ベルトクリーナーに超硬を適用する方法

1. 超硬チップ適用の基本コンセプト

超硬チップは超硬(ちょうこう)とは超硬合金(cemented carbide) のことでタングステンカーバイド(WC) などの硬い炭化物粉末を、コバルト(Co) などの金属を結合材(バインダー)として焼き固めたものです。

非常に硬い

  • 焼入れ鋼よりも硬い
  • モース硬度で ダイヤモンドに次ぐレベル

摩耗に強い

  • 砂・鉱石・石炭などの擦れ・衝突に強い
  • 摩耗に強く長寿命

高温でも硬さを維持

  • 高速加工・高荷重条件でも性能低下しにくい

衝撃には弱い

  • 硬いが脆い
  • 強い衝撃や曲げには割れや欠けが起きやすい。
  • 衝撃を緩和する構造で解決できる。
  • 大型や複雑な形状は金型が高価となり採算が取りにくい

超硬が使われる代表例

  • 切削工具(旋盤バイト、エンドミル、ドリル)
  • 採掘・破砕用ビット
  • 摩耗部品(ノズル、ロール)
  • ベルトクリーナーのチップ(鉱石・石炭用途)

代表的な構造

超硬チップをポリウレタンなどの樹脂と組み合わせて使用すると超硬に硬い材料が衝突した際にポリウレタンが瞬時に撓んで衝撃を吸収するので、超硬チップが歩損しにくくなります。

超硬チップは形状が小さいほど安くなりますのでコストを低く抑えることができます。

超硬チップは隣同士に隙間が生じないように配列すれば筋条の模様は形成されますが掻き取り残しは最小限に抑えることができます。

超硬チップは小型軽量(幅15mm、厚み3mm)ですのでポリプロピレンウレタンバーにネジで簡単に取付けできます。

超硬に固形物が衝突した際にウレタババー(ポリウレタン)が瞬時に撓んで衝撃を吸収するので超硬の割れや欠けは生じない。

主な物性値

ベルトクリーナーに適用する超硬の幅は15mmが選択肢の一つです。

物性値例(あくまでも参考値です)

wc粒度μm       2.5~5.0

CO量%         10~13

硬度HV        1200~1400

ヤング率GPa 540~570

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