超硬刀頭、其制造方法和包含其的工具技術

用于回轉式機械工具的刀尖（20），包含借助于設置在該超硬結構（12）和該燒結碳化物基材之間的至少一個中間層（161，162，163）連接到燒結碳化物基材（14）的超硬結構（12），該中間層（161、162、163）包含超硬材料的晶粒和分散在金屬粘結劑材料中的金屬碳化物材料的晶粒。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】超硬刀頭、其制造方法和包含其的工具
技術介紹
本專利技術的實施方案總的涉及用于回轉式機械工具、更特別但非排它地用于麻花鉆或立銑刀的超硬刀尖；涉及其制造方法和包含其的工具。超硬材料的實例是聚晶金剛石(P⑶)材料和聚晶立方氮化硼(PCBN)材料。P⑶材料包含大量基本共生的金剛石晶粒，PCBN材料在含有金屬和/或陶瓷材料的基質中包含立方氮化硼(cBN)顆粒。P⑶和PCBN可以通過分別對金剛石晶粒或cBN晶粒的聚集塊體施以至少約5. 5GPa的超高壓和至少約1，250攝氏度的溫度而制成。美國專利號US 4，762，445公開了ー種特別適于直徑大于約3. 17毫米的具有螺旋 出屑槽的麻花鉆的復合燒結麻花鉆。可包含金剛石的最硬材料以窄脈紋(vein)形式位于前緣并橫穿鉆頭的中線。需要提供用于回轉式機械工具的替代性超硬刀尖。專利技術概述從第一方面考慮，可以提供用于回轉式機械工具，例如用于麻花鉆或立銑刀的超硬刀尖(或簡稱“刀尖”)，包含借助于設置在超硬結構與燒結碳化物基材之間的至少ー個中間層連接到燒結碳化物基材的超硬結構，該中間層包含超硬材料例如合成或天然金剛石或立方氮化硼(cBN)的晶粒，以及分散在金屬粘結劑材料中的金屬碳化物材料的晶粒。從第二方面考慮，可以提供用于回轉式機械工具的刀尖(或“超硬刀尖”)的坯料本體(blank body)(也稱為超硬坯料本體)，所述坯料本體包含借助于設置在超硬結構與燒結碳化物基材之間的至少ー個中間層連接到燒結碳化物基材的超硬結構，該中間層包含超硬材料例如合成或天然金剛石或立方氮化硼(cBN)的晶粒，以及分散在金屬粘結劑材料中的金屬碳化物材料的晶粒。從第三方面考慮，可以提供包含刀尖(或“超硬刀尖”)的回轉式機械工具，所述刀尖包含借助于設置在超硬結構與燒結碳化物基材之間的中間層連接到燒結碳化物基材的超硬結構，該中間層包含超硬材料例如合成或天然金剛石或立方氮化硼(cBN)的晶粒，以及分散在金屬粘結劑材料中的金屬碳化物材料的晶粒。從第四方面考慮，可以提供制造前述權利要求任一項所述的刀尖的方法，所述方法包括提供坯料本體，所述坯料本體包含借助于設置在超硬結構與燒結碳化物基材之間的中間層連接到燒結碳化物基材的超硬結構，該中間層包含超硬材料的晶粒和金屬碳化物材料的晶粒；和從該坯料本體中除去材料以形成刃ロ。從第五方面考慮，可以提供使用包含刀尖(或“超硬”)的回轉式機械工具特別但非排它地通過鉆孔或銑削本體的方法，該本體包含鈦(Ti)和/或碳纖維增強聚合物(CFRP)材料，所述刀尖包含借助于設置在超硬結構與燒結碳化物基材之間的中間層連接到燒結碳化物基材的PCD結構，該中間層包含超硬材料例如合成或天然金剛石或立方氮化硼(cBN)的晶粒，以及分散在金屬粘結劑材料中的金屬碳化物材料的晶粒。從第六方面考慮，可以提供用于機加工本體的球頭立銑刀的刀尖，該本體特別但非排它地包含鑄鐵、灰鑄鐵和高強度鐵、硬化工具鋼或超級合金材料，例如Cr-N i超級合金材料，所述刀尖包含借助于設置在超硬結構與燒結碳化物基材之間的中間層連接到燒結碳化物基材的PCBN結構，該中間層包含超硬材料，例如合成或天然金剛石或立方氮化硼(cBN)的晶粒，以及分散在金屬粘結劑材料中的金屬碳化物材料的晶粒。附圖概述現在參考附圖描述刀尖、用于刀尖的坯料本體和工具的非限制性布置，其中，圖I顯示了示例性坯料本體的示意性透視圖。圖2A顯示了示例性還料本體的示意性透視圖。圖2B顯示了示例性還料本體的示意性橫截面圖。 圖3顯示了示例性坯料本體的示意性橫截面圖。圖4顯示了示例性坯料本體的示意性橫截面圖。圖5顯示了示例性坯料本體的示意性橫截面圖。圖6顯示了用于麻花鉆的示例性刀尖的示意性透視圖。圖7顯示了示例性麻花鉆的示意性透視圖。圖8A顯示了示例性麻花鉆的末端部分的示意性側視圖。圖8B顯示了從末端觀察的圖8A所示麻花鉆的示意性俯視圖。在所有附圖中相同的附圖標記指代相同的一般特征。專利技術詳述下面簡要解釋本文中所用的某些術語。本文中使用的“超硬”或超級硬材料具有至少25GPa的維氏硬度。合成和天然金剛石、聚晶金剛石(P⑶)、立方氮化硼(cBN)和聚晶cBN (PCBN)材料是超硬材料的實例。合成金剛石，也稱為人造金剛石，是已經制得的金剛石材料。聚晶超硬結構包含超硬晶粒的燒結塊體，其相當大一部分可以直接或粘附地(coherently)粘結到相鄰晶粒。P⑶結構包含P⑶材料或基本由P⑶材料組成，PCBN結構包含PCBN材料或基本由PCBN材料組成。聚晶金剛石(PCT)材料包含大量金剛石晶粒(大量金剛石晶粒的聚集),其相當大一部分直接相互粘結，其中金剛石的含量為該材料的至少約80體積％。金剛石晶粒之間的間隙可以至少部分用粘合劑材料填充，所述粘合劑材料包含用于合成金剛石的催化劑材料，或所述間隙基本上可以是空的。用于合成金剛石的催化劑材料能夠在合成或天然金剛石熱力學穩定的溫度和壓カ下促進合成金剛石晶粒的生長和/或合成或天然金剛石晶粒的直接共生。用于金剛石的催化劑材料的實例是Fe、Ni、Co和Mn以及包括這些元素的某些合金。包含PCD材料的超硬結構可以包含至少ー個區域，在該區域中從間隙中除去催化劑材料，留下金剛石晶粒之間的間隙空間。具有至少ー個其中用于金剛石的催化劑材料已耗盡或其中催化劑材料處于作為催化劑的活性相對較低的形式的顯著區域的PCD結構可以描述為熱穩定的PCD。PCBN材料包含分散在含有金屬或陶瓷材料的基質中的立方氮化硼(cBN)晶粒。例如，PCBN材料可以包含至少約60體積％的分散在粘合劑基質材料中的cBN晶粒，所述基質材料包含含Ti化合物，例如碳氮化鈦，和/或含Al化合物，例如氮化鋁，和/或含金屬諸如Co和/或W的化合物。一些種類(或“等級”)的PCBN材料可包含至少約80體積％或甚至至少約至少約85體積％的cBN晶粒。 機械工具是動カ機械裝置，可用于通過機加工制造包含材料如金屬、復合材料、木材或聚合物的部件。機加工是從本體(可稱為エ件)選擇性去除材料。回轉式機械工具包含切削元件，例如鉆頭，其在使用時繞其自身軸旋轉。鑲刃工具或插入件(insert)是其中刃ロ由刀具刀尖構成的工具，所述刀具刀尖由與該工具或插入件的其余部分不同的材料組成，該刀尖通常被釬焊或夾持到工具本體上。可以通過處理坯料本體以將其成型為用于刀尖的結構來制得用于機械工具的刀尖。機械工具的前刀面是當該工具用于從本體除去材料時碎屑在其上流過的表面，前刀面引導新生成的碎屑的流動。碎屑是通過使用中的機械エ具從エ件的工作表面除去的エ件的部分。刀尖的刃ロ是_在進行本體的切削的前刀面的邊緣。麻花鉆是用于借助于旋轉剪切切削運動在エ件，特別是包含金屬、木材和塑料的エ件上鉆孔的帶有出屑槽的鑲刃鉆具。麻花鉆通常可以描述為具有ー個或多個切削面或切削刃以及ー個或多個螺旋形或直線形出屑槽(用于從鉆取的孔中輸送碎屑)的旋轉末端切削工具。“出屑槽”是當使用中的工具旋轉時用于輸送碎屑離開刃ロ的回轉式機械工具的凹進部分。其它回轉式機械工具，如絲錐立銑刀、球頭立銑刀和直立銑刀(也稱為槽鉆)可以具有多至六個或更多個刃口和出屑槽。出屑槽可具有橫截面呈整體半圓形的溝槽形式。雖然某些鉆頭含有平行于該工具的軸線延伸的直出屑槽，但大多數麻花鉆包含受制于設計考慮本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：C·R·瓊克，R·弗雷斯，M·卡松地，J·J·巴里，
申請(專利權)人：六號元素磨料股份有限公司，六號元素有限公司，
類型：
國別省市：