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1、10申请公布号CN102905819A43申请公布日20130130CN102905819ACN102905819A21申请号201180012678622申请日201101181000869620100120GBB22F1/00200601C22C1/00200601E21B10/58200601E21B10/567200601E21C35/19320060171申请人第六元素公司地址德国伯格豪恩72发明人恩斯特亨德里克贝恩德海因里希里斯弗兰克弗里德里希拉赫曼74专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人瞿卫军张晶54发明名称挖取工具及其制造方法57摘要挖取工具（100）包括插。
2、入件（110）和用于插入件（110）的钢制固定器（120），所述插入件（110）包括连接至硬质碳化物支撑体（114）的超硬尖端（112），所述硬质碳化物支撑体（114）具有插入柄部（118）；所述钢制固定器（120）包括用于连接至工具支架（未显示）的轴（122）并配备有孔（126），该孔（126）被配置成用于容纳所述插入柄部（118）；所述硬质碳化物支撑体（114）的体积是至少约6CM3。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2012090686PCT申请的申请数据PCT/EP2011/0506162011011887PCT申请的公布数据WO2011/089117EN2011072851I。
3、NTCL权利要求书1页说明书11页附图10页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书11页附图10页1/1页21挖取工具，其包括安装在钢制固定器内的插入件，所述插入件包括连接至硬质碳化物支撑体端部上的超硬尖端，所述支撑体包括插入柄部；所述钢制固定器具有孔和轴，所述孔被配置成容纳所述插入柄部，所述轴被配置成将钢制固定器安装至工具支架上；所述硬质碳化物支撑体的体积是至少10CM3。2如权利要求1所述的挖取工具，其中，所述超硬尖端包括具有至少200MM3的体积的超硬结构。3如权利要求1或2所述的挖取工具，其中，所述插入柄部是冷缩配合到所述孔内的。4如前述权利要求中任一项所。
4、述的挖取工具，其中，所述硬质碳化物支撑体的体积与所述超硬尖端的体积的比率是至少30和至多300，并且所述超硬尖端的体积是至少200MM3和至多500MM3。5如前述权利要求中任一项所述的挖取工具，其中，所述插入柄部具有至少15CM3的体积。6如前述权利要求中任一项所述的挖取工具，其中，所述插入柄部的表面区域邻接于所述孔的相应内侧表面区域，所述插入柄部的表面区域是至少20CM2。7如前述权利要求中任一项所述的挖取工具，其中，所述插入柄部具有至少15CM和至多40CM的直径。8如前述权利要求中任一项所述的挖取工具，其中，所述插入柄部至少延伸到孔内4CM处。9如前述权利要求中任一项所述的挖取工具，其。
5、中，所述插入柄部的一部分仅部分地由所述钢制固定器的孔围绕。10如前述权利要求中任一项所述的挖取工具，其中，所述钢制固定器配备有底座，所述底座用于支撑所述硬质碳化物支撑体的端部。11如权利要求10所述的挖取工具，其中，经由贯穿或者邻近于所述底座的通道，所述孔与钢制固定器的外侧联通。12如前述权利要求中任一项所述的挖取工具，其中，所述超硬尖端包括天然或合成金刚石材料或CBN材料。13如前述权利要求中任一项所述的挖取工具，其用于路面或道路的分解，或者用于煤矿或碳酸钾矿的开采。14制造如前述任一权利要求所述的挖取工具的方法，所述方法包括提供插入件和用于所述插入件的钢制固定器，所述插入件包括连接至硬质碳。
6、化物支撑体的超硬尖端，所述硬质碳化物支撑体具有插入柄部；所述钢制固定器包括用于连接至工具支架的轴，并且钢制固定器配备有孔，所述孔用于容纳所述插入柄部；所述插入柄部具有至少10CM3的体积；以及，将所述插入柄部冷缩配合到所述钢制固定器的孔内。15拆卸如权利要求1至13中任一项所述的挖取工具的方法，所述方法包括加热所述钢制固定器，从而扩张所述孔并从所述孔内收回所述插入柄部。权利要求书CN102905819A1/11页3挖取工具及其制造方法技术领域0001本发明的实施例涉及一般挖取工具及其制造方法，所述挖取工具包括超硬尖端，其特别但不唯一地分解硬质或磨蚀体，例如岩石、沥青、煤炭或混凝土。背景技术00。
7、02挖取工具可用于碎裂、钻穿或者分解例如岩石、沥青、煤炭或混凝土的结构或主体，并可以用于例如采矿、建筑物和道路修复的应用中。例如，在道路修复操作中，可将多个挖取工具安装在转筒上并在转筒旋转时打碎道路沥青。可以使用类似方法在例如煤矿开采中打碎岩层。某些挖取工具可包括包含合成金刚石材料的工作尖端，与由硬质碳化钨材料形成的工作尖端相比，该工作尖端具有更好的耐磨损性能。然而，与硬质碳化物材料相比，合成和天然金刚石往往更易碎并具有较低的抗断裂能力，这往往会降低其在挖取操作中的潜在有用性。有需要提供一种具有较长工作寿命的挖取工具。0003公开号为2008/0035383的美国专利申请公开了一种高抗冲击的工。
8、具，其具有结合到硬质金属碳化物基体上的超硬材料，所述硬质金属碳化物基体被结合到硬质金属碳化物部分的前端上，该硬质金属碳化物部分具有形成在底端的柄部，所述柄部被压入配合到钢制固定器的孔中。钢制固定器可旋转地固定到适于绕着轴旋转的圆筒上。发明内容0004从第一方面看，本发明提供了一种包括安装在钢制固定器上的插入件（也称为挖取插入件）的挖取工具（也称为超硬挖取工具），所述插入件包括连接到硬质碳化物支撑体端部上的超硬尖端，所述支撑体包括插入柄部（也简称为柄部）；所述钢制固定器具有配置成容纳所述插入柄部的孔，并包括配置成将钢制固定器安装到工具支架上的轴，例如挖取驱动设备；硬质碳化物支撑体的体积至少是6C。
9、M3、至少是10CM3或者至少是15CM3。所述插入柄部可冷缩配合到孔中。从另一方面看，本发明提供了用于本挖取工具的套件，所述套件处于非装配或部分装配状态中。0005从第二方面看，本发明提供了一种制造挖取工具的方法，所述方法包括提供插入件和用于插入件的钢制固定器，所述插入件包括连接到硬质碳化物支撑体上的超硬尖端，硬质碳化物支撑体具有插入柄部；所述钢制固定器包括用于连接到工具支架的轴，并配备有容纳所述插入柄部的孔；所述插入柄部具有至少是15CM3的体积；并且将插入柄部冷缩配合到所述钢制固定器的孔中。0006从第三方面看，本发明提供了一种拆卸挖取工具的方法，所述方法包括加热所述钢制固定器从而扩张孔。
10、，并从所述孔中收回所述插入柄部。附图说明0007在下文中，参考附图描述阐释了此公开内容的非限制性的示例性布置，其中0008图1A是挖取工具示例的局部剖开侧视示意图；说明书CN102905819A2/11页40009图1B是图1A中显示的示例挖取工具的挖取插入件的侧视示意图；0010图1C是图1A中显示的示例挖取工具的钢制固定器的局部剖开透视图；0011图2是挖取工具示例的局部剖开侧视示意图；0012图3是挖取工具示例的局部剖开侧视示意图；0013图4是挖取工具示例的局部剖开侧视示意图，其中，尺寸单位是毫米；0014图5是挖取工具示例的局部剖开侧视示意图，其中，尺寸单位是毫米；0015图6是挖取。
11、工具示例的局部剖开侧视示意图，其中，尺寸单位是毫米；0016图7是超硬尖端示例的纵向横截面示意图和图1A至图6中显示的任何一个示例挖取工具的部分支撑体的纵向横截面示意图；0017图8是超硬尖端示例的侧视示意图和图1A至图6中显示的任何一个示例挖取工具的部分支撑体的侧视示意图，其中尺寸单位是毫米并且角度单位是度；0018图9是安装到支架体上的挖取工具示例的局部剖开侧视示意图，其中，仅显示了挖取工具的一部分；0019图10是用于不同于图9中所示的支架的挖取工具示例的侧视示意图；0020图11是挖取工具示例的局部剖开侧视示意图，其中钢制固定器的一部分处于磨损状态中。0021在所有附图中，相同的参考数。
12、字涉及相同的一般特征。具体实施方式0022如在此使用的，“超硬”意味着至少25GPA的维氏硬度，并且超硬工具、插入件或组件意味着包括超硬材料的工具、插入件或组件。0023合成和天然金刚石、多晶金刚石（PCD）、立方氮化硼（CBN）以及多晶立方氮化硼（PCBN）材料是超硬材料的示例。如在此使用的，合成金刚石也被称为人造金刚石，其是已制成的金刚石材料。如在此使用的，多晶金刚石（PCD）材料包括大量金刚石晶粒（多个金刚石晶粒的聚集块），多晶金刚石的主要部分彼此直接晶间结合，并且其中金刚石含量为材料的至少约80（体积比）。金刚石晶粒之间的间隙至少部分填充有包括用于合成金刚石的催化剂材料的粘合剂材料，或。
13、者该间隙实质上是空的。如此处使用的，用于合成金刚石的催化剂材料能够在使合成或天然金刚石处于热动力学稳定的温度和压力下促进金刚石晶粒的生长或者促进合成或天然金刚石晶粒的直接晶间生长。用于金刚石的催化剂材料的例子为FE、NI、CO和MN以及包括这些金属的某些合金。包括PCD材料的主体可以包括至少一区域，在该区域中催化剂材料已经从间隙中去除，从而在金刚石晶粒之间留下间隙空位。如此处使用的，PCBN材料包括分散在基体中的立方氮化硼（CBN）晶粒，所述基体包括金属或陶瓷材料。0024超硬材料的其他示例包括某些复合材料，该复合材料包括通过基体结合在一起的金刚石或CBN晶粒，所述基体包括陶瓷材料，例如碳化硅。
14、（SIC），或者所述基体包括硬质碳化物材料，例如结合CO的WC材料（例如，如在5,453,105或6,919,040的美国专利中所描述的）。例如，某些结合SIC的金刚石材料可以包括体积百分比为至少约30的金刚石晶粒，所述金刚石晶粒分散在SIC基体（其可以包含少量的非SIC形式的SI）中。在专利号为7,008,672、6,709,747、6,179,886、6,447,852的美国专利以及国际公开号为WO说明书CN102905819A3/11页52009/013713的国际申请中描述了结合SIC的金刚石材料的例子。0025现在参考图1A至图6描述用于分解硬质体或磨蚀体或结构的挖取工具的示例布置。。
15、0026挖取工具100的示例包括插入件110和用于该插入件110的钢制固定器120。插入件110包括连接到硬质碳化物支撑体114上的超硬尖端112，该硬质碳化物支撑体114包括插入柄部118。在这些例子中，插入柄部118通常是圆柱形的并且具有平均直径D，各超硬尖端112包括结合到硬质碳化物基体113上的各PCD结构111，硬质碳化物基体113通过钎焊材料在各界面115处连接到各支撑体114上，并且支撑体114通常具有截头锥部分116，超硬尖端112钎焊到该截头锥部分116上。钢制固定器120包括用于连接到挖取圆筒装置（未显示）上的轴122，并且孔126被配置为用于与插入柄部118冷缩配合。钢制。
16、固定器120可以配备有各自的插入件接收构件124，孔126形成于接收构件124中。0027插入柄部118的至少一部分通过冷缩配合而固定在孔126中。如此处使用的，冷缩配合是一种通过至少一个组件的相对尺寸变化（形状也可以稍微变化）获得的组件之间的过盈配合。冷缩配合通常通过在组装之前加热或冷却一个组件并且在组装后使其恢复到室温而获得。冷缩配合被理解为与压入配合形成对比，其中，压入配合是指将组件用力压入另一个组件内的孔或凹部中，其可在组件之间产生大量摩擦应力。0028冷缩配合可能导致邻近于孔126的钢制固定器120的区域处于周向拉伸应力的静态中。在挖取工具的一些示例中，邻近于孔的钢制固定器内的区域处。
17、于至少约300MPA或至少约350MPA的周向（或环向）静态拉伸应力的状态中，并且在一些挖取工具中，周向静态拉伸应力最大可以达到约450MPA或达到约500MPA。如此处使用的，工具或元件的静态应力状态是指静态条件下工具或元件的应力状态，例如当不使用工具或元件时会存在这种状态。0029在一些示例挖取工具中，支撑体114的包括截头锥部分116的部分119可以从钢制固定器120突出并延伸到孔126的孔口128外。在一些示例中，突出部分119的沿着突出部分整个长度的直径至多可以大于孔126的平均直径D的约5，或者基本不大于该平均直径。在图1A至图6所阐释的示例中，突出部分119的直径基本不超过孔12。
18、6的直径。0030在一个实施例中，钻环包住硬质碳化物支撑体的突出部分的至少一部分，并且在一个实施例中，钻环可冷缩配合到该突出部分上。在一个实施例中，钻环具有比硬质碳化物低的硬度和耐磨损性能，并且在一个实施例中，钻环包括钢。在一个示例中，钻环通过钎焊方式结合到钢制固定器上。钻环可为硬质碳化物支撑体提供支撑或保护。0031参考图2和图4中显示的示例挖取工具变型，钻环130包住支撑主体114的突出部分119的一部分。钻环130可包住突出部分119的至少一部分，并且在一个实施例中，钻环130可冷缩配合到该突出部分上。钻环130可具有比硬质碳化物低的硬度和耐磨损性能，并可包括钢。在一个实施例中，钻环13。
19、0通过钎焊的方式结合到钢制固定器120上。钻环130可为硬质碳化物支撑体114提供支撑或保护。钻环130可具有各种形状，例如一般锥形或一般圆形，并且钻环可以是基本对称或非对称的。通过防磨损硬面（未显示），例如包括碳化钨的层或套管，可以保护钻环130的外表面的至少一部分。特别地，通过防磨损装置（未显示），可以保护与孔126的孔口128相邻的钢制固定器120的外表面的至少一部分127，例如可以保护从孔口127向上延伸达20MM的插入件接收构件124的表面区域。这种方式的示例可以是包括碳化钨和/或例如金刚石或CBN的超硬材料晶粒的层或套管。在一个实施说明书CN102905819A4/11页6例中，钻。
20、环130可以具有防护硬面，其主要设置在或仅设置在在使用中暴露从而磨损较大的一侧。0032参考图3，通过冷缩配合的方式，将插入柄部118的主要部分固定在钢制固定器120的孔126内。在这个示例中，插入件接收构件124配备有底座129，支撑体114的插入柄部118可抵住该底座而定位。底座129可配备有通孔1291，用于便于取出插入件112或者将插入柄部118的端部钎焊到底座129上。例如，底座129的通孔1291可以具有至少约06CM、并且至多约2CM的直径S。插入件接收构件124可以具有外径W，其可为约48CM。通常，支撑体114的插入柄部118的直径D越大，就需要限定了孔126的插入件接收构件。
21、124的壁部越薄，因为钢制固定器120的外部尺寸受挖取设备（未显示）设计或挖取操作要求的限制。例如，通常，插入件接收构件的壁部越厚，挖取工具越坚固，但是作为交换，操作所需的能量和钢的消耗可能会较高。0033在图1A、图2和图4所显示的示例中，孔126可以延伸通过固定器120，从而提供具有一对相对的开口端部（或者孔口）128的通孔。在这些示例中，插入柄部118的至少一部分可基本上延伸通过插入件接收构件124。0034在挖取工具的一些示例中，硬质碳化物支撑体的体积与超硬结构的体积之间的比率至少为约30、至少为约40或者至少为约50。在一些实施例中，硬质碳化物支撑体的体积与超硬结构的体积之间的比率至。
22、多约是300、至多约是200或者至多约是150。在一些实施例中，超硬结构的体积是至少约200MM3或者至少约300MM3。在一些实施例中，超硬结构的体积至多约是500MM3或者至多约是400MM3。0035在挖取固定器的一些变型中，孔的长度至少等于其直径。在一个示例中，插入柄部和孔的直径可以是约25CM，并且孔和插入柄部的插入部分的长度可以是约6CM；并且因此，孔和插入柄部的插入部分的体积可以是约29CM3，并且孔的内周表面和插入柄部之间的接触面积是约47CM2。在另一个示例中，插入柄部和孔的直径可以是约2CM，孔和插入柄部的插入部分的长度可以是约83CM；并且因此，孔和插入柄部的插入部分的体。
23、积可以是约26CM3，并且孔的内周表面和插入柄部之间的接触面积是约52CM2。在另一个实施例中，插入柄部和孔的直径可以是约35CM，孔和插入柄部的插入部分的长度可以是约69CM；并且因此，孔和插入柄部的插入部分的体积可以是约66CM3，并且孔的内周表面和插入柄部之间的接触面积是约76CM2。0036在挖取工具的一些示例中，插入柄部可以不是基本圆柱形，并且当从横剖面观察时可以显示出各种任意形状。例如，插入柄部可以是一般椭圆形、卵形、楔形、方形、矩形、多边性或半圆形；或，插入柄部的横截面形状可以沿着其长度而变化。0037在一些示例中，柄部可以具有基本圆柱形的形式并且可以具有至少约15MM、至少约2。
24、0MM、至少约25MM或者甚至至少30MM的直径。在一些实施例中，柄部具有至多约20MM、至多约25MM、至多约30MM、至多约35MM或者甚至至多约40MM的直径。在一些实施例中，柄部的直径沿着其整个长度的变化小于约5MM，或者其直径沿着其长度基本不变。0038下面的表格概括了可以与在此公开的挖取工具变体一起使用的近似尺寸的特定示例组合。这些尺寸涉及孔的长度和插入柄部的插入部分的长度、孔和插入柄部的插入部分的平均直径、孔的最小体积和插入柄部的插入部分的体积以及孔的圆周内壁和插入柄部的插入部分的对应表面之间的接触面积。说明书CN102905819A5/11页700390040在一些实施例中，支。
25、撑体包括具有至多约17MPAM1/2、至多约13MPAM1/2、至多约11MPAM1/2或甚至至多约10MPAM1/2的断裂韧性的硬质碳化物。在一些实施例中，支撑体包括具有至少约8MPAM1/2或至少约9MPAM1/2的断裂韧性的硬质碳化物材料。在一些实施例中，支撑体包括具有至少约2，100MPA、至少约2，300MPA、至少约2，700MPA或甚至至少约3，000MPA的横向断裂强度的硬质碳化物材料。0041在一些实施例中，支撑体包括硬质碳化物材料，该材料包括具有至多约8微米或至多约3微米的平均尺寸的金属碳化物晶粒。在一个实施例中，支撑体包括硬质碳化物材料，该材料包括具有至少约01微米的平均。
26、尺寸的金属碳化物晶粒。0042在一些实施例中，支撑体包括硬质碳化物材料，该材料包括至多约13重量百分比、至多约10重量百分比、至多约7重量百分比、至多约6重量百分比或者甚至至多约3重量百分比的金属粘合剂材料，例如钴（CO）。在一些实施例中，支撑体包括硬质碳化物材料，该材料包括至少约1重量百分比、至少约3重量百分比或至少约6重量百分比的金属粘合剂。0043在一些示例中，支撑体可以主要由或由硬质碳化物材料构成。0044在挖取工具的一些示例中，组件的冷缩配合是可逆的，并且钢制固定器和/或插入柄部可以被拆卸并重新使用，这有效地降低了挖取工具的成本并允许钢制固定器的扩展使用。这通过下述方法获得，即加热孔。
27、附近的钢制固定器，从而促使钢制固定器相对于硬质碳化物插入柄部扩张，允许从孔中去除插入柄部。0045本发明提供了一种制造挖取工具的方法，该方法包括提供挖取插入件，所述插入件包括连接到硬质碳化物支撑体端部上的超硬尖端，所述支撑体包括柄部（插入柄部）；提供钢制固定器，所述钢制固定器具有配置成容纳所述柄部的孔，并包括配置成将钢制固定器安装到工具支架上的轴；将所述柄部冷缩配合到钢制固定器的孔中。通过将包括孔的钢制固定器的至少一部分加热至约350摄氏度的温度、将柄部插入加热过的固定器的孔中并允许钢制固定器的孔冷却并收缩，可将所述插入柄部冷缩配合到钢制固定器的孔中，由此以压缩方式夹持插入柄部。在钢制固定器包。
28、括底座的示例中，插入柄部可自始至终被插入孔中，以使被插入的端部紧靠底座。说明书CN102905819A6/11页80046插入柄部和固定器的孔之间的间隙是它们之间的尺寸差，其可以被表述为尺寸百分比。例如，在插入柄部（和孔）具有一般圆形横截面的实施例中，该间隙可以被表述为以直径百分比表示的直径差别。期望至少根据插入柄部的直径来选择插入柄部和孔之间的尺寸，并且期望该尺寸至少约是插入柄部直径的0002。在一个示例中，插入柄部的直径是约25CM，并且插入柄部和孔之间的间隙是插入柄部直径的约008。插入柄部和孔之间的间隙可以是插入柄部直径的至多约03。如果间隙太大，那么当将钢制固定器冷缩配合到插入柄部上。
29、时，会超过固定器钢材料的弹性极限，这会导致邻近于孔的钢的一些弹性变形。如果间隙不够大，那么在使用中冷缩配合可能不足以使插入件被固定器牢固夹持。0047在所述方法的一些形式中，可以选择插入柄部和孔的精确尺寸，使得在将插入柄部冷缩配合到孔中后，钢制固定器中邻近于孔的区域处于至少约300MPA或者至少约350MPA的周向（或者环向）静态张应力下。在一些实施例中，钢制固定器中邻近于孔的区域处于至多约450MPA或者至多约500MPA的周向（或者环向）静态张应力下。0048在非限制性示例中，所公开的挖取工具包括超硬尖端，如在公开号2009/0051211、2010/0065338、2010/006533。
30、9或2010/0071964的美国专利申请中所描述的。参考图7，用于在此公开的挖取工具实施例的插入件示例包括超硬尖端112，该尖端112包括结合到超硬碳化物基体113上的、帽子的一般形式的超硬结构111。超硬尖端112连接到支撑体114的截头锥部分116上。超硬结构111的主要部分具有球状钝锥外形，其具有倒圆顶点1111，该顶点具有在纵向平面中的曲率半径，以及位于平行于纵向轴线AL的轴线和超硬结构111外表面的锥形部分1112之间的锥角。超硬结构111包括鼻部区域1113和裙部区域1114，裙部区域在纵向和侧向上、远离鼻部区域1113而悬垂。在示例的一些变形中，裙部区域1114的最小纵向厚度可。
31、以是至少约13MM或者至少约15MM。在示例的一些变形中，顶点1111处的超硬帽子111的纵向厚度是至少约4MM或者至少约5MM，并且至多约7MM或至多约6MM。在示例的一个变形中，顶点处1111的超硬结构111的纵向厚度在从约55MM至6MM的范围内。在示例的一些形式中，倒圆顶点1111的曲率半径是至少约2MM并且至多约3MM。在一些实施例中，锥角是至多80度或至多70度。在示例的一些变形中，锥角是至少约45度或至少约50度。0049参考图8，用于所公开的挖取工具的实施例的插入件示例包括超硬尖端112，该尖端112包括结合到硬质碳化物基体113上的超硬结构111。超硬尖端112连接到支撑体1。
32、14的截头锥部分116上。球形钝锥鼻部1111的曲率半径R是约225MM，并且锥角是约42度。0050参考图9，用于所公开的挖取工具的钢制固定器120的示例的一部分通过互锁扣件机构210被连接到基座垫块200（支架体）上，其中，钢制固定器120的轴122锁定在形成于支架体200中的孔内。示例挖取工具的插入柄部118的一部分也被示出。轴122可以可拆卸地连接到基座垫块200上，该基座垫块焊接或连接到圆筒上。基座垫块200和固定器120，更具体地，轴122可以被配置成允许钢制固定器120和基座垫块之间的可拆卸的相互配合。轴122可以被配置成与基座垫块非旋转地相互配合，并且适于与例如DE101617。
33、13B4号和DE102004057302A1号的德国专利中所公开的工具支架一起使用。工具支架，例如基座垫块，可以被焊接到驱动设备的组件上，例如圆筒，以用于驱动超硬挖取工具。图10显示了用于与图9中显示的示例不同的工具支架的挖取工具100的侧视图，钢制固定说明书CN102905819A7/11页9器120的轴122以不同方式被配置。挖取工具100包括插入件110，其具有连接到支撑体的一部分116上的超硬尖端112。0051本发明提供了一种方法，该方法用于将超硬挖取工具连接到工具支架上，该工具支架被结合到驱动设备的组件上，所述方法包括将挖取插入件连接至钢制固定器，从而形成挖取工具，所述钢制固定器包。
34、括轴，该轴被配置成可操作地将钢制固定器连接到工具支架上，该工具支架包括配合工具，该配合工具被配置成容纳钢制固定器的轴；以及，然后将超硬挖取工具连接到工具支架上。在所述方法的一个实施例中，工具支架被焊接到驱动设备的组件上，例如圆筒，以用于驱动超硬挖取工具。0052在操作中，通过安装有挖取工具于其上的驱动设备、抵靠着待分解的结构而向前驱动该挖取工具，并且其超硬尖端在行进前端。例如，多个挖取工具可以安装在圆筒上以用于沥青分解，也可以用于粉碎道路从而再铺平。所述圆筒连接到车辆上并被致动旋转。当圆筒进入道路表面附近时，挖取工具在圆筒旋转时重复冲击道路，并且前端超硬尖端由此粉碎沥青。可以使用类似方法粉碎煤。
35、矿中的煤层。0053参考图11，显示在图5中的示例挖取工具示意性地处于磨损状态中，其中钢制固定器120的部分1201在使用中已经被磨损，从而露出了插入轴118的表面的一部分，该露出部分是与部分1201相邻的部分。0054尽管显示在图11中的示例挖取工具处于磨损状态下，但是一些示例挖取工具可以在使用之前配备有剖开部分1201。在该配置中，插入柄部118仅部分地由沿着插入柄部118长度L的轴向位置R的范围处的孔126围绕（也就是，在轴向位置的范围R内，插入柄部118并不被钢制固定器120完全环绕或包围）。0055当设计用于高磨损操作的挖取工具时，例如用于分解沥青、煤或者钾盐，期望在使用中实现工具成。
36、本与其耐磨损和抗断裂性之间的平衡。超硬材料，例如合成金刚石趋于更加耐磨损，但是也比硬质碳化物材料更加昂贵；而与钢材料相比，其趋于更加耐磨损但是更加昂贵。一种方法可以根据其相对成本来最小化工具中包含的金刚石和硬质碳化物材料的含量，并且对包括这些材料的组件进行配置，从而获得合意的工具寿命。0056在使用中，硬质碳化物支撑体在移动方向上具有设置在PCD尖端后面的至少约6CM3、至少约10CM3或者至少约15CM3的较大体积，并相对深地延伸到钢制固定器内，其似乎可以将工具的工作寿命改进至惊人的程度，这有可能调整碳化物的额外成本。0057虽然不希望受到特定理论的束缚，当抗衡被粉碎的结构而插入PCD尖端时。
37、，通过趋于抵抗尖端的变形或弯曲，碳化物插入柄部的高密度和相对高质量及其高硬度可以为PCD尖端提供充分改进的支撑。碳化物插入柄部可以被视为形成刺状结构，该结构相对深地延伸到钢制固定器内。细长的碳化物柄部也可用作加强刺部，其延伸到钢制固定器内并使其更加坚固。0058已经发现，具有超硬尖端的挖取工具在沥青分解操作中展现了延长的工作寿命，其中，该具有超硬尖端的挖取工具在钢制固定器内结合了相对大的插入柄部和插入柄部的冷缩配合连接。如果插入柄部的插入部分的体积小于约6CM3、小于约15CM3或者甚至小于约15CM3，那么在操作中超硬尖端没有充分得到支撑；并且如果插入柄部和孔之间的界面区域小于约20CM2，。
38、则碳化物撑主体不能由钢制固定器充分牢固地夹持，其中该碳化物支撑体冷缩配合到钢制固定器内。如果插入柄部的直径小于约2CM，那么其不能为在特别严酷的操说明书CN102905819A8/11页10作中进行碎裂的工具提供足够的支撑和稳健性，和/或，钢制固定器可能过分磨损。如果支撑体的长度小于约4CM，那么其不能为钢制固定器和/或PCD尖端提供充分的支撑，PCD尖端可能过早地断裂。0059在此处公开的挖取工具中，插入柄部和孔的体积以及两者之间的接触面积是相对大的，将插入柄部冷缩配合到钢制固定器内相对于压入配合具有优势。与将相对大的插入柄部压入配合到孔中相比，将相对大的插入柄部冷缩配合到孔中需要相当小的力。
39、。这使得可以将插入件足够牢固地夹持在钢制固定器的孔内，而不会实质上超过钢材料的弹性极限，由此降低了钢制固定器的塑性变形。然而，不希望受到特定理论的束缚，这使得钢制固定器的邻近于孔的区域承受由插入柄部和孔表面之间的压力和摩擦力产生的较少变形和轴向应力。插入柄部也可以具有降低的残余应力分量，在使用中，其会产生较大的抗断裂性。作为交换，冷缩配合可能需要稍微更复杂的设备和步骤。0060冷缩配合可允许降低对将插入件连接到钢制固定器上的钎焊的依赖性。在超硬尖端包括合成或天然金刚石、例如多晶金刚石的情况下，这特别有用，因为锡焊需要使用高温度（金刚石，特别是PCD形式的金刚石趋于具有相对低的热稳定性并且在高温。
40、时趋于转换成石墨），从而使尖端具有降低的热分解。此外，需要在特殊炉子和特殊氛围中实施钎焊，而冷缩配合不需要这些。0061本发明提供了示例挖取工具。提出下述条款作为对所公开的挖取工具的进一步描述。00621超硬挖取工具（为了简洁，也称为挖取工具）包括插入件和用于插入件的钢制固定器，所述插入件包括连接到硬质碳化物支撑体上的超硬尖端，该硬质碳化物支撑体具有插入柄部；所述钢制固定器包括用于连接至工具支架的轴，并且钢制固定器配备有孔，所述孔被配置为用于容纳插入柄部；硬质碳化物支撑体的体积为至少6CM3、至少10CM3或者至少15CM3。00632挖取工具包括插入件和用于插入件的钢制固定器，所述插入件包括。
41、连接到硬质碳化物支撑体上的超硬尖端，该硬质碳化物支撑体具有插入柄部；所述钢制固定器包括用于连接至工具支架的轴，并且钢制固定器配备有孔，所述孔被配置为用于容纳插入柄部；插入柄部的插入部分被固定在孔中；插入部分具有轴向长度和平均直径；轴向长度不小于所述平均直径。00643如条款2的挖取工具，其中，插入部分的轴向长度是至少约4CM，并且至多约85CM。00654如条款2或条款3的挖取工具，其中，插入部分的平均直径是至少约2CM和至多约35CM。00665挖取工具包括插入件和用于插入件的钢制固定器，所述插入件包括连接到硬质碳化物支撑体上的超硬尖端，所述硬质碳化物支撑体具有插入柄部；所述钢制固定器包括用。
42、于连接至工具支架的轴，并且钢制固定器包括插入件接收构件，该插入件接收构件配备有孔，所述孔被配置为用于容纳插入柄部；插入柄部的插入部分被固定在孔中并邻接于孔的表面区域；被邻接的表面区域的大小大于插入部分的体积的大小。00676如条款5的挖取工具，其中，被邻接的表面区域的大小是至少约20CM2，并且插入部分的体积是至少约15CM3。说明书CN102905819A109/11页1100687如上述条款中任一条款的挖取工具，其中，插入柄部冷缩配合到孔中。00698超硬挖取工具（为了简洁，也简称为“挖取工具”）包括安装到钢制固定器上的挖取插入件，所述挖取插入件（为了简洁，也简称为“插入件”）包括在连接到。
43、硬质碳化物支撑体端部上的超硬尖端，所述支撑体包括柄部（也称为“插入柄部”）；钢制固定器具有孔，并包括轴，该孔被配置成容纳插入柄部，该轴被配置成将固定器安装到工具支架上；所述柄部冷缩配合到钢制固定器的孔内。00709如上述条款中任一条款的挖取工具，其中，插入柄部（柄部）具有至少15CM3的体积。007110如前述条款中的任一条款的挖取工具，其中，插入柄部的表面区域邻接于孔的相应内周（侧）表面区域，所述表面区域是至少约20CM2007211如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，插入柄部具有至少15CM或至少2CM和至多40CM或至多35CM的直径（或平均直径）。007312如前述条款中任一条款的挖。
44、取工具，其中，插入柄部和孔的长度分别为至少约4CM。007413如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，硬质碳化物支撑体的体积与超硬尖端的体积之比至少是30并且至多是300，并且超硬尖端的体积至少是200MM3并且至多是500MM3。007514如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，超硬结构的体积是至少02CM3。007615如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，插入柄部的至少一部分基本是圆柱形。007716如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，所述孔具有至少等于其直径的长度。007817如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，插入柄部和孔之间的间隙是插入柄部直径的至少约0002，并且是插入柄部直。
45、径的至多约03。007918如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，钢制固定器的邻近于孔的区域处于至少约300MPA、并且至多约500MPA的周向（或者环向）静态拉伸应力状态下。008019如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，插入柄部的直径沿着其整个长度或直径的变化小于约5MM，并且沿着其整个长度是基本不变的。008120如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，插入柄部的一部分仅部分被钢制固定器的孔围绕（在沿着插入轴的长度的轴向位置的范围处）。008221如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，钢制固定器配备有用于支撑硬质碳化物支撑体的端部的底座。通过贯穿或邻近于底座而设置的通道或通孔，所述孔可与。
46、钢制固定器外侧联通。008322如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，所述孔延伸通过固定器，从而提供了具有一对开口端部的通孔。008423如条款1至21中任一条款的挖取工具，其中，在一端部处，所述孔被基本封闭。008524如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，硬质碳化物支撑体的一部分从钢制固定器突出并延伸到孔的孔口外。008625如条款24的挖取工具，其中，硬质碳化物支撑体的突出部分沿着其整个长度说明书CN102905819A1110/11页12的直径比孔的孔口的直径至多大5，所述突出部分从该孔处突出。008726如条款24的挖取工具，其包括包住或围绕突出部分的至少一部分的钻环。008827如。
47、前述条款中任一条款的挖取工具，其中，插入柄部具有至少约15MM、至少约20MM、至少约25MM或甚至至少30MM的直径（在一些实施例中，插入柄部可具有至多约20MM、至多约25MM、至多约30MM、至多约35MM或者甚至至多约40MM的直径）。008928如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，超硬尖端包括天然或合成金刚石材料或CBN材料。009029如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，超硬尖端包括结合到硬质碳化物基体上的多晶金刚石结构。009130如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，超硬尖端包括分散在包含SIC材料的基体中的金刚石晶粒，或者包括分散在包含硬质碳化物材料的基体中的金刚石晶粒。。
48、009231如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，硬质碳化物支撑体包括硬质碳化物材料，该硬质碳化物材料具有至少8MPAM1/2并且至多17MPAM1/2的断裂韧性。009332如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，硬质碳化物支撑体包括硬质碳化物材料，该硬质碳化物材料包括至多13重量比和至少1重量比的金属粘合剂材料。009433如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，支撑体包括超硬材料（例如，支撑体可包括分散在硬质碳化物基体内的金刚石或CBN晶粒）。009534如前述条款中任一条款的挖取工具，用于分解人行道或道路，或者用于煤矿或碳酸钾矿的开采。009635如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，工具。
49、支架被焊接或可被焊接到驱动设备的组件上，例如圆筒，以用于驱动超硬挖取工具。009736如前述条款中任一条款的挖取工具，其中，工具支架包括或可连接至驱动装置或可驱动装置上。009837用于制造如前述条款中任一条款的挖取工具的方法，所述方法包括提供插入件和用于插入件的钢制固定器，插入件包括接合到硬质碳化物支撑体上的超硬尖端，该硬质碳化物支撑体具有插入柄部；钢制固定器包括用于连接至工具支架的轴，并且钢制固定器配备有容纳插入柄部的孔；插入柄部具有至少6CM3、至少10CM3或至少15CM3的体积；以及，将插入柄部冷缩配合到钢制固定器孔中。009938如条款37的方法，其包括选择插入柄部和孔之间的间隙，以使在将插入柄部冷缩配合到孔中后，钢制固定器内邻近于孔的区域处于至少约300MPA且至多约500MPA的周向静态拉伸应力状态下，或者处于基本低于包含在钢制固定器中的钢材料的弹性极限的状态下。0100下面更详细地描述了挖取工具的非限制性示例。0101如图8所示，超硬尖端包括整体连接至结合有钴的碳化钨（COWC）基体的PCD结构，该超硬尖端被钎焊至支撑体。PCD结构具有约382MM3的体积。支撑体由COWC形成，包括约13重量比的CO，并具有约163MPAM1/2的断裂韧性，以及约2,200MPA的横向断裂强度（TRS）。在另一个示例中，支撑体由COWC形成，包括约8重。