(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄鋼製保持具に取り付けられた挿入体を備えたピックツールであって、
挿入体は、超硬合金支持体に支持体の端部で接合された超硬質先端部を備え、
支持体は、挿入シャンクを備え、
鉄鋼製保持具は、挿入シャンクに適合するよう構成された孔を有し、かつ、ツールキャリア上に鉄鋼製保持具を取り付けるために構成されたシャフトを備え、
前記シャフトは、前記ツールキャリアに対して回転しないように相互係合するよう構成され、
超硬合金支持体は、少なくとも１５ｃｍ３の体積を有し、かつ超硬合金支持体は、８〜１７ＭＰａ・ｍ１／２の破壊靱性を有する超硬合金材料を備え、
前記シャフトが前記ツールキャリアに係合した場合に前記挿入体が前記シャフトに対して回転しないように、前記挿入シャンクの挿入部分が、前記孔に回転しないように固定されており、
前記挿入部分は、４〜８．５ｃｍの軸方向長さと、２〜３．５ｃｍの平均直径と、を有する、ピックツール。
【請求項２】
挿入シャンクが、孔に焼きばめされている、請求項１または２に記載のピックツール。
【請求項３】
挿入シャンクと孔との間の干渉が、挿入シャンクの直径の少なくとも０．００２％となっており、かつ、挿入シャンクの直径の最大で０．３％となっている、請求項１または２に記載のピックツール。
【請求項４】
前記支持体は、最大で１０重量％の金属バインダー材料を備える超硬合金材料を備える、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のピックツール。
【請求項５】
前記支持体は、最大で約８μｍの平均寸法を有する金属炭化物の粒を備える超硬合金材料を備える、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のピックツール。
【請求項６】
超硬質先端部の体積に対する超硬合金支持体の体積の比が、少なくとも３０となっており、かつ最大で３００となっており、
超硬質先端部の体積が、少なくとも２００ｍｍ３となっており、かつ最大で５００ｍｍ３となっている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のピックツール。
【請求項７】
挿入シャンクの表面領域が、孔の対応する内側側方表面領域に隣接しており、表面領域が少なくとも２０ｃｍ２となっている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のピックツール。
【請求項８】
挿入シャンクの一部分が、鉄鋼製保持具の孔によって部分的にのみ囲われている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のピックツール。
【請求項９】
鉄鋼製保持具が、超硬合金支持体の端部を支持するための底部を有しており、
孔が、底部を貫通してまたは底部に隣接して設けられた通路を介して鉄鋼製保持具の外側に連通している、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のピックツール。
【請求項１０】
超硬質先端部が、天然または合成ダイヤモンド材料、またはｃＢＮ材料を備えている、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のピックツール。
【請求項１１】
超硬質先端部が、超硬合金基材に結合された多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）構造部を備えている、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のピックツール。
【請求項１２】
超硬質先端部が、超硬合金母材の中に分散されたダイヤモンドの粒を備えている、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のピックツール。
【請求項１３】
舗装道路または道路の分解のため、または、石炭または炭酸カリウムの採掘のためのものである、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のピックツール。
【請求項１４】
ピックツールを作製するための方法であって、
当該方法は、
挿入体と、挿入体のための鉄鋼製保持具と、を提供する工程であって、挿入体は、超硬合金支持体に接合された超硬質先端部を備えており、超硬合金支持体は、挿入シャンクを有しており、鉄鋼製保持具は、ツールキャリアに対して回転しないように相互係合するよう構成されたシャフトを備えており、鉄鋼製保持具には、挿入シャンクを受け入れるための孔が設けられており、挿入シャンクは、少なくとも１０ｃｍ３の体積を有している、工程と、
鉄鋼製保持具の孔へ挿入シャンクを焼きばめする工程と、を含み、
超硬合金支持体は、少なくとも１５ｃｍ３の体積を有し、かつ超硬合金支持体は、８〜１７ＭＰａ・ｍ１／２の破壊靱性を有する超硬合金材料を備え、
前記挿入シャンクの挿入部分が、前記孔に固定されており、
前記挿入部分は、４〜８．５ｃｍの軸方向長さと、２〜３．５ｃｍの平均直径と、を有する、方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のピックツールを解体する方法であって、
孔を拡大させるよう鉄鋼製保持具を加熱する工程と、
孔から挿入シャンクを引き抜く工程と、を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の形態は、排他的ではないが特に、例えば岩盤、アスファルト、石炭またはコンクリートなどの硬質またはあらい塊を分解する超硬質先端部を備えるピックツールに概して関する。また、当該ピックツールを作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ピックツールは、岩盤、アスファルト、石炭またはコンクリートなどの構造体または塊を破壊し、ボーリングし、または分解するために用いられ得る。またピックツールは、採掘、建設および道路修復などの用途でも用いられ得る。例えば、道路修復作業において、複数のピックツールが、回転可能なドラムに取り付けられ、そして、ドラムが回転するときに道路のアスファルトを破壊するよう仕向けられる。同様の手法が、採炭などにおいて岩盤層を破壊するために用いられ得る。いくつかのピックツールは、合成ダイヤモンド材料を備える作業用先端部を含んでいてもよく、この作業用先端部は、炭化タングステン系超硬合金から形成された作業用先端部よりも高い磨耗耐性を有するであろう。しかしながら、合成および天然ダイヤモンド材料は、超硬合金材料に比べて、より脆く、かつ、破砕への抵抗が小さくなる傾向がある。このことは、ピック作業における潜在的な有用性を低減する傾向がある。従って、より長い動作寿命を有するピックツールを提供することの需要がある。
【０００３】
米国特許出願公開２００８／００３５３８３号明細書は、超硬合金基材に結合された超硬質材料を有する、高い耐衝撃性のあるツールを開示している。ここで、超硬合金基材は、超硬合金セグメントの前端に結合されており、前端は、ベース端に形成されたステムを有しており、ステムは、鉄鋼製保持具の孔に圧入されている。鉄鋼製保持具は、軸の周りでの回転に適合されたドラムに、回転可能に取り付けられている。
【発明の開示】
【０００４】
第１の側面から、鉄鋼製保持具に取り付けられた挿入体（ピック挿入体とも称される）を備えたピックツール（超硬質ピックツールとも称される）が提供される。挿入体は、超硬合金支持体に支持体の端部で接合された超硬質先端部を備えており、支持体は、挿入シャンク（単にシャンクとも称される）を備えている。鉄鋼製保持具は、挿入シャンクに適合するよう構成された孔を有しており、かつ、ピック駆動装置などのツールキャリアに鉄鋼製保持具を取り付けるために構成されたシャフトを備えている。超硬合金支持体の体積は、少なくとも６ｃｍ３、少なくとも１０ｃｍ３、または少なくとも１５ｃｍ３となっている。挿入シャンクは、孔に焼きばめされていてもよい。その他の側面から、現行のピックツールのための構成要素のキットが提供されてもよい。ここでキットは、組み立てられていない、または部分的に組み立てられている状態にある。
【０００５】
第２の側面から、ピックツールを作製するための方法が提供されてもよい。方法は、挿入体と、挿入体のための鉄鋼製保持具と、を提供することを含んでいる。挿入体は、超硬合金支持体に接合された超硬質先端部を備えており、超硬合金支持体は、挿入シャンクを有している。鉄鋼製保持具は、ツールキャリアへの接続のためのシャフトを備えており、また鉄鋼製保持具には、挿入シャンクを受け入れるための孔が設けられている。挿入シャンクは、少なくとも１５ｃｍ３の体積を有している。また方法は、鉄鋼製保持具の孔へ挿入シャンクを焼きばめすることを含んでいる。
【０００６】
第３の側面から、ピックツールを解体する方法が提供されてもよい。方法は、孔を広げるよう鉄鋼製保持具を加熱することと、挿入シャンクを孔から引き抜くことと、を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】図１Ａは、ピックツールの一例を示す、部分的に切り取られた側面図。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａのピックツールの一例のピック挿入体を示す側面図。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ａのピックツールの一例の鉄鋼製保持具を示す、部分的に切り取られた斜視図。
【図２】図２は、ピックツールの一例を示す、部分的に切り取られた側面図。
【図３】図３は、ピックツールの一例を示す、部分的に切り取られた側面図。
【図４】図４は、ピックツールの一例を示す、部分的に切り取られた側面図であり、寸法はミリメートルである。
【図５】図５は、ピックツールの一例を示す、部分的に切り取られた側面図であり、寸法はミリメートルである。
【図６】図６は、ピックツールの一例を示す、部分的に切り取られた側面図であり、寸法はミリメートルである。
【図７】図７は、図１Ａ乃至図６のピックツールの例のいずれか１つの超硬質先端部および支持体の一部の例を示す長手方向断面図。
【図８】図８は、図１Ａ乃至図６のピックツールの例のいずれか１つの超硬質先端部および支持体の一部の例を示す側面図であり、寸法はミリメートルであり、角度は度である。
【図９】図９は、キャリア体に取り付けられたピックツールの一例を示す、部分的に切り取られた側面図であり、ピックツールの一部分のみが示されている。
【図１０】図１０は、図９のキャリアとは異なるキャリアのためのピックツールの一例を示す側面図。
【図１１】図１１は、ピックツールの一例を示す、部分的に切り取られた側面図であり、磨耗した状態にある鉄鋼製保持具の一部が示されている。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示を示す非限定的な形態について、図を参照して説明する。全ての図において、同一の一般的な特徴を参照する上で同一の符号が用いられる。
【０００９】
本明細書において、“超硬質”は、少なくとも２５ＧＰａのビッカース硬度を意味し、また超硬質ツール、超硬質挿入体または超硬質構成要素は、超硬質材料を備えるツール、挿入体または構成要素を意味する。
【００１０】
合成および天然ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）および多結晶ｃＢＮ（ＰＣＢＮ）材料は、超硬質材料の例である。本明細書において、合成ダイヤモンドは、人工ダイヤモンドとも称されるものであるが、機械で製造されたダイヤモンド材料である。本明細書において、多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）材料は、ダイヤモンド粒の塊（複数の凝集体）を備えており、それらの本質的な部分は、直接的に互いに相互に結合されており、また、多結晶ダイヤモンドにおいて、ダイヤモンドの含有量は、少なくとも材料の約８０体積％となっている。ダイヤモンド粒の間の隙間は、少なくとも部分的に、合成ダイヤモンドのための触媒材料を備えるバインダー材料によって充填されていてもよく、または、それらは実質的に空隙であってもよい。本明細書において、合成ダイヤモンドのための触媒材料とは、合成または天然ダイヤモンドが熱力学的に安定な温度および圧力において、合成ダイヤモンド粒の成長を促進することができる、および／または、合成または天然ダイヤモンド粒の直接的な相互成長を促進することができるものである。ダイヤモンドのための触媒材料の例は、鉄、ニッケル、コバルトおよびマンガン、およびそれらを含む合金である。ＰＣＤ材料を備える塊は、少なくとも１つの領域であって、隙間から触媒材料が取り除かれ、ダイヤモンド粒の間に格子間欠陥を残したことよる領域を備えていてもよい。本明細書において、ＰＣＢＮ材料は、金属またはセラミックス材料を備える母材の中に分散された立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）の粒を備えている。
【００１１】
超硬質材料のその他の例は、シリコン炭化物（ＳｉＣ）などのセラミックス材料、または、（例えば、米国特許５，４５３，１０５号明細書または米国特許６，９１９，０４０号明細書に記載されている）Ｃｏ結合炭化タングステン材料などの超硬合金材料を備える母材によってともに保持されたダイヤモンドまたはｃＢＮ粒を備える所定の複合材料を含んでいる。例えば、所定のＳｉＣに結合されたダイヤモンド材料は、ＳｉＣ母材（これは、ＳｉＣ以外の形態で少量のＳｉを含んでいてもよい）に分散された、少なくとも約３０体積％のダイヤモンド粒を備えていてもよい。ＳｉＣに結合されたダイヤモンド材料の例は、米国特許第７，００８，６７２号明細書、米国特許第６，７０９，７４７号明細書、米国特許第６，１７９，８８６号明細書、米国特許第６，４４７，８５２号明細書および国際公開第２００９／０１３７１３号パンフレットに記載されている。
【００１２】
硬質の、またはあらい塊または構造体を分解するためのピックツールの例示的な構成が、図１Ａ乃至図６を参照して説明される。
【００１３】
ピックツール１００の一例は、挿入体１１０と、挿入体１１０のための鉄鋼製保持具１２０と、を備えている。挿入体１１０は、超硬合金支持体１１４に接合された超硬質先端部１１２を備えている。超硬合金支持体１１４は、挿入シャンク１１８を備えている。これらの例において、挿入シャンク１１８は、概して円筒状の形状を有しており、また、平均直径Ｄを有している。超硬質先端部１１２はそれぞれ、超硬合金基材１１３に結合されたＰＣＤ構造部１１１を備えており、超硬合金基材１１３はそれぞれ、界面１１５において、蝋付け材料によって支持体１１４に接合されている。また、支持体１１４は、概して切頭円錐形の部分１１６を有しており、部分１１６には、超硬質先端部１１２が蝋付けされている。鉄鋼製保持具１２０は、ピックドラムデバイス（図示せず）への接続のためのシャフト１２２を備えており、孔１２６が、挿入シャンク１１８を焼きばめするために構成されている。
【００１４】
鉄鋼製保持具１２０はそれぞれ、孔１２６が形成されている挿入体受け入れ部材１２４を有していてもよい。
【００１５】
挿入シャンク１１８の少なくとも一部分は、焼きばめによって孔１２６に固定されていてもよい。本明細書において、焼きばめは、複数の構成要素の間において、少なくとも１つの構成要素の相対的な寸法変化（形状もまたいくらか変化するかもしれない）によって達成される締まりばめの一種である。これは、一般には、組み立ての前に１つの構成要素を加熱または冷却し、そして、組み立ての後にそれを周囲温度に戻すことによって実現される。焼きばめは、圧力ばめと対照されるが、圧力ばめにおいては、１つの構成要素が、その他の構成要素において孔または凹部に押し込まれる。このため圧力ばめは、構成要素間の実質的な摩擦応力を生じさせることを含み得る。
【００１６】
焼きばめは、鉄鋼製保持具１２０の、孔１２６に隣接する（示されていない）一領域が、円周方向の引張応力の静的な状態にあるという結果を生じるであろう。ピックツールのいくつかの例において、孔に隣接する鉄鋼製保持具の内側の一領域は、少なくとも約３００ＭＰａまたは少なくとも約３５０ＭＰａの、円周方向の（またはループ状の）静的な引張応力の状態に有り得る。また、いくつかのピックツールにおいて、円周方向の静的な引張応力は、最大で約４５０ＭＰａまたは最大で約５００ＭＰａであってもよい。ここで使われるように、ツールまたは要素の静的な応力状態は、ツールまたは要素が使用中でないときに存在し得るような静的な状態の下でのツールまたは要素の応力状態に当てはまる。
【００１７】
いくつかのピックツールの例において、切頭円錐形の部分１１６を含む支持体１１４の一部分１１９は、鉄鋼製保持具１２０から突出することができ、また、孔１２６の開口部１２８を超えて延びることができる。いくつかの例において、突出する部分１１９の直径は、突出する部分の全長に沿って、孔１２６の平均直径Ｄに比べて、最大で約５％大きくなっていてもよく、または、実質的に大きくなっていなくてもよい。図１Ａ乃至６に示されている例において、突出する部分１１９の直径は、実質的に、孔１２６の直径を超えない。
【００１８】
一形態において、カラー部が、超硬合金支持体の突出する部分の少なくとも一部を囲んでおり、また一形態において、カラー部が、突出する部分に焼きばめされていてもよい。一形態において、カラー部は、超硬合金に比べて低い硬度および研磨の摩耗耐性を有しており、また一形態において、カラー部は、鉄鋼を備えている。一例において、カラー部は、蝋付けによって鉄鋼製保持具に接合されている。カラー部は、超硬合金支持体のための支持または保護をもたらすことができる。
【００１９】
図２および図４に示されている、ピックツールの変形例を参照すると、カラー部１３０は、支持体１１４の突出部分１１９の一部を囲んでいる。カラー部１３０は、突出部分１１９の少なくとも一部を囲むことができ、また一例において、カラー部１３０は、突出部分に焼きばめされていてもよい。カラー部１３０は、超硬合金に比べて低い硬度および研磨の摩耗耐性を有していてもよく、またカラー部１３０は、鉄鋼を備えていてもよい。一形態において、カラー部１３０は、蝋付けによって鉄鋼製保持具１２０に接合されている。カラー部１３０は、超硬合金支持体１１４のための支持または保護をもたらすことができる。カラー部１３０は、概して円錐形である、または概して丸くされているなどの様々な形状を有することができ、またカラー部１３０は、実質的に対称的なものとなっていてもよく、若しくは非対称的なものとなっていてもよい。カラー部１３０の外面の少なくとも一部は、摩耗への耐性を有する硬質表面（図示せず）、例えば炭化タングステンを備える層またはスリーブによって保護されていてもよい。特に、孔１２６の開口部１２８に隣接する鉄鋼製保持具１２０の外面の少なくとも一部１２７、例えば開口部１２７から上に２０ｍｍ延びる挿入体受け入れ部材１２４の表面領域は、摩耗への耐性を有する手段（図示せず）によって保護されていてもよい。そのような手段の例は、炭化タングステンを備える層またはスリーブであってもよく、および／または、ダイヤモンドまたはｃＢＮなどの超硬質材料の粒であってもよい。一形態例において、カラー部１３０は、使用中に多大な摩耗に晒される側に主にまたは専ら配置された、耐性を有する硬質な表面を有していてもよい。
【００２０】
図３を参照すると、挿入シャンク１１８の多くの部分が、焼きばめによって鉄鋼製保持具１２０の孔１２６の中に固定されている。この例において、挿入体受け入れ部材１２４は底部１２９を有しており、この底部１２９に対して、支持体１１４の挿入シャンク１１８が位置付けられていてもよい。底部１２９は、挿入体１１２の抽出を容易化するための、または、挿入シャンク１１８の端部を底部１２９に蝋付けするための貫通孔１２９１を有していてもよい。例えば、底部１２９の貫通孔１２９１は、少なくとも約０．６ｃｍ、かつ最大で２ｃｍの直径Ｓを有していてもよい。挿入体受け入れ部材１２４は、外側寸法Ｗを有していてもよく、外側寸法Ｗは約４．８ｃｍとなっていてもよい。一般に、支持体１１４の挿入シャンク１１８の直径Ｄが大きくなるほど、孔１２６を画定する挿入体受け入れ部材１２４の壁が薄くなる必要があるかもしれない。なぜなら、鉄鋼製保持具１２０の外側の寸法は、ピック装置（図示せず）の設計によって、またはピック作業の必要性によって、規制され得るからである。例えば、挿入体受け入れ部材の壁が厚くなるほど、ピックツールが一般により強固になるが、トレードオフとして、作業におけるエネルギー要求および鉄鋼の摩耗が高くなるであろう。
【００２１】
図１Ａ、２および４に示されている例において、孔１２６は、鉄鋼製保持具１２０を超えて延び、一対の対向する開放端（または開口部）１２８を有する貫通孔を提供してもよい。これらの例において、挿入シャンク１１８の少なくとも一部分は、挿入体受け入れ部材１２４を実質的に通って延びていてもよい。
【００２２】
ピックツールのいくつかの例において、超硬質構造部の体積に対する超硬合金支持体の体積の比は、少なくとも約３０、少なくとも約４０、または少なくとも約５０となっている。いくつかの形態において、超硬質構造部の体積に対する超硬合金支持体の体積の比は、最大で約３００、最大で約２００、または最大で約１５０となっている。いくつかの形態において、超硬質構造部の体積は、少なくとも２００ｍｍ３、または少なくとも３００ｍｍ３となっている。いくつかの形態において、超硬質構造部の体積は、最大で５００ｍｍ３、または最大で４００ｍｍ３となっている。
【００２３】
ピック保持具のいくつかの変形例において、孔の長さは、少なくともその直径に等しくなっている。一例において、挿入シャンクおよび孔の直径は、約２．５ｃｍになっていてもよく、また孔および挿入シャンクの挿入部分の長さは、約６ｃｍになっていてもよい。従って、孔および挿入シャンクの挿入部分の体積は、約２９ｃｍ３になっていてもよく、また孔および挿入シャンクの内側の周囲面の間の接触面積は約４７ｃｍ２になっていてもよい。その他の例において、挿入シャンクおよび孔の直径は、約２ｃｍになっていてもよく、また孔および挿入シャンクの挿入部分の長さは、約８．３ｃｍになっていてもよい。従って、孔および挿入シャンクの挿入部分の体積は、約２６ｃｍ３になっていてもよく、また孔および挿入シャンクの内側の周囲面の間の接触面積は約５２ｃｍ２になっていてもよい。さらなる例において、挿入シャンクおよび孔の直径は、約３．５ｃｍになっていてもよく、また孔および挿入シャンクの挿入部分の長さは、約６．９ｃｍになっていてもよい。従って、孔および挿入シャンクの挿入部分の体積は、約６６ｃｍ３になっていてもよく、また孔および挿入シャンクの内側の周囲面の間の接触面積は約７６ｃｍ２になっていてもよい。
【００２４】
ピックツールのいくつかの例において、挿入シャンクは、実質的に円筒形にはなっておらず、挿入シャンクは、横断面図で見た場合に様々な形状を見せてもよい。例えば、挿入シャンクは、概して、楕円形、卵形、楔形、正方形、長方形、多角形または半円形の形状になっていてもよい。または、挿入シャンクの断面形状は、その長さに沿って変化してもよい。
【００２５】
いくつかの例において、シャンクは、実質的に円筒形の形状を有していてもよく、またシャンクは、少なくとも約１５ｍｍ、少なくとも約２０ｍｍ、少なくとも約２５ｍｍまたは少なくとも３０ｍｍの直径を有していてもよい。いくつかの形態において、シャンクは、最大で約２０ｍｍ、最大で約２５ｍｍ、最大で約３０ｍｍ、最大で約３５ｍｍ、または最大で約４０ｍｍの直径を有していてもよい。いくつかの形態において、シャンクの直径は、その全長に沿って約５ｍｍよりも小さい範囲で変化してもよく、また直径は、その全長に沿って実質的に不変であってもよい。
【００２６】
テーブルは、ここに開示されるピックツールの変形例に関して用いられ得るおおよその寸法における、所定の例の組み合わせを要約している。寸法は、孔の長さおよび挿入シャンクの挿入部分の長さ、孔および挿入シャンクの挿入部分の平均直径、孔の最小体積および挿入シャンクの挿入部分の体積、および、孔の内側の壁部の周囲と、挿入シャンクの挿入部分の対応する表面と、の間の接触面積に関するものである。
【表１】
0005946413.tif 000002
【００２７】
いくつかの形態において、支持体は、最大で約１７ＭＰａ・ｍ１／２、最大で約１３ＭＰａ・ｍ１／２、最大で約１１ＭＰａ・ｍ１／２、または最大で約１０ＭＰａ・ｍ１／２の破壊靱性を有する超硬合金材料を備えている。いくつかの形態において、支持体は、少なくとも約８ＭＰａ・ｍ１／２または少なくとも約９ＭＰａ・ｍ１／２の破壊靱性を有する超硬合金材料を備えている。いくつかの形態において、支持体は、少なくとも約２１００ＭＰａ、少なくとも約２３００ＭＰａ、少なくとも約２７００ＭＰａまたは少なくとも約３０００ＭＰａの破断強度を有する超硬合金材料を備えている。
【００２８】
いくつかの形態において、支持体は、最大で約８μｍまたは最大で約３μｍの平均寸法を有する金属炭化物の粒を備える超硬合金材料を備えている。一形態において、支持体は、少なくとも約０．１μｍの平均寸法を有する金属炭化物の粒を備える超硬合金材料を備えている。
【００２９】
いくつかの形態において、支持体は、最大で約１３重量％、最大で約１０重量％、最大で約７重量％、最大で約６重量％または最大で約３重量％の、コバルト（Ｃｏ）などの金属バインダー材料を備える超硬合金材料を備えている。いくつかの形態において、支持体は、少なくとも約１重量％、少なくとも約３重量％または少なくとも約６重量％の金属バインダー材料を備える超硬合金材料を備えている。
【００３０】
いくつかの例において、支持体は、本質的に超硬合金材料から構成されていてもよい。若しくは、支持体は、超硬合金材料から構成されていてもよい。
【００３１】
ピックツールのいくつかの形態において、構成要素における焼きばめは、可逆的なものであってもよく、また、鉄鋼製保持具および／または挿入シャンクは、取り外しされ、および再利用されてもよい。このことは、事実上、ピックツールのコストを低減し、また、鉄鋼製保持具の延長された利用を可能にする。このことは、孔の近傍で鉄鋼製保持具を加熱し、超硬合金挿入シャンクに対して鉄鋼製保持具を拡大させ、挿入シャンクが孔から取り除かれることを可能にすることによって、実現され得る。
【００３２】
ピックツールを作製する以下の方法が提供される。当該方法は、超硬合金支持体に支持体の端部において接合された超硬質先端部を備えるピック挿入体を提供する工程であって、支持体が、シャンク（挿入シャンク）を備える、工程と、シャンクに適合するよう構成された孔を有する鉄鋼製保持具を提供する工程であって、鉄鋼製保持具が、保持具をツールキャリアに取り付けるのに適したシャフトを備える、工程と、シャンクを鉄鋼製保持具の孔に焼きばめする工程と、を含んでいる。挿入シャンクは、孔を含む鉄鋼製保持具の少なくとも一部を約摂氏３５０度まで加熱し、加熱された保持具の孔にシャンクを挿入し、鉄鋼製保持具の孔が冷えて縮むことを可能にし、これによって、挿入シャンクを圧縮状態で保持することによって、鉄鋼製保持具の孔に焼きばめされていてもよい。鉄鋼製保持具が底部を備えている場合の例において、挿入シャンクは、挿入された端部が底部に隣接するよう、完全に孔に挿入されていてもよい。
【００３３】
挿入シャンクと保持具の孔との間の干渉とは、両者の間での寸法の差のことであり、寸法の比率として表現され得る。例えば、挿入シャンク（および孔）が、概して円形の断面を有する場合、干渉は、直径の比率として、直径に応じた差で表現され得る。挿入シャンクと孔との間の寸法は、少なくとも挿入シャンクの直径に依存して選択されることが予想されており、当該寸法は、挿入シャンクの直径の少なくとも約０．００２％となっていてもよい。一例において、挿入シャンクの直径は、約２．５ｃｍとなっており、挿入シャンクと孔との間の干渉は、挿入シャンクの直径の約０．０８％となっている。挿入シャンクと孔との間の干渉は、最大で、挿入シャンクの直径に関して、直径の約０．３％となっていてもよい。干渉が大きすぎると、保持具の鉄鋼材料の弾性的な限界が、鉄鋼製保持具が挿入シャンクに焼きばめされるときに超えることがあり、このことは、孔に隣接する鉄鋼のいくらかの塑性変形を生じさせる。干渉が十分に大きくない場合、焼きばめは、使用中に挿入体が保持具によって強固に保持され得る程度には十分でないかもしれない。
【００３４】
前記方法のいくつかの変形例において、挿入シャンクおよび孔の正確な寸法は、挿入シャンクを孔に焼きばめした後に、孔に隣接する鉄鋼製保持具の内側の領域が、少なくとも約３００ＭＰａまたは少なくとも約３５０ＭＰａの円周方向の（またはループ状の）静的な引張応力の状態にあるよう、選択され得る。いくつかの形態において、孔に隣接する鉄鋼製保持具の内側の領域は、最大で約４５０ＭＰａまたは最大で約５００ＭＰａの円周方向の（またはループ状の）静的な引張応力の状態にある。
【００３５】
非限定的な例として、開示されるピックツールは、米国特許出願公開第２００９／００５１２１１号明細書、米国特許出願公開第２０１０／００６５３３８号明細書、米国特許出願公開第２０１０／００６５３３９号明細書または米国特許出願公開第２０１０／００７１９６４号明細書に記載されている超硬合金先端部を備えていてもよい。図７を参照すると、ここで開示されているピックツールの一形態のための挿入体の一例が、超硬合金基材１１３に結合され、概してキャップの形状にある超硬質構造部１１１を備える超硬質先端部１１２を備えている。超硬質先端部１１２は、支持体１１４の切頭円錐形の部分１１６に接合されている。超硬質構造部１１１の主要部分は、球状に鈍くされた円錐形の外形を有しており、長手方向平面における曲率半径に関して丸められた先端部１１１１と、長手方向軸ＡＬに対して平行な軸と超硬質構造部１１１の外面の円錐形の部分１１１２との間の円錐角ｋと、を有している。超硬質構造部１１１は、ノーズ領域１１１３およびすそ領域１１１４を備えており、すそ領域１１１４は、長手方向および横方向においてノーズ領域１１１３から離れるように垂れている。この例のいくつかの変形例において、すそ領域１１１４の最小長手方向厚みは、少なくとも約１．３ｍｍまたは少なくとも約１．５ｍｍとなっていてもよい。この例のいくつかの変形例において、先端部１１１１における超硬質キャップ部１１１の最小長手方向厚みは、少なくとも約４ｍｍまたは少なくとも約５ｍｍとなっており、かつ、最大で約７ｍｍまたは最大で約６ｍｍとなっていてもよい。この例のいくつかの変形例において、丸められた先端部１１１１における超硬質構造部１１１の長手方向厚みは、約５．５〜６ｍｍの範囲内となっている。この例のいくつかの変形例において、先端部１１１１の曲率半径は、少なくとも約２ｍｍかつ最大で約３ｍｍとなっている。いくつかの形態において、円錐角ｋは、最大で８０度または最大で７０度となっている。この例のいくつかの変形例において、円錐角ｋは、少なくとも４５度または少なくとも５０度となっている。
【００３６】
図８を参照すると、開示されているピックツールの一形態のための挿入体の一例は、超硬合金基材１１３に結合された超硬質構造部１１１を備える超硬質先端部１１２を備えている。超硬質先端部１１２は、支持体１１４の切頭円錐形の部分１１６に接合されている。球状に鈍くされた円錐の先端部１１１１における曲率半径Ｒは、約２．２５ｍｍとなっており、かつ、円錐角ｋは約４２度となっている。
【００３７】
図９を参照すると、開示されているピックツールのための鉄鋼製保持具１２０の一例の一部が、ベースブロック２００（キャリア体）に、連動ファスナー機構２１０によって取り付けられている。連動ファスナー機構２１０においては、鉄鋼製保持具１２０のシャフト１２２が、キャリア体２００の内側に形成された孔に固定されている。一例のピックツールの挿入シャンク１１８の一部も示されている。シャフト１２２は、溶接またはその他のやり方でドラムに接合されたベースブロック２００に、解放可能に接続され得るようになっている。ベースブロック２００、および、保持具１２０、より具体的に言えばシャフト１２２は、鉄鋼製保持具１２０およびベースブロックにおける、解放可能な相互係合を可能にするよう構成されていてもよい。シャフト１２２は、ベースブロックに対して回転しないように相互係合するよう構成されていてもよく、また、例えばＤＥ１０１６１７１３Ｂ４およびＤＥ１０２００４０５７３０２Ａ１に開示されているツールキャリアに関する使用のために適切なものとなっていてもよい。ベースブロックなどのツールキャリアは、超硬質ピックツールを駆動するためのドラムなどの駆動装置の構成要素に溶接されていてもよい。図１０は、図９に示されている例以外の、異なるツールキャリアのためのピックツール１００の側面図を示しており、鉄鋼製保持具１２０のシャフト１２２が、異なる態様で構成されている。ピックツール１００は、支持体の一部１１６に接合された超硬質先端部１１２を有する挿入体１１０を備えている。
【００３８】
駆動装置のための構成要素に接合されたツールキャリアに超硬質ピックツールを取り付けるための以下の方法が提供される。当該方法は、ピックツールを形成するよう鉄鋼製保持具にピック挿入体を接合する工程であって、鉄鋼製保持具が、鉄鋼製保持具をツールキャリアに取り付けるよう動作可能に構成されたシャフトを備え、ツールキャリアが、鉄鋼製保持具のシャフトを受け入れるよう構成された係合手段を備える、工程と、次に、超硬質ピックツールをツールキャリアに取り付ける工程と、を含んでいる。当該方法の一形態において、ツールキャリアは、超硬質ピックツールを駆動するためのドラムなどの駆動装置の一構成要素に溶接されている。
【００３９】
動作中、ピックツールは、駆動装置によって、分解されるべき構造部に対して、先頭部での超硬質先端部とともに前方へ駆動されてもよい。ここで、ピックツールは駆動装置に取り付けられている。例えば、複数のピックツールが、再舗装のために道路を破壊するよう用いられ得るような、アスファルトの分解のためのドラムに取り付けられていてもよい。ドラムは、自動車に接続され、そして回転させられる。ドラムが道路の表面の近傍に持ってこられるとき、ピックツールは、ドラムが回転するときに繰り返し道路に衝突し、そして、先頭の超硬質先端部がアスファルトを破壊する。同様の手法が、採炭において石炭層を破壊するために用いられ得る。
【００４０】
図１１を参照すると、図５に示される一例のピックツールが、摩耗した状態で示されている。ここでは、鉄鋼製保持具１２０の一部１２０１が、使用中にすり減り、一部１２０１が隣接していた挿入シャフト１１８の表面の一部が露出している。
【００４１】
図１１に描かれるピックツールの例は、摩耗した状態で示されているが、いくつかの例のピックツールは、使用に先立って破断部分１２０１を有していてもよい。この例において、挿入シャンク１１８は、挿入シャンク１１８の長さＬに沿って、軸位置の所定の範囲Ｒで、孔１２６によって部分的にのみ囲まれている（すなわち、軸位置の範囲Ｒの内側で、挿入シャンク１１８は、鉄鋼製保持具１２０によっては、全体的には囲まれていない若しくは囲われていない）。
【００４２】
アスファルト、石炭または炭酸カリウムの分解などの高度に摩耗する作業のためにピックツールを設計する場合、ツールのコストと、使用中の摩耗および破断に対するツールの耐性との間のバランスを実現することが望ましい。合成ダイヤモンドなどの超硬質材料は、大きな摩耗抵抗を有する傾向にあるが、しかしまた、超硬合金材料よりもコストが大きくなる傾向がある。また超硬合金材料は、鉄鋼材料に比べて、大きな摩耗抵抗を有する傾向にあるが、しかしまた、コストが大きくなる傾向がある。１つの手法として、ツール中のダイヤモンド含有量および超硬合金材料の量を、それらの相対的なコストに応じて最小化し、そして、これらの材料を備える構成要素を、許容可能なツール寿命を実現するよう構成することがあり得る。
【００４３】
使用中の移動方向において、ＰＣＤ先端部の背後に配置され、少なくとも約１０ｃｍ３または少なくとも約１５ｃｍ３という比較的に大きな体積を有し、鉄鋼製保持具の中へ比較的に深く延びる超硬合金支持体は、ツールの動作寿命を、超硬合金の追加コストを正当化するであろう驚くべき程度で改善するように見える。
【００４４】
特定の理論には制限されないが、炭化物の挿入体シャンクの高い密度および比較的に高い質量、並びに、高い剛性は、破壊されるべき構造体に先端部が突っ込まれるときに先端部の変形または曲がりに抵抗する傾向があることによって、ＰＣＤ先端部のための実質的に改善された支持体を提供することができる。炭化物の挿入体シャンクは、鉄鋼製保持具の中に比較的に深く延びるとげ状の構造部を形成しているように視認され得る。細長い炭化物の挿入体シャンクは、鉄鋼製保持具の中に延び、鉄鋼製保持具をより頑丈に作製する硬化用の柱として作用することができる。
【００４５】
比較的に大きな挿入体シャンクと、鉄鋼製保持具の内側での挿入体シャンクの焼きばめ接続との組み合わせを有する超硬質先端部のピックツールが、アスファルトの分解作業における拡大された動作寿命を示すことが見出された。挿入シャンクの挿入部分の体積が、約６ｃｍ３よりも小さく、約１５ｃｍ３よりも小さく、または約１５ｃｍ３さえよりも小さい場合、超硬質先端部のための支持体が動作中に不十分なものとなるかもしれない。また、挿入シャンクと孔との間の界面の面積が、約２０ｃｍ２よりも小さい場合、炭化物の支持体は、支持体の中に焼きばめされる鉄鋼製保持具によっては十分に頑丈に把持されることができないかもしれない。挿入シャンクの直径が、約２ｃｍよりも小さい場合、ツールのための十分な支持と頑丈さを提供できないかもしれず、ツールは、特に厳しい作業において壊れるかもしれず、および／または、鉄鋼製保持具は、余分に摩耗するかもしれない。支持体の長さが約４ｃｍよりも小さい場合、鉄鋼製保持具およびＰＣＤ先端部のための十分な支持体を提供することができず、鉄鋼製保持具および／またはＰＣＤ先端部が早くに壊れるかもしれない。
【００４６】
ここで開示されるピックツールにおいて、挿入シャンクおよび孔の体積、並びに、それらの間の接触面積は比較的に高くなっており、鉄鋼製保持具に挿入シャンクを焼きばめすることは、圧力ばめを超える利点を有することができる。圧力ばめで必要とされる力に比べて、著しく低い力が、比較的に大きい挿入シャンクを孔に焼きばめするために必要とされる。このことは、鉄鋼材料の弾性限界を実質的に超過することなく鉄鋼製保持具の孔の内側にしっかりと十分に挿入体が保持され得るという状況を有することができる。特定の理論には制限されないが、このことは、孔に隣接する鉄鋼製保持具の領域が、より小さな変形と、押圧力から生じるより小さな軸方向応力と、挿入シャンクと孔の表面との間のより小さな摩擦と、を受けることができるという状況を有することができる。挿入シャンクはまた、低減された残留応力要素を有することができ、このことは、使用中の破砕に対するより大きな耐性を生じさせ得る。トレードオフとして、焼きばめは、いくらかのより高度な設備および手順を必要とするかもしれない。
【００４７】
焼きばめは、挿入体を鉄鋼製保持具に接合するための蝋付けへの依存を軽減することを可能にする。このことは、蝋付けの結果としての先端部の熱的な劣化を低減することができるので、超硬質先端部が合成または天然ダイヤモンド、例えば多結晶ダイヤモンドを備える場合に特に有用で有り得る。ここで、蝋付けは、高い温度の使用を要求する（ダイヤモンド、特にＰＣＤ形態にあるものは、比較的に低い熱的な安定性を有し、かつ、高い温度でグラファイトに転移する傾向にある）。さらに、蝋付けは、特別な炉および特別な雰囲気の中で実行される必要があり、それらのことは、焼きばめにおいては必要とされない。
【００４８】
例示的なピックツールが提供される。以下の節は、開示されるピックツールのさらなる説明として示される。
【００４９】
（節１）
挿入体および挿入体のための鉄鋼製保持具を備えた超硬質ピックツール（簡潔にはピックツールとも称される）であって、挿入体は、超硬合金支持体に接合された超硬質先端部を備えており、超硬合金支持体は、挿入シャンクを有しており、鉄鋼製保持具は、ツールキャリアおよび鉄鋼製保持具の接続のためのシャフトを備えており、鉄鋼製保持具には、挿入シャンクを受け入れるよう構成された孔が設けられており、超硬合金支持体の体積は、少なくとも６ｃｍ３、少なくとも１０ｃｍ３、または少なくとも１５ｃｍ３となっている、ピックツール。
【００５０】
（節２）
挿入体および挿入体のための鉄鋼製保持具を備えたピックツールであって、挿入体は、超硬合金支持体に接合された超硬質先端部を備えており、超硬合金支持体は、挿入シャンクを有しており、鉄鋼製保持具は、ツールキャリアおよび鉄鋼製保持具の接続のためのシャフトを備えており、鉄鋼製保持具には、挿入シャンクを受け入れるよう構成された孔が設けられており、挿入シャンクの挿入部分が、孔に固定されており、挿入部分は、所定の軸方向長さおよび平均直径を有しており、前記軸方向長さは、平均直径以上となっている、ピックツール。
【００５１】
（節３）
前記挿入部分の軸方向長さが、少なくとも約４ｃｍとなっており、かつ、最大でも約８．５ｃｍとなっている、節２のピックツール。
【００５２】
（節４）
前記挿入部分の平均直径が、少なくとも約２ｃｍとなっており、かつ、最大でも約３．５ｃｍとなっている、節２または３のピックツール。
【００５３】
（節５）
挿入体および挿入体のための鉄鋼製保持具を備えたピックツールであって、挿入体は、超硬合金支持体に接合された超硬質先端部を備えており、超硬合金支持体は、挿入シャンクを有しており、鉄鋼製保持具は、ツールキャリアおよび鉄鋼製保持具の接続のためのシャフトを備えており、鉄鋼製保持具は、挿入シャンクを受け入れるよう構成された孔が設けられた挿入体受け入れ部材を備えており、挿入シャンクの挿入部分が、孔に固定されており、かつ、孔の表面領域に隣接しており、隣接した表面領域の大きさが、前記挿入部分の体積の大きさよりも大きくなっている、ピックツール。
【００５４】
（節６）
前記隣接した表面領域の大きさが、少なくとも約２０ｃｍ２であり、かつ、挿入部分の体積が、少なくとも約１５ｃｍ３である、節５のピックツール。
【００５５】
（節７）
挿入シャンクが、孔に焼きばめされている、節１乃至６のいずれか一節のピックツール。
【００５６】
（節８）
鉄鋼製保持具に取り付けられたピック挿入体を備えた超硬質ピックツール（ここでは、簡潔に単にピックツールとも称される）であって、ピック挿入体（ここでは、簡潔に単に挿入体とも称される）は、超硬合金支持体に当該支持体の端部で接合された超硬質先端部を備えており、支持体は、シャンク（ここでは、挿入シャンクとも称される）を備えており、鉄鋼製保持具は、挿入シャンクに適合するよう構成された孔を有しており、かつ、保持具をツールキャリアに取り付けるために構成されたシャフトを備えており、シャンクは、鉄鋼製保持具の孔に焼きばめされている、ピックツール。
【００５７】
（節９）
挿入シャンク（シャンク）が、少なくとも１５ｃｍ３の体積を有する、節１乃至８のいずれか一節のピックツール。
【００５８】
（節１０）
挿入シャンクの表面領域が、孔の対応する内側周囲（側方）表面領域に隣接し、当該表面領域が少なくとも２０ｃｍ２となっている、節１乃至９のいずれか一節のピックツール。
【００５９】
（節１１）
挿入シャンクが、少なくとも１．５ｃｍまたは少なくとも２ｃｍであって、かつ最大で４．０ｃｍまたは最大で３．５ｃｍの直径（または平均直径）を有する、節１乃至１０のいずれか一節のピックツール。
【００６０】
（節１２）
挿入シャンクおよび穴の長さが、各々少なくとも約４ｃｍとなっている、節１乃至１１のいずれか一節のピックツール。
【００６１】
（節１３）
超硬質先端部の体積に対する超硬合金支持体の体積の比が、少なくとも３０かつ最大で３００となっており、超硬質先端部の体積が、少なくとも２００ｍｍ３かつ最大で５００ｍｍ３となっている、節１乃至１２のいずれか一節のピックツール。
【００６２】
（節１４）
超硬質構造部の体積が、少なくとも０．２ｃｍ３となっている、節１乃至１３のいずれか一節のピックツール。
【００６３】
（節１５）
挿入シャンクの少なくとも一部分が、実質的に円筒状の形状となっている、節１乃至１４のいずれか一節のピックツール。
【００６４】
（節１６）
前記孔が、その直径に少なくとも等しい長さを有している、節１乃至１５のいずれか一節のピックツール。
【００６５】
（節１７）
挿入シャンクと孔との間の干渉が、挿入シャンクの直径の少なくとも約０．００２％となっており、かつ、挿入シャンクの直径の最大で０．３％となっている、節１乃至１６のいずれか一節のピックツール。
【００６６】
（節１８）
孔に隣接する鉄鋼製保持具の領域が、少なくとも約３００ＭＰａかつ最大で約５００ＭＰａの円周方向の（またはループ状の）静的な引張応力の状態にある、節１乃至１７のいずれか一節のピックツール。
【００６７】
（節１９）
挿入シャンクの直径が、その全長に沿って約５ｍｍよりも小さい範囲で変化する、または、直径は、その全長に沿って実質的に不変である、節１乃至１８のいずれか一節のピックツール。
【００６８】
（節２０）
挿入シャンクの一部分が、鉄鋼製保持具の孔によって、（挿入シャフトの長さに沿った軸方向位置の所定の範囲で）部分的にのみ囲まれている、節１乃至１９のいずれか一節のピックツール。
【００６９】
（節２１）
鉄鋼製保持具は、超硬合金支持体の端部を支持するための底部を有し、孔が、底部を貫通してまたは底部に隣接して設けられた通路または穴を介して鉄鋼製保持具の外側に連通することができる、節１乃至２０のいずれか一節のピックツール。
【００７０】
（節２２）
孔が、保持具を通って延び、一対の開放端を有する貫通孔を提供している、節１乃至２１のいずれか一節のピックツール。
【００７１】
（節２３）
孔が、実質的に一端で閉じている、節１乃至２１のいずれか一節のピックツール。
【００７２】
（節２４）
超硬合金支持体の一部分が、鉄鋼製保持具から突出し、かつ、孔の開口部を越えて延びている、節１乃至２３のいずれか一節のピックツール。
【００７３】
（節２５）
超硬合金支持体の突出する部分の直径が、突出する部分の全長に沿って、当該突出する部分が突出している孔の開口部の直径よりも最大で５％大きくなっている、節２４のピックツール。
【００７４】
（節２６）
突出する部分の少なくとも一部を覆うまたは囲うカラー部を備える、節２４のピックツール。
【００７５】
（節２７）
挿入シャンクは、少なくとも約１５ｍｍ、少なくとも約２０ｍｍ、少なくとも約２５ｍｍ、または少なくとも約３０ｍｍの直径を有する、節１乃至２６のいずれか一節のピックツール（いくつかの形態において、挿入シャンクは、最大で約２０ｍｍ、最大で約２５ｍｍ、最大で約３０ｍｍ、最大で約３５ｍｍ、または最大で約４０ｍｍの直径を有していてもよい）。
【００７６】
（節２８）
超硬質先端部が、天然または合成ダイヤモンド、またはｃＢＮ材料を備える、節１乃至２７のいずれか一節のピックツール。
【００７７】
（節２９）
超硬質先端部が、超硬合金基材に結合された多結晶ダイヤモンド構造部を備える、節１乃至２８のいずれか一節のピックツール。
【００７８】
（節３０）
超硬質先端部は、ＳｉＣ材料を備える母材の中に分散されたダイヤモンド粒を備える、または、超硬合金材料を備える母材の中に分散されたダイヤモンド粒を備える、節１乃至２９のいずれか一節のピックツール。
【００７９】
（節３１）
超硬合金支持体は、少なくとも８ＭＰａ・ｍ１／２かつ最大で１７ＭＰａ・ｍ１／２の破壊靱性を有する超硬合金材料を備える、節１乃至３０のいずれか一節のピックツール。
【００８０】
（節３２）
超硬合金支持体は、最大で約１３重量％かつ少なくとも約１重量％の金属バインダー材料を備える超硬合金材料を備える、節１乃至３１のいずれか一節のピックツール。
【００８１】
（節３３）
支持体は、超硬質材料を備える（例えば、支持体は、超硬合金母材の中に分散されたダイヤモンドまたはｃＢＮの粒を備えていてもよい）、節１乃至３２のいずれか一節のピックツール。
【００８２】
（節３４）
舗装道路または道路の分解のため、または、石炭または炭酸カリウムの採掘のための、節１乃至３３のいずれか一節のピックツール。
【００８３】
（節３５）
ツールキャリアが、超硬質ピックツールを駆動するためのドラムなどの駆動装置の構成要素に溶接されている、または溶接可能となっている、節１乃至３４のいずれか一節のピックツール。
【００８４】
（節３６）
ツールキャリアが、駆動装置または駆動可能な装置を備えている、または、駆動装置または駆動可能な装置に接続可能となっている、節１乃至３５のいずれか一節のピックツール。
【００８５】
（節３７）
節１乃至３６のいずれか一節のピックツールを作製する方法であって、
当該方法は、
挿入体および挿入体のための鉄鋼製保持具を提供する工程であって、挿入体が、挿入シャンクを有する超硬合金支持体に接合された超硬質先端部を備え、鉄鋼製保持具が、ツールキャリアおよび鉄鋼製保持具の接続のためのシャフトを備え、鉄鋼製保持具には、挿入シャンクを受け入れるための孔が設けられており、挿入シャンクが、少なくとも６ｃｍ３、少なくとも約１０ｃｍ３または少なくとも約１５ｃｍ３の体積を有する、工程と、
挿入シャンクを鉄鋼製保持具の孔に焼きばめする工程と、を含む、方法。
【００８６】
（節３８）
挿入シャフトを孔に焼きばめした後、孔に隣接する鉄鋼製保持具の内側の一領域が、少なくとも約３００ＭＰａかつ最大で約５００ＭＰａの円周方向の（またはループ状の）静的な引張応力の状態にあるよう、または、鉄鋼製保持具を構成する鉄鋼材料の弾性限界よりも実質的に下であるよう、挿入シャフトと孔との間での干渉を選択する工程を含む、節３７の方法。
【００８７】
以下に、ピックツールの非限定的な例が、さらに詳細に説明される。
【００８８】
コバルト系炭化タングステン超硬合金（Ｃｏ−ＷＣ）基材に一体的に取り付けられたＰＣＤを備える、図８に示されるような超硬質先端部が、支持体に蝋付けされた。ＰＣＤ構造部は、約３８２ｍｍ３の体積を有していた。支持体は、約１３重量％のコバルトを備えるＣｏ−ＷＣから形成されており、かつ、約１６．３ＭＰａ・ｍ１／２の破壊靱性および約２，２００ＭＰａの横方向破砕強度（ＴＲＳ）を有している。その他の例において、支持体は、約８重量％のコバルトを備えるＣｏ−ＷＣから形成されており、かつ、約１４．６ＭＰａ・ｍ１／２の破壊靱性および約２，８００ＭＰａの横方向破砕強度（ＴＲＳ）を有している。実質的に円筒形の挿入シャンクおよび切頭円錐形の端部分を備えており、切頭円錐形の端部分には、ＰＣＤ先端部が蝋付けされていた。挿入シャンクは、約０．０４μＲａから約０．５μＲａの範囲内の表面仕上がりを有していた。挿入シャンクの直径は、２．５ｃｍであり、またその長さは６．７ｃｍであった。
【００８９】
鉄鋼の４２Ｃｒ−Ｍｏ４グレードから形成され、孔を有する挿入受け入れ部材を備える鉄鋼製保持具が提供された。孔の直径は約２．５ｃｍであり、その長さは約６．７ｃｍであった。環状の底部が、孔の底側端部に設けられていた。鉄鋼製保持具の挿入受け入れ部材を空気中で約摂氏３５０度まで加熱し、加熱された保持具の孔にシャンクを挿入し、挿入受け入れ部材が挿入シャンク上で縮むことを可能にし、これによって、挿入シャンクを圧縮状態で保持することによって、挿入シャンクが鉄鋼製保持具の孔に焼きばめされた。挿入シャンクは、挿入された端部が底部に隣接するよう完全に孔に挿入された。挿入シャンクの挿入部分の体積は、約３３ｃｍ２であり、挿入シャンクと孔の周囲内部壁との間の界面の面積は約５３ｃｍ２であった。挿入シャンクと孔との間の干渉は、約０．０２ｍｍであり、孔に隣接する鉄鋼製保持具の領域におけるループ状静的な引張応力は、約３００ＭＰａから約５００ＭＰａの範囲内になることが推定されていた。
【００９０】
本例によるピックツールは、道路補修作業においてテストされてきた。この場合、ピックツールは、ドラムに取り付けられ、そして、道路のアスファルトを分解するよう用いられた。少なくとも２０ｋｍの道路を分解した後、ピックツールは、まだ動作可能な状態にあった。
【００９１】
ピックツール、並びに、組み立ておよびピックツールを接続するための方法の、様々な形態例が説明されてきた。当業者は、本発明の思想および範囲から逸脱することなく、それらの例に対する変形および修正がなされ得ることを理解するであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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