[发明专利]具有超硬切削表面的径向刀具有效

专利信息
申请号: 200980154566.7 申请日: 2009-12-30
公开(公告)号: CN102301092A 公开(公告)日: 2011-12-28
发明(设计)人: 约翰·W·卢采克;阿德里安娜·奥尔韦特;肯尼斯·莫尼亚克;比约恩·克拉松 申请(专利权)人: 戴蒙得创新股份有限公司;山特维克知识产权股份有限公司
主分类号: E21C35/183 分类号: E21C35/183
代理公司: 中原信达知识产权代理有限责任公司 11219 代理人: 蔡石蒙;车文
地址: 美国俄*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 具有 切削 表面 径向 刀具
【说明书】:

技术领域

本公开涉及材料移除刀具。更具体地,本公开涉及非旋转的径向采矿截割机截齿,其具有嵌入切削刀片中的超硬材料,比如多晶金刚石(PCD),使得切削表面的至少一区域包括露出的超硬材料。本公开还涉及制造方法以及具有安装了采矿截割机截齿的旋转元件的切割机器并涉及一种采矿方法。

背景技术

在以下背景的论述中,参考了某些结构和/或方法。但是以下参考不应被解释为对这些结构和/或方法构成现有技术的承认。申请人明确地保留证明这样的结构和/或方法不作为现有技术的权利。

采矿刀具,比如用于软岩采矿和长壁采矿的采矿刀具,具有用于插入刀架中的柄。向前定向的工作部在操作期间与矿物形成物(formation)接合,比如被驱动进入并沿着形成物(比如煤层)的面。通常,在向前工作部上定位有刀片,以切入矿物形成物。硬的耐磨材料的刀片用于在其去除矿物形成物时提高刀片的寿命。

在长壁采矿中,多个采矿截割机截齿通常安装于可旋转的筒上,且刀片定位成面向旋转的方向并在刀片上具有撞击矿物形成物的切削刃。在刀片后面设置了余隙面,以在刀头穿过矿物形成物时降低向前工作部与矿物形成物的摩擦并且提供切屑的释放或排出路径。

在使用条件下,在截割机截齿的整个向前工作部上形成磨损,不仅在刀片的面上而且也在截割机截齿自身的向前部上形成磨损。这些表面与矿物形成物的增加的摩擦和磨蚀引起磨损且能产生能够使刀片失效的过量的热量。而且,随着磨痕在刀片的整个余隙面上形成且接触表面趋于平坦化,机器动力消耗增加且灰尘产生增加。

采矿刀具的示例在美国专利4,194,790、4,277,106、4,674,802、4,913,125、5,806,934和7,393,061、GB 884,224、GB 1,000,701、GB 1,006,617、GB 1,212,200以及DE 295 03 743中公开。

发明内容

非旋转的采矿截割机截齿的示例性实施方式包括非圆形截面的柄部、包括远离柄部的顶端区域的头部、将柄部与头部分离的肩部以及安装在顶端区域的前端的切削刀片,其中切削刀片包括由碳化钨形成的本体和由超硬材料形成的元件,其中由超硬材料形成的元件熔接到本体,且其中由超硬材料形成的元件的第一表面的至少一部分在切削刀片的切削表面上露出。

一种制造用于径向刀具截齿的切削刀片的方法的示例性实施方式包括:在由包括碳化钨的组分形成的烧结本体中形成空隙空间,将包括粉末化超硬材料的组分布置在空隙空间中,通过高压-高温工艺将包括粉末化超硬材料的组分熔接到烧结本体,以形成切削刀片,以及可选地研磨切削表面,以使切削表面的边缘变尖。

一种制造用于径向刀具截齿的切削刀片的方法的示例性实施方式包括:在由包括碳化钨的组分形成的生坯本体中形成空隙空间,将包括粉末化超硬材料的组分布置在空隙空间中,通过高压-高温工艺烧结生坯本体,同时将包括粉末化超硬材料的组分熔接到烧结本体,以形成切削刀片,以及可选地研磨切削表面,以使切削表面的边缘变尖。

应理解,前述一般描述和以下详述是示例性的和说明性的且预期提供所要求保护的本发明的进一步的解释。

附图说明

以下详述能结合附图来阅读,在附图中,类似的数字表示类似的元件且在附图中:

图1A是采矿截割机截齿的示例性实施方式的示意图。

图1B是采矿截割机截齿的另一示例性实施方式的示意图。

图2A示出了具有由超硬材料形成的区域的切削刀片的示例性实施方式的平面图,和图2B示出了具有由超硬材料形成的区域的切削刀片的示例性实施方式的横截面视图。

图3A示出了具有由超硬材料形成的区域的切削刀片的示例性实施方式的平面图,和图3B示出了具有由超硬材料形成的区域的切削刀片的示例性实施方式的横截面视图。

图4A示出了具有由超硬材料形成的区域的切削刀片的另一示例性实施方式的平面图,和图4B示出了具有由超硬材料形成的区域的切削刀片的另一示例性实施方式横截面视图。

图5A示出了具有由超硬材料形成的区域的切削刀片的进一步的示例性实施方式的平面图,和图5B示出了具有由超硬材料形成的区域的切削刀片的进一步的示例性实施方式的横截面视图。

图5C示出了具有由超硬材料形成的区域的切削刀片的进一步的示例性实施方式的平面图,和图5D示出了具有由超硬材料形成的区域的切削刀片的进一步的示例性实施方式的横截面视图。

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