Beschreibung

Titel

Schneidelement für einen Gesteinsbohrer und ein Verfahren zur

Herstellung eines Schneidelements für einen Gesteinsbohrer

Die Erfindung betrifft ein Schneidelement für einen

Gesteinsbohrer nach Anspruch 1 und drei Verfahren zur Herstellung eines Schneidelements für einen Gesteinsbohrer nach Ansprüchen 5 bis 7.

Aus der DE 33 47 501 Al ist ein Hartmetalleinsatzkörper bekannt, welcher aus fest verbundnen Raumteilen aus hartem und zähen Material besteht.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Schneidelement für einen Gesteinsbohrer bzw. eine Verfahren zur Herstellung eines

Schneidelements für einen Gesteinsbohrer zu entwickeln, wobei das Schneidelement insbesondere bei einer für ein Schlagbohrwerkzeug typischen Belastung gegenüber bekannten Scheidelementen eine erhöhte Lebensdauer aufweist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. 5 bis 7 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 5 bis 7 gelöst.

Das erfindungsgemäße Schneidelement für einen Gesteinsbohrer weist eine erste Zone (A) auf, die aus einer ersten Mischung gebildet ist und weist eine zweite Zone (B) auf, die aus einer zweiten Mischung gebildet ist, wobei die erste Mischung aus 5,5 bis 20 % Co und/oder Ni, mindestens 37 % WC und weiteren Bestandteilen wie zum Beispiel TiC und/oder TaC und/oder NbC und/oder VC und/oder B und/oder HfC und/oder ZrC und/oder CrC und/oder Mo2C zusammengesetzt ist und wobei die zweite Mischung aus 3 bis 12,5 % Co und/oder Ni, mindestens 78,5 % WC

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und weiteren Bestandteilen wie zum Beispiel TiC und/oder TaC und/oder NbC und/oder VC und/oder B und/oder HfC und/oder ZrC und/oder CrC und/oder Mo2C zusammengesetzt ist. Durch eine derartige Zusammensetzung der Zonen konnte mit der Zone (A) eine für extreme Schlagbelastungen geeignete zähere bzw. duktilere Zone und mit der Zone (B) eine für höchste Reibbelastungen geeignete härtere und verschleißfestere bzw. abriebfestere Zone realisiert werden. Gemäß einer speziellen Ausführungsvariante liegen die weiteren Bestandteile für die erste Mischung mit folgenden Anteilen vor: höchstens 10 % TiC, höchstens 15 % TaC, höchstens 15 % NbC, höchstens 1% VC und höchstens 2 % B. Gemäß einer weiteren speziellen Ausführungsvariante liegen die weiteren Bestandteile für die zweite Mischung mit folgenden Anteilen vor: höchstens 2 % TiC, höchstens 2 % TaC, höchstens 2 % NbC, höchstens 1% VC und höchstens 2 % B.

Weiterhin sieht die Erfindung vor, zwischen den Zonen oder um wenigstens eine Zone herum eine übergangszone anzuordnen. Hierdurch ist es möglich, eine kontinuierliche, nicht sprunghaftende Veränderung der Eigenschaften des Schneidelements in bezug auf Härte und Abriebfestigkeit zu erreichen .

Die erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines

Schneidelements sehen vor, wenigstens zwei unterschiedliche Mischungen entsprechende dem Anspruch 1 gemeinsam zu sintern. Hierdurch wird ein besonders guter Zusammenhalt zwischen den einzelnen Mischungen erreicht, welcher sich im Herstellungsprozess aufbaut. Entsprechend den unterschiedlichen Verfahren kann dies durch unterschiedliche Abläufe erfolgen. Gemäß einem ersten Verfahren ist es vorgesehen die unterschiedlichen Mischungen zunächst zu pressen und anschließend zu sintern. Gemäß einem zweiten Verfahren ist es vorgesehen, die unterschiedlichen Mischungen in einen Hohlraum eines Werkzeugs einzuspritzen und dann zu sintern. Ein drittes Verfahren sieht vor, das Pressen und Sintern der unterschiedlichen Mischungen gleichzeitig

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durchzuf(ihren .

Die in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendeten Abkürzungen stehen für folgende Elemente bzw. Verbindungen:

B Bor CrC Chromium-Carbid

Co Kobald HfC Hafnium-Carbid

Mo2C Molybdän-Carbid NbC Niobium-Carbid

Ni Nickel TaC Tantal-Carbid

TiC Titanium-Carbid VC Vanadium-Carbid

WC Wolfram-Carbid ZrC Zirkonium-Carbid

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematischen Ausführungsbeispielen gezeigt.

Hierbei zeigen die Figuren 1 bis 4 schematisch unterschiedlich aufgebaute Schneidelemente in Seitenansicht.

In der Figur 1 ist ein erstes Schneidelement 1 in Seitenansicht dargestellt. Das Schneidelement 1 ist

Bestandteil eines Gesteinsbohrers 2 und in herkömmlicher Weise an einem freien Ende 3 einer Wendel 4 eines Gesteinsbohrers 2 befestigt. Das Schneidelement 1 bzw. der Gesteinsbohrer 2 weisen eine Längsachse L auf, zu welcher das Schneidelement 1 symmetrische ausgebildet ist. Eine erste Zone A des

Scheidelements 1 ist um die Längsachse L herum ausgebildet. Seitlich schließt sich an die Zone A eine Zone B an. Die Zone A ist in ihren Materialeigenschaften auf extreme Schläge ausgelegt, wie diese beim Schlagbohren beispielsweise auftreten, wenn der Gesteinsbohrer 2 mit seinem Scheidelement 1 auf besonders harte Schichten bzw. Stellen beispielsweise im Stahlbeton trifft. Gegenüber der Zone B ist die Zone A also zäher und weniger abriebfest.

In der Figur 2 ist eine Ausführungsvariante eines

Schneidelements 1 dargestellt. Bei diesem verbreitert sich eine härtere und abriebfestere Zone B in eine Wirkrichtung des Schneidelements 1. Im Zentrum besitzt das Schneidelement 1

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wieder eine zähere Zone A.

In der Figur 3, welche eine dritte Ausführungsvariante eines Schneidelements 1 zeigt, ist lediglich eine Spitze 5 des Schneidelements 1 als Zone A ausgebildet. Diese Zone A ist gegenüber einer Wendel 4 eines Gesteinsbohrers 2 vollständig durch eine härtere und abriebfestere Zone B abgegrenzt.

Die Figur 4 zeigt schließlich eine vierte Ausführungsvariante eines Schneidelements 1. Diese weist neben einer Zone A und einer Zone B noch zwei zwischengelagerte übergangszonen C und D auf. In den übergangszonen C und D nimmt die Härte von der Zone A zu der Zone B in eine Pfeilrichtung x zu.

Die Erfindung ist nicht auf dargestellte und beschrieben Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst auch alle Ergänzungen und Verbesserungen im Rahmen der Schutzrechtsansprüche .