[发明专利]切削镶刀

说明书

发明背景

本发明涉及硬质合金镶刀，尤指冲击式凿岩而言。

在US-A-4,598,779号专利中所示凿岩钻头装有一批凿形切削镶刀。每一镶刀露出一较陡的与切削刃相接的导向面。当采用硬质合金的情况下，相对来说较陡的连接方式是不利的。也即，当凿岩条件严峻时，由于连接处产生张应力，有可能发生脆崩，从而长久运行时无法获得笔直的钻孔。同时，已有的那种镶刀形状，对于最大耐磨体积并非最优。US-A-4,607,712号专利揭示出一种具有一批切削镶刀的凿钻头。每个镶刀的工作部分具有半球状的基形，其中已增添了额外体积的硬质合金。然而，此原有技术的镶刀不足以支撑孔壁以致无法形成笔直的钻孔。此外，工作部分的各段间的连接相对来说还比较陡，因此而产生的上述张应力对烧结的硬质合金来说是很不利的。不仅如此，球状的基形所能持有的硬质合金体积相对来说仍嫌小。

发明目的与综述

本发明的一个目的是避免或减轻原有技术中的问题。本发明的一个目的是首先在凿岩钻及凿矿钻所用之工具上增加硬质合金本体的耐磨能力。硬质合金本体的耐磨能力可以通过增加暴露于磨擦区的体积来提高。为了达到显著增加耐磨能力，暴露于磨损区的体积必须予以大大增加。要是把刀具在运行时暴露于磨损作用下的外部区域的体积予以增加，可使耐磨能力显著增长至少长达50％，或许为100％或更多。在冲击凿岩钻头中的镶刀与孔壁相接触区域内及岩石被击碎处的镶刀顶部磨损最甚。为了增加镶刀的耐磨性，在与孔壁相接触的区域内以及在顶部，镶刀的外部区域的体积必须予以增加，在已有技术中镶刀通常具有轴对称的顶部设计(图12的左方)。暴露于磨损下的外部区域之增加往往导致非轴对称的顶部。磨损决定于岩石性质和钻掘条件，由于此特性，在与孔壁接触区域或岩石被击碎的顶部区磨损就要严重。顾及此种情况并尽量增加镶刀磨损最甚处的外部区域的体积实为重要之至。

由于最佳几何结构不被迅速破坏，就使寿命延长及高速钻透率二者得兼。在钻头上应用这种材料时本发明的重要优点为精度更高。抗磨材料体积之增加，从而在暴露于磨损范围内的外部区域所达到的高耐磨性保证了孔更直以及所钻孔的径向公差更佳。重磨的周期能延长；这将使钻掘者耗力及危险减少。

本发明还有一个目的就是：即使多晶体金刚石镀层可能裂开或脆崩也能增进镶刀的寿命。

本发明之目的藉助于以下技术方案而得以实现，即，本发明提出了一种装设在冲击钻头的前端部上的、具有大致呈圆柱形的安装段及外伸段用于冲击钻凿的硬质合金做成的切削镶刀，上述外伸段包含一从上述安装段朝上述镶刀的前端伸展的一个相对来说较平坦的表面，而上述安装部具有一中心轴线以及一半径，其特征在于：外伸段具有一外凸曲面形的基形，沿此基形在径向再往外拱起一个外伸段的主要部分；相对平坦的表面与上述外伸段的其它组成部分平滑相接以及此相对平坦的表面的半径比安装段的半径大而且此相对平坦的表面至少与一个盔顶状切削刃在周界相接。

上述切削镶刀的所述外伸段具有弹道状基形。

上述切削镶刀的所述安装段与外伸段的会合处构成在侧视图看来在相对平坦的表面处为内凹的基线，从而界定出在轴向上位于最后方的点，而该最后方的点在轴向上仍位于外凸曲面基形处的前方，而在轴向上又位于基线最前方部分的后方。

上述切削镶刀的至少外伸段上覆以多晶体金刚石镀层。

附图简述

图1-5表示宜于在镶刀之磨损集中发生在紧邻孔壁区域的条件下施钻的一种镶刀。图1表示根据本发明的一种镶刀的侧视图。图2表示该镶刀的另一侧视图。图3表示该镶刀的顶视图。图4表示镶刀在图2中沿箭头B所得之视图。图5表示在C线所见镶刀的放大截面图。

图6-10表示宜于在镶刀之磨损分布于紧邻孔壁区域及在顶部区域内的条件下施钻的一种镶刀。图6表示根据本发明的一种镶刀的侧视图。图7表示该镶刀的另一侧视图。图8表示该镶刀的顶视图。图9是镶刀在图7中沿箭头B所得之视图。图10表示沿C线所见镶刀的放大截面图。

图11表示根据本发明钻的头部的透视图。

图12为一侧视图，其左侧为现有技术中的一种带有弹道形的镶刀，右侧为根据本发明的镶刀的钻的头部。

图13至18表示通过两切削镶刀的中心轴线所作之截面图。

本发明最佳实施例的详细说明