(b)所 示，在所述粉末材料22上充填所需要的厚度的Co配比为25％的WC-Co粉末材 料23，再如图23(c)所示，使从碳素钢棒材切下形成的嵌合构件24的前端法 兰25与所述粉末材料23上表面接触，在这样的状态下一边进行加压一边将其 夹在上述放电等离子体烧结机的电极之间施加脉冲电压。利用这种放电等离子 体烧结法进行烧结时，施加脉冲电压时的粉末材料的各颗粒的相互接触的部位 生产温度极高的放电等离子体，同时由于放电，各颗粒在瞬间得到加热，在相 互熔融粘结的状态下被烧结。”。又，专利文献2的第0012段和0013段也记 录利用放电等离子体烧结制造挖掘用的钻头的技术。但是，专利文献1和2公 开的放电等离子体烧结法虽然烧结时间短但设备结构复杂，成本非常高，需要 复杂的设备操作技术，是不适合大量生产的方法。

又，专利文献3公开的脉冲通电烧结通常是通过短时间加热(急速升温) 进行，在这种情况下，相对于脉冲通电方向的垂直平面上不能够得到均匀的烧 结温度，与中央部相比，外周侧的温度比较低，存在外周侧烧结不足，或中央 部烧结过度，成分熔出的问题。