挖掘刀片及挖掘钻头的制作方法

本发明涉及一种安装于挖掘钻头的前端部而进行挖掘的挖掘刀片及前端部安装有这种挖掘刀片的挖掘钻头。

本申请主张基于2015年1月14日于日本申请的专利申请2015-005175号及2016年1月13日于日本申请的专利申请2016-004695号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术：

作为这种挖掘刀片，已知有在由硬质合金构成的刀片主体的前端部包覆有由比该刀片主体更硬质的多晶金刚石的烧结体构成的硬质层的挖掘刀片。因此，在专利文献1中提出在具有圆柱状的后端部及呈半球状且随着朝向前端侧而外径越变小的前端部的刀片主体的上述前端部包覆有这种硬质层的挖掘刀片、以及将这种挖掘刀片以刀片主体的上述后端部掩埋到形成在钻头主体前端部的安装孔中的方式来进行安装的挖掘钻头。并且，专利文献2中记载有这种多晶金刚石烧结体的制造方法，而且在专利文献3、4中记载有制造装置。

专利文献1：美国专利第5575342号说明书

专利文献2：美国专利第3141746号说明书

专利文献3：美国专利第3913280号说明书

专利文献4：美国专利第3745623号说明书

然而，如该专利文献1中也图示出，如上述包覆有由多晶金刚石烧结体构成的硬质层的挖掘刀片中，该硬质层的厚度在位于由刀片主体的后端部所呈的圆柱的中心线上的前端部的突端较厚，并且从该突端随着朝向前端部的外周侧而变薄，这在这种挖掘刀片的制法上是常见的。但是，另一方面将这种挖掘刀片安装到挖掘钻头时，刀片主体的后端部的外径形成为大于上述安装孔的内径的情况下，为了将该后端部掩埋到安装孔而将挖掘刀片的外周进行抛光，这也是常见的。

然而，如此进行抛光后的挖掘刀片中，在刀片主体前端部的外周就连硬质层的厚度较薄的部分也被抛光而导致硬质层被除去，从而可能导致由硬质合金构成刀片主体的表面裸露出来。而且，若将这种挖掘刀片以刀片主体后端部掩埋于安装孔中的方式安装到挖掘钻头的钻头主体，则不仅使被硬质层包覆的部分露出来，而且导致使如上所述裸露出刀片主体表面的前端部的外周成为从钻头主体的前端面露出的状态。

因此，若通过安装有这种挖掘刀片的挖掘钻头进行挖掘，则会导致由于与挖掘时产生的粉碎屑接触，使裸露出来而从钻头主体前端面露出的刀片主体前端部外周的表面比硬质层更早地磨损而凹陷，根据情况会成为在前端部的内周侧的表面残留有硬质层的状态下导致挖掘刀片的前端部折损的结果。因此，无法充分发挥由高硬度且高价的多晶金刚石烧结体构成的硬质层的高耐磨损性，还使得挖掘刀片在短时间内达到寿命。

技术实现要素：

本发明是在这种背景下完成的，其目的在于提供一种即使在刀片主体后端部的外径形成得比安装孔的内径大的情况下将挖掘刀片的外周进行抛光，也不会在从挖掘钻头的前端面露出的部分使刀片主体的表面裸露出来，并充分利用了硬质层所具有的高耐磨损性的长寿命的挖掘刀片，并且提供一种安装有这种挖掘刀片的寿命长且能够进行有效的挖掘的挖掘钻头。

为了解决上述课题并实现这种目的，本发明的挖掘刀片安装于挖掘钻头的前端部而进行挖掘，该挖掘刀片的特征在于，具备：刀片主体；及硬质层，包覆该刀片主体且由比该刀片主体更硬质的金刚石烧结体构成，上述刀片主体具有：后端部，呈以刀片中心线为中心的圆柱状或圆板状；中间部，相对于该后端部位于上述刀片中心线方向的前端侧且外径小于该后端部的外径；及前端部，相对于该中间部位于上述刀片中心线方向的更为前端侧且随着朝向前端侧而距上述刀片中心线的外径逐渐变小，从上述刀片主体的上述前端部表面遍及上述中间部的外周包覆有上述硬质层，该中间部上的上述硬质层的外径与上述刀片主体的后端部的外径相等。

并且，本发明的挖掘钻头在钻头主体的前端部安装有这种挖掘刀片，该挖掘钻头的特征在于，在上述钻头主体的前端部形成有安装孔，通过将上述挖掘刀片的上述刀片主体的后端部与上述中间部中被上述硬质层所包覆的部分中的至少一部分掩埋到上述安装孔内来安装上述挖掘刀片。

本发明的挖掘刀片中，在刀片主体的圆柱状或圆板状的后端部与随着朝向前端侧而外径越变小的前端部之间具备外径小于后端部的的外径的中间部，前端部的外径随着从该中间部朝向前端侧而逐渐变小。而且，从该前端部遍及中间部的外周而包覆有硬质层，该中间部上的硬质层的外径与刀片主体的后端部的外径相等，因此即使在刀片主体后端部的外径大于安装孔的内径的情况下将挖掘刀片的外周进行抛光时，相当于后端部与中间部的外径之差的厚度的硬质层也会包覆于中间部的外周而得以保留。

因此，如本发明的挖掘钻头那样，将这种挖掘刀片以使刀片主体的后端部与上述中间部中被上述硬质层包覆的部分中的至少一部分掩埋到安装孔内的方式进行安装，从而能够防止由于比硬质层更低硬度的刀片主体的表面裸露出来而导致从钻头主体的前端面露出，且能够防止因与粉碎屑的接触而从裸露出来的刀片主体表面开始磨损致使挖掘刀片的前端部折损的情况。因此，提供充分发挥由金刚石烧结体构成的硬质层的耐磨损性而寿命长的挖掘刀片及挖掘钻头，且能够进行有效的挖掘。

在此，上述中间部在其外径小于后端部的外径的情况下，可以是随着朝向前端侧而外径越变小的例如圆锥台状的中间部，或者可以是前端部为半球状的情况下与该前端部平滑相连的外周面为曲面状的中间部。另一方面，上述中间部与后端部同样设为以上述刀片中心线为中心的圆柱状或圆板状，从而能够使包覆有硬质层状态下的硬质层中与刀片中心线垂直的径向的层厚设为在该刀片中心线方向上恒定。因此，挖掘钻头中，即使该中间部中被硬质层包覆的部分掩埋至安装孔的何种深度，都能够充分确保从钻头主体前端面露出的那部分挖掘刀片的耐磨损性。因此，优选上述中间部呈外径小于上述后端部的外径且以上述刀片中心线为中心的圆柱状或圆板状。

另外，优选包覆于上述中间部的外周的上述硬质层在上述刀片中心线方向上的宽度在1mm～5mm的范围内。若该宽度小于1mm，则有可能在挖掘刀片较浅地掩埋于安装孔的情况或安装孔的开口部在挖掘过程中磨损的情况下导致刀片主体的表面裸露出来。另一方面，若该硬质层的宽度超过5mm，则在挖掘刀片的外径大于安装孔的内径的情况下，在抛光至规定的外径时耗费更多的时间和精力。此外，优选包覆于上述中间部的外周的上述硬质层的层厚在300μm～1200μm的范围内。

并且，优选包覆于上述中间部的上述硬质层中掩埋于上述安装孔内的部分在上述刀片中心线方向上的宽度为0.5mm～4.5mm。此外，上述挖掘钻头中，优选包覆于上述中间部的上述硬质层中未掩埋于上述安装孔内的部分在上述刀片中心线方向上的宽度为0.5mm～1.0mm。

如以上说明，根据本发明，能够防止在将挖掘刀片安装到挖掘钻头的前端面时在从挖掘钻头的前端面露出的部分使低硬度的刀片主体的表面裸露出来。其结果，能够通过耐磨损性较高的硬质层来延长挖掘刀片及挖掘钻头的寿命而进行有效的挖掘。

附图说明

图1为表示本发明的挖掘刀片的一实施方式的剖视图(虚线为刀片主体的前端部与中间部的界限)。

图2为表示将图1所示的实施方式的挖掘刀片安装在前端部的本发明的挖掘钻头的一实施方式的剖视图。

图3为表示图2所示的实施方式中安装有挖掘刀片的部分的放大剖视图(虚线为刀片主体的前端部与中间部的界限)。

具体实施方式

图1为表示本发明的挖掘刀片1的一实施方式的剖视图，图2为表示安装有该实施方式的挖掘刀片1的本发明的挖掘钻头的一实施方式的剖视图，图3为表示该实施方式的挖掘钻头中安装有挖掘刀片1的部分的放大剖视图。本实施方式的挖掘刀片1具备：刀片主体2，由硬质合金等硬质材料构成；及硬质层3，包覆该刀片主体2的表面且由比刀片主体2更硬质的金刚石烧结体构成。

刀片主体2形成为如下：其后端部(图1及图3中为下侧部分)2a呈以刀片中心线c为中心的圆柱状或圆板状，并且前端部(图1及图3中为上侧部分)2b在本实施方式中半径稍微小于后端部2a所呈的圆柱或圆板的半径且呈在刀片中心线c上具有中心的半球状，该前端部2b随着朝向前端侧而距刀片中心线c的外径逐渐变小。即，本实施方式的挖掘刀片1为纽扣刀片。另外，优选将前端部2b在刀片中心线c方向上的后端的半径设为与后端部2a的半径相比小后述层厚t以上的值。

而且，在这些后端部2a与前端部2b之间形成有外径稍微小于后端部2a所呈的圆柱或圆板的外径的中间部2c。刀片主体2的这些后端部2a、前端部2b及中间部2c由如上述硬质合金那样的硬质材料形成为一体。并且，刀片主体2的与刀片中心线c垂直的截面在后端部2a、前端部2b及中间部2c均为以刀片中心线c为中心的圆形状。

在此，本实施方式中，中间部2c与后端部2a同样呈以刀片中心线c为中心的圆柱状或圆板状，并且形成为与后端部2a同轴且外径较小。在相当于后端部2a与中间部2c的界限位置的后端部2a的上端部形成有朝向刀片中心线c的前端侧(图1、图3中的上侧)的环状的平面即台面2d。通过设置这种台面2d，能够遍布整个中间部2c形成充分层厚的硬质层3。另外，台面无需设为与刀片中心线c垂直的面，例如可以相对于径向倾斜0～45°(优选为0～30°)。并且，台面2d与中间部2c的外周面可以通过曲面或倾斜面连接。换言之，在通过刀片主体2的刀片中心线c的截面上，无需将台面2d的内周端与中间部2c的外周面的后端连接成直角，可以通过圆弧或直线等连接。此外，在通过刀片主体2的刀片中心线c的截面上，后端部2a的外周面的前端与中间部的外周面的后端可以通过凹曲线连接。即，台面2d可以是环状的曲面。

此外，本实施方式中，前端部2b所呈的半球的半径与中间部2c所呈的圆柱或圆板的半径相等，且形成为前端部2b的表面所呈的半球面与中间部2c的外周面所呈的圆筒面平滑地相连。

包覆于这种刀片主体2的表面的上述硬质层3从前端部2b至中间部2c的外周，仅包覆于前端部2b的表面所呈的半球面及中间部2c的外周面所呈的圆筒面，并未包覆于后端部2a的外周面和刀片主体2的后端面。本实施方式中，遍布中间部2c的整个外周面包覆有硬质层3。而且，该硬质层3中，包覆于中间部2c的外周面的部分的该硬质层3表面距刀片中心线c的半径与后端部2a的外周面距刀片中心线c的半径相等。即，中间部2c上的硬质层3的外径与刀片主体2的后端部2a的外径相等。

另外，硬质层3可以是构成该金刚石烧结体的金刚石粒子的粒径或每个粒径的含量、粘合剂金属的组成或含量或者除金刚石粒子以外的添加粒子的组成或含量为一种的单层硬质层，或也可以是这些要素相异的如图1及图3所示的两层的硬质层或者三层以上的多层结构的硬质层。另外，硬质层3由多层构成时，优选如图1、图3所示包覆前端部2b的最外层与包覆中间部的最外层由一个层构成。这种硬质层3包覆于刀片主体2的挖掘刀片1的烧结基本上在金刚石稳定区域进行，能够通过如专利文献2中记载的公知的烧结方法及专利文献3、4中记载的装置进行。

但是，为了实现基于硬质层3的高耐磨损性和金刚石烧结体的应力的缓和，优选硬质层3的最外层的硬度高于与其内侧相邻的层，即与该最外层的内侧相邻的层的硬度低于最外层。并且，这种硬质层3的层厚如上述在前端部2b的刀片中心线c上的突端较厚，层厚随着从该突端朝向前端部2b的外周侧而变薄。

前端部安装有这种挖掘刀片1的挖掘钻头由钢材等形成并如图2所示具有呈以轴线o为中心的概略有底圆筒状的钻头主体11，以该挖掘钻头的有底部作为前端部(图2中为上侧部分)而安装挖掘刀片1。

并且，在圆筒状的后端部(图2中为下侧部分)的内周形成有内螺纹部12。与挖掘装置连接的挖掘杆旋入该内螺纹部12而朝向轴线o方向前端侧传递冲击力、推力及绕轴线o旋转的旋转力，从而通过挖掘刀片1粉碎岩盘来形成挖掘孔。

钻头主体11的前端部外径稍微大于后端部的外径，在该前端部的外周沿圆周方向隔着间隔形成有与轴线o平行延伸的多个排出槽13。通过上述挖掘刀片1粉碎岩盘而生成的粉碎屑通过该排出槽13而排出到后端侧。并且，从有底的钻头主体11的内螺纹部12底面沿着轴线o形成有吹气孔14。该吹气孔14在钻头主体11前端部倾斜地分支而在钻头主体11的前端面开口，并喷出经由上述挖掘杆供给的如压缩空气的流体以促进粉碎屑的排出。

此外，钻头主体11的前端面具备：圆形的接触面15，与内周侧的轴线o垂直且以轴线o为中心；和圆锥台面状的校准面16，位于该接触面15的外周且随着朝向外周侧而越往后端侧。吹气孔14在接触面15开口，并且排出槽13的前端在校准面16开口。而且，截面为圆形的多个安装孔17以与接触面15和校准面16垂直的方式形成于这些接触面15和校准面16，并且分别避开吹气孔14和排出槽13的开口部。

而且，关于上述挖掘刀片1，如图3所示将刀片主体2的后端部2a与中间部2c中被硬质层3包覆的部分的后端部2a侧中的至少一部分掩埋到安装孔17内的状态下，通过压入或热压配合等将它们过盈配合或焊接于这种安装孔17，由此挖掘刀片1被固定于安装孔17。即挖掘刀片1以埋设方式安装于安装孔17。

因此，中间部2c的前端部2b侧的剩余部分与前端部2b从钻头主体11的前端面即上述接触面15和校准面16分别突出，而且上述刀片中心线c与接触面15和校准面16垂直。在此，图3中将中间部2c的一部分掩埋于安装孔17内，但也可以将中间部2c全部掩埋。

如此，上述结构的挖掘刀片1及将该挖掘刀片1安装在前端部的挖掘钻头中，在挖掘刀片1的刀片主体2中成为大径的后端部2a的前端侧设置有直径小于该后端部2a的直径的中间部2c，在该中间部2c的更为前端侧设置有距刀片中心线c的外径变小且进行挖掘的前端部2b，硬质层3包覆于该前端部2b与中间部2c的表面，中间部2c外周的硬质层3的外径与后端部2a的外径相等。

因此，当挖掘刀片1的外径大于安装孔17的内径时，即使将挖掘刀片1的刀片主体2中后端部2a的外周面和中间部2c外周的硬质层3的表面进行抛光，只要抛光量为后端部2a与中间部2c的外径差即在中间部2c外周的硬质层3的层厚的范围内，则硬质层3就会残留在中间部2c的外周。这能够使得经烧结的挖掘刀片1的外径直接掩埋于安装孔17内，在不实施抛光的情况下也相同。

因此，即使如此对挖掘刀片1的外周进行抛光，在钻头主体11的安装孔17中将刀片主体2的后端部2a和中间部2c中的至少一部分掩埋的状态下，如图3所示，挖掘刀片1中只有被硬质层3包覆的部分从钻头主体11的前端面即接触面15或校准面16露出，也不会使得由比硬质层3更低硬度的硬质合金等构成的刀片主体2的表面裸露出来。

因此，能够防止由于与挖掘过程中的粉碎屑直接接触而致使刀片主体2的前端部2b的后端侧部分或中间部2c的前端侧部分因磨损而凹陷，并能够防止挖掘刀片1以残留有硬质层的状态折损的情况。因此，根据上述结构的挖掘刀片1及挖掘钻头，能够充分发挥硬质层3的耐磨损性而进行长期挖掘，且能够进行有效、经济的挖掘作业。

另外，优选包覆于中间部2c的硬质层3中掩埋于安装孔17内的部分在刀片中心线c方向上的宽度s为0.5mm～4.5mm。通过将宽度s设为0.5mm以上，即使在挖掘过程中接触面15或校准面16的安装孔17的开口部周边因挖掘屑等而磨损使得挖掘刀片1的掩埋部分露出，也因硬质层3露出而不会使刀片主体2的表面裸露出来。因此，能够防止挖掘刀片1折损，因而能够充分发挥包覆前端部2b的硬质层3的耐磨损性而进行长期挖掘。另一方面，若宽度s超过4.5mm，则由于硬质层3的区域的增加而将挖掘刀片1的外周进行抛光时耗费更多的时间和精力，因此不优选。

并且，优选包覆于中间部2c的硬质层3中未掩埋于安装孔17内的部分在刀片中心线方向上的宽度l(该硬质层3的从接触面15及校准面16至前端部2b与中间部2c的界限为止的突出长度)为0.5mm～1.0mm。通过将宽度l设为0.5mm以上，挖掘刀片1中只有被硬质层3包覆的部分从钻头主体11的前端面即接触面15或校准面16露出，不会使由比硬质层3更低硬度的硬质合金等构成的刀片主体2的表面裸露出来。因此，能够防止挖掘刀片1折损，因而能够充分发挥包覆前端部2b的硬质层3的耐磨损性而进行长期挖掘。另一方面，若宽度l超过1.0mm，则由于硬质层3的区域的增加而将挖掘刀片1的外周进行抛光时耗费更多的时间和精力，因此不优选。

并且，本实施方式的挖掘刀片1中，刀片主体2的中间部2c为以后端部2a所呈的圆柱或圆板的中心线即刀片中心线c为中心的圆柱状或圆板状，这些后端部2a与中间部2c为同轴且呈朝向刀片主体2的前端侧进一步缩径的多级圆柱状或者多级圆板状。因此，能够使中间部2c的外周上的硬质层3的层厚在刀片中心线c方向上恒定，因此即使挖掘刀片1掩埋于安装孔17内的任何位置，在刀片主体2的中间部2c从接触面15或校准面16突出的部分，也都能够使该中间部2c外周的硬质层3的层厚恒定，能够充分确保该部分上的耐磨损性。

但是，可以不如此将中间部2c形成为圆柱状或圆板状，例如可以将中间部2c形成为外径随着朝向前端侧逐渐变小的以刀片中心线c为中心的圆锥台状，或者也可以将中间部2c形成为即使同样使外径随着朝向前端侧而逐渐变小，但沿着刀片中心线c的外周面的截面呈凸曲线状或凹曲线状的形状。在这些情况下，硬质层3的层厚也随着朝向前端侧而变厚，因此能够充分确保刀片主体2的中间部2c从接触面15或校准面16突出的部分的硬质层3的耐磨损性。

另外，若如此包覆于中间部2c的外周的硬质层3的在图1中用符号w表示的刀片中心线c方向上的宽度(本实施方式中，图1及图3中用虚线表示的前端部2b与中间部2c的界限和后端部2a与中间部2c的界限之间的、中间部2c的刀片中心线c方向的宽度)过小，则在挖掘刀片1以较浅地掩埋于安装孔17的方式安装或者钻头主体11中的安装孔17的开口部周边在挖掘过程中磨损的情况下，有可能导致刀片主体2的表面裸露出来(有可能无法充分确保上述宽度s)。另一方面，若该硬质层3的宽度w过大，则将挖掘刀片1的外周进行抛光时耗费更多的时间和精力。因此，优选该宽度w为1mm～5mm的范围内，更优选在2.0mm～4.0mm的范围内。

并且，图1中用符号t表示的中间部2c的外周的硬质层3的层厚同样也优选在300μm～1200μm的范围内，更优选在500μm～1000μm的范围内。若该层厚t小于300μm则过薄，有可能即使包覆硬质层3也无法对挖掘刀片1赋予充分的寿命。另一方面，若硬质层3的层厚t过厚至超过1200μm的程度时，则掩埋于安装孔17内而不对防止磨损或挖掘进行贡献的部分中所占的硬质层3的体积将会变大，因而不太经济。另外，形成于中间部2c的整个硬质层3中，优选该硬质层3的层厚t在上述优选范围内。

在此，刀片中心线c方向上的中间部2c与后端部2a的界限即中间部2c的后端的位置及中间部2c与前端部2b的界限即中间部2c的前端的位置以如下方式指定。将后端部2a的下端面的直径设为α时，将具有比α的93.3％更小的直径的部分的最后端视为中间部2c与后端部2a的界限(中间部2c的后端)。而且，将中间部2c的后端的直径设为β(β≤α×0.933)时，将直径达到β的91.1％的部分视为中间部2c与前端部2b的界限(中间部2c的前端)。即，前端部2b的后端的直径γ为γ＝β×0.911。

并且，优选将从前端部2b的前端至中间部2c的后端为止的长度h相对于刀片中心线c方向上的刀片主体2的总长h的比h/h设为0.45～0.80，更优选设为0.50～0.75。通过将h/h设定在该范围，能够更可靠地发挥上述效果。

另外，本实施方式的挖掘刀片1中，对在如上所述刀片主体2的前端部2b呈半球状的纽扣式挖掘刀片上应用本发明的情况进行了说明，但也能够在刀片主体的前端部呈炮弹状的所谓弹道式挖掘刀片和前端部的后端侧呈圆锥面状且随着朝向前端侧缩径并且该前端部的前端呈半径小于刀片主体的圆柱状的后端部的半径的球面状的所谓钉型挖掘刀片上应用本发明。

实施例

接着，例举实施例来对本发明的挖掘刀片及挖掘钻头中因上述实施方式的硬质层3的宽度w的不同所带来的效果的差异进行实证。本实施例中，制造出了表1所示的具备上述实施方式中硬质层3的宽度w(相当于中间部2c的宽度)、硬质层的厚度t、从接触面15及校准面16至前端部2b与中间部2c的界限为止的突出长度(中间部2c的突出长度)l的六种挖掘刀片1。制造出了将该挖掘刀片1以在形成于钻头主体11的前端部的安装孔17中掩埋刀片主体2的后端部2a和中间部2c的方式进行安装的六个挖掘钻头。将它们作为实施例1～6。并且，作为与这些实施例1～6相对的比较例，还制造出宽度w为0mm的挖掘钻头，即刀片主体不具备半径小于后端部的半径的中间部而具有与后端部相同半径的半球状的前端部直接形成于后端部的前端侧的挖掘钻头、以及上述宽度w为0.5mm的挖掘钻头。将它们作为比较例1、2。此外，制造出与实施例1相同的挖掘刀片中仅变更中间部2c的外周的硬质层3的厚度t的两种挖掘钻头。将它们作为比较例3、4。并且，制造出与实施例2相同的挖掘刀片中变更了中间部2c的突出长度l的两种挖掘钻头。将它们作为比较例5、6。

另外，安装于这些实施例1～6及比较例1～6的挖掘钻头的各挖掘刀片为具有包覆于前端部2b的硬质层3的外径与刀片主体2的后端部2a所呈的圆柱或圆板的外径相等的直径且呈半球状的纽扣式挖掘刀片，该直径为11mm。作为刀片主体2的中间部2c的外周上的硬质层3的厚度t，在实施例1～3、比较例1、2、5、6中设为400μm，在实施例4中设为350μm，在实施例5中设为1100μm，在实施例6中设为600μm，在比较例3中设为150μm，在比较例4中设为1500μm。图1中用符号p表示的前端部2b的突端上的刀片中心线c方向的厚度在实施例1～3、比较例1、2、5、6中设为1200μm，在实施例4中设为800μm，在实施例5中设为1150μm，在实施例6中设为1000μm，在比较例3中设为600μm，在比较例4中设为1800μm。因此，各实施例及比较例中，刀片主体2的后端部2a的外径(直径)为11mm，除了比较例1之外，都将中间部2c的外径设为10.2mm(将构成前端部2b的半球的直径设为10.2mm)。并且，将后端部2a在刀片中心线c方向的长度设为7.5mm。

并且，如图1所示硬质层3被设为两层结构。硬质层3的外层设为含有30vol％的粒径2～4μm的金刚石粒子、70vol％的粒径20～40μm的金刚石粒子而不含有添加物粒子并且利用15vol％的ni:100wt％的金属粘合剂(相对于包含粒子的层整体的含有率)形成的高硬度层。硬质层3的外层的平均层厚在实施例1～3、比较例1、2、5、6中设为800μm，在实施例4中设为500μm，在实施例5中设为900μm，在实施例6中设为800μm，在比较例3中设为300μm，在比较例4中设为1600μm。硬质层3的内层设为含有60vol％的粒径4～6μm的金刚石粒子、作为添加物粒子的40vol％的粒径0.5～2μm的tac粒子并且利用10vol％的co:100wt％的金属粘合剂形成的低硬度层。硬质层3的内层的平均层厚在实施例1～3、比较例1、2、5、6中设为200μm，在实施例4中设为350μm，在实施例5中设为200μm，在实施例6中设为300μm，在比较例3、4中设为120μm。另外，硬质层3的外层的平均层厚设为下列两个层厚的平均值，其中一个层厚为如图1所示沿着刀片中心线c的截面上的该刀片中心线c方向的层厚；另一个层厚为通过挖掘刀片的前端部所呈的半球的中心(图1中表示中间部2c与前端部2b的界限的点线和刀片中心线c的交点)且相对于刀片中心线c以30°、60°的交叉角相交的两条直线上的位置的层厚。并且，硬质层3的内层的平均层厚设为刀片中心线方向的层厚和通过挖掘刀片的前端部所呈的半球的中心且相对于刀片中心线c以30°、60°的交叉角相交的两条直线上的位置的层厚的平均值。

此外，实施例1～6及比较例1～6的挖掘钻头中，将两个这种挖掘刀片安装到钻头直径45mm的钻头主体11的接触面15，并且将五个安装到校准面16，共计安装了七个这种挖掘刀片。另外，将图3中用符号l表示的从接触面15及校准面16至刀片主体2的前端部2b与中间部2c的界限为止的突出长度在实施例1～3、5及比较例2～4中设为1mm，在实施例4中设为0.5mm，在实施例6中设为0.8mm，在比较例5中设为3mm，在比较例6中设为0mm。比较例1中，以从后端部2a与前端部2b的界限沿刀片中心线c方向仅露出1mm后端部2a的方式(以从接触面15及校准面16至后端部2a与前端部2b的界限为止的距离成为1mm的方式)将挖掘刀片安装到钻头主体11。

而且，通过这些挖掘钻头，在由中硬岩构成的平均单轴压缩强度150mpa的铜矿山进行了挖掘出挖掘长度为4m的挖掘孔的挖掘作业，测定挖掘刀片达到寿命为止的总的挖掘距离(m)，并且对结束挖掘时的挖掘刀片和钻头的损伤形态进行了确认。另外，挖掘条件如下：挖掘装置为tamrock公司制型号h205d、冲击压力为160bar(16mpa)、进给(feed)压力为80bar(8mpa)、旋转压力为55bar(5.5mpa)、从吹气孔供给水使得其水压为18bar(1.8mpa)。将该结果示于表1。

[表1]

通过该结果可知，对于安装了硬质层3的宽度w较短或为0的比较例1、2的挖掘刀片的挖掘钻头而言，挖掘距离较长的比较例2中也从挖掘刀片的根底(从钻头主体的表面突出的部分的钻头主体表面侧)开始产生磨损而导致刀片主体2凹陷，总的挖掘距离不到400m，即导致未能挖掘100孔就达到了寿命。安装了硬质层3的厚度t较小的比较例3的挖掘刀片的挖掘钻头中，也从挖掘刀片的根底产生磨损，呈现出与实施例1～6相比总的挖掘距离较短的结果。硬质层3的厚度t较大的比较例4中，呈现出与实施例1～6相比总的挖掘距离较短的结果。中间部2c的突出长度l较长的比较例5中，中间部2c埋入钻头主体11的部分的长度(图3中的s)较短，挖掘刀片在根底折损。并且，中间部2c的突出长度l为0mm即只有前端部2b从接触面15及校准面16突出的比较例6中呈现出钻头主体11先磨损，而后挖掘刀片从钻头主体11脱落的结果。

相比之下，安装了实施例1～6的挖掘刀片的挖掘钻头中，实施例1的一部分挖掘刀片上产生了折损，但其他部分为直至产生正常磨损而达到寿命为止实现了100孔以上的挖掘。实施例2、3中，硬质层3的厚度t及中间部2c的突出长度l相同，实现了硬质层3的宽度w较小的比较例2的2～3倍以上的寿命延长。

产业上的可利用性

如以上说明，根据本发明，能够防止在从挖掘钻头的前端面露出的部分中低硬度的刀片主体的表面裸露出来，能够通过耐磨损性较高的硬质层延长挖掘刀片及挖掘钻头的寿命来进行有效的挖掘。

符号说明

1挖掘刀片

2刀片主体

2a刀片主体2的后端部

2b刀片主体2的前端部

2c刀片主体2的中间部

2d环状的台面

3硬质层

11钻头主体

15钻头主体11的接触面(前端面)

16钻头主体11的校准面(前端面)

17安装孔

c刀片中心线

o钻头主体11的轴线

w中间部2c的外周上的硬质层3在刀片中心线c方向的宽度

l中间部2c的外周上的硬质层中未掩埋于安装孔17内的部分在刀片中心线c方向的宽度

s中间部2c的外周上的硬质层中掩埋于安装孔17内的部分在刀片中心线c方向的宽度