工具制造技术

本发明专利技术涉及用于机械加工材料的工具，具有基体(4；34)和一个或多个切削刀(6；38)。基体(4；34)由低合金钢制成。基座(17；39)焊接在基体(4；34)上。切削刃(8；41)由硬质金属制成。硬质金属包含按体积计至少82％的碳化钨和由钴‑镍基合金制成的金属粘结剂。硬质金属的硬度大于1350 HV10。基座(17；39)由烧结的复合材料制成。复合材料的按体积计40％至60％由金属碳化物和金属粘结剂组成。金属粘结剂的按体积计至少95％由镍制成。复合材料的硬度小于800 HV10。

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】工具
本专利技术涉及一种用于机械加工材料的工具、尤其是带有烧结的硬质合金头的凿钻机和带有由烧结的硬质金属制成的焊接的切削刀的转动锯片。工具尤其适合于加工钢加强的矿物建筑材料。
技术介绍
由烧结的硬质金属制成的切削刀有非常大的硬度，其对于加工耐磨且硬的矿物建筑材料来说是必须的。但是切削刀只可高成本地与由钢制成的支架连接。例如支架设有用于形状配合地容纳切削刀的凹口。US2010/0003093描述了一种带有由烧结的硬质金属制成的钻头的钻机。说明性的示例描述了具有由碳化钨制成的硬质材料和由钴和镍制成的粘结剂的组合物。尖端只由重量比为85:15的碳化钨和钴制成。在相应地减少碳化钨和钴的比例的情况下，镍含量逐渐从在峰值处的零提高到整个材料组合物重量的8％。碳化钨和钴的质量比在钻头的整个高度上是恒定的。钻头具有90.3HRa(约1400HV10)的硬度且在基座处具有87.7HRa(约1100HV10)的硬度。固定的质量，如借助于相图解释的那样，被认为对于制造在尖端处硬的钻头和在基座处较软的钻头是有利的。较软的基座有利于连接到由钢制成的柄部。基座相比于常见的钢仍是硬的。通过焊接直接连接导致高的应力。
技术实现思路
根据本专利技术的用于机械加工材料的工具具有基体和一个或多个切削刀。基体由低合金钢制成。低合金钢具有高达按重量计5％的用于调质的添加物，最常用的添加物为镍、铬、钼、锰、硅和钨。所述切削刀具有至少一个切削刃和基座。基座焊接到所述基体。所述切削刃由硬质金属制成。所述硬质金属包含按体积计至少82％的碳化钨和由钴-镍基合金制成的金属粘结剂。硬质金的硬度大于1300HV10。基座由烧结的复合材料制成。所述复合材料按体积计40％(按重量计54％)至60％(按重量计72％)由金属碳化物和金属粘结剂组成。粘结剂具有按体积计55％至40％的比例。所述金属粘结剂按体积计至少95％由镍制成。所述复合材料的硬度小于800HV10。所述复合材料的金属碳化物能够优选主要由碳化钨形成、更优选地由碳化钨组成。所述硬质金属的硬度能够优选小于1600HV10。在工作区域和所述基座中的粘结剂的不同的组成引起所述金属粘结剂的迁移减小。这是有利的，以用于避免在两个区域之间的硬度平衡。此外在这种材料选择的情况下，也无法在烧结期间得到在机械方面非常不同的区域的不同的收缩特性。由此能够不仅避免了内部的机械应力，而且能够通过烧结方法制造较复杂的几何结构。根据HV10类型的维氏硬度的硬度能够按照标准DINENISO6507-1(2006年3月)的规定测量。该标准简化地规定了以下测量设置。金字塔形的压头在尖端处具有136度的角度。压头以约98牛的力压入到表面中。作用持续时间处于在10秒和30秒之间的范围中。测试力与压痕的表面积的商是硬度值。附图说明下文的描述借助于示范性的实施方式和图解释本专利技术。在图中:图1显示了钻机，图2显示了钻头的示意图，图3显示了切削刀的显微照片，图4显示了切削刀的显微照片，图5显示了硬度的分布图，图6显示了切削刀的显微照片，图7显示了钻头，以及图8显示了锯片。只要未另外地说明，相同的或功能相同的元件在图中通过相同的参考标号标明。具体实施方式图1示意性地简化地显示了用于加工岩石或矿物建筑材料的示例性的麻花钻1。麻花钻1沿着钻轴线2相继地具有钻头3、由例如螺旋形的螺旋部形成的承载基体4和套管5。图2放大地以部分剖面显示了钻头3。示出的麻花钻1设计成用于加工配筋岩石(armiertemGestein)，尤其用于叠加了转动运动的凿动作。钻头3具有三至六个、例如四个整体连续的切削刀6。切削刀6分别具有在冲击方向7上指向的切削刃8。切削刃8分别形成为在钻机1的转动方向上的前缘面9和后缘面10的交叉线，该前缘面和后缘面均在冲击方向7上指向且相对于钻轴线2倾斜至少60度。切削刃8在其形状方面设计成，粉碎岩石且如有可能刮掉配筋。切削刃8基本上在径向方向上延伸、例如从钻头3的尖端11开始延伸至钻头3的边缘，在该边缘处切削刃8优选相对于尖端11在冲击方向7上缩回。切削刃8相对于轴线2的倾斜能够在径向方向上为恒定的或在尖端11的区域中小于在边缘处。尤其是，切削刃8能够在边缘处垂直于钻轴线2延伸。在钻头3的边缘处破裂刃12联接到在冲击方向7上指向的切削刃8，该破裂刃12平行于轴线2。破裂刃12优选径向伸出超过螺旋部。钻头3在其圆周处设有平行于钻轴线2延伸的卸料槽13，钻屑能够沿着该卸料槽从钻孔运走。卸料槽13在周向14上布置在切削刃8之间。示出的钻头3具有两对不同构造的切削刃，其中形成尖端11的切削刃称为主切削刃而另一对称为副切削刃。钻头3还能够具有两个切削刃来代替四个切削刃，例如只具有主切削刃，或具有三个或多于四个切削刃。钻头3具有背离尖端11的底侧15，该底侧例如是平坦的。在一种实施方式中底侧15能够朝向尖端11成拱形。钻头3利用底侧15焊接在螺旋部4处。带有例如四个切削刀6的钻头3是由两个不同材料制成的连续烧结的主体。钻头3沿着轴线2划分为带有切削刃8的上部(工作)区域16和带有底侧15的下部基座17，该上部(工作)区域和该下部基座在其材料组成方面是不同的。工作区域16和基座17相互接触且通过烧结过程材料配合地相互连接。工作区域16由烧结的硬质金属制成。基座17由烧结的复合材料制成。工作区域16的高度18例如在2mm和5mm之间。基座17的高度19优选在钻头3的总高度20的10％和50％之间的范围中。基座17的直径21优选稍微小于工作区域16中的直径。底侧15由基座17形成。示例性示出的基座17具有平坦的上侧22，在钻头3的底侧成拱形的情况下基座17的上侧以相同方式成拱形。切削刃8由烧结的硬质金属制成，该硬质金属由碳化钨和金属粘结剂组成。其它材料能够例如作为杂质以按体积计总体小于2％的微量存在。碳化钨是硬质金属的主要组成部分，且具有按体积计至少82％的体积比例。仅高的碳化钨含量实现对于切削刃8必要的硬度。此外其它的碳化物证实为对于切削刃8是不合适的。碳化钨作为中等颗粒(介质)存在，具有在1.3μm至2.5μm的范围中的平均WC颗粒尺寸，其嵌入在金属粘结剂材料中。金属粘结剂是钴基合金，其具有按体积计至少40％、例如大于80％的钴比例。金属粘结剂或优选为钴-镍基合金，其包含钴和镍作为主要组成。钴和镍在粘合剂中共同具有按体积计至少80％、优选至少85％的比例。除了钴、镍和来自碳化钨的松散钨和碳之外，粘合剂还能够包含钼和/或铬。不仅镍而且钴分别至少具有粘结剂的按体积计20％的比例，也就是说镍与钴的化学计量比优选在2:3至3:2之间的范围中。基座17由烧结的复合材料形成，该复合材料由碳化钨和金属粘结剂形成。碳化钨作为嵌入的颗粒存在。复合材料的碳化钨的体积比例高于按体积计40％、例如优选大于45％、尤其大于50％，且低于60％。复合材料的金属粘结剂基本上只包含镍。粘合剂优选只具有低比例的杂质，例如小于按体积计5％。粘合剂具有复合材料的按体积计大于40％且小于60％的比例。复合材料的硬度小于800HV10。硬度主要通过金属粘结剂的比例得到。在较小程度上，硬度还能够通过颗粒的尺寸改变。由切削刃8和基座17制成的钻头3在一个共同的烧结过程中制造。在切削刃8和基座17之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机械加工材料的工具，具有:由低合金钢制成的基体(4；34)，和一个或多个烧结的切削刀(6；38)，所述切削刀具有至少一个切削刃(8；41)和基座(17；39)，且其基座(17；39)焊接在所述基体(4；34)上，其中所述切削刃(8；41)由硬质金属制成，所述硬质金属包含按体积计至少82％的碳化钨和由钴‑镍基合金或钴基合金制成的金属粘结剂，其中所述硬质金属的硬度大于1300HV10，并且其中所述基座(17；39)由复合材料制成，所述复合材料由按体积计40％至60％的金属碳化物和金属粘结剂组成，其中所述金属粘结剂由按体积计至少95％的镍制成且其中所述复合材料的硬度小于800HV10。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.02 EP 17150053.11.一种用于机械加工材料的工具，具有:由低合金钢制成的基体(4；34)，和一个或多个烧结的切削刀(6；38)，所述切削刀具有至少一个切削刃(8；41)和基座(17；39)，且其基座(17；39)焊接在所述基体(4；34)上，其中所述切削刃(8；41)由硬质金属制成，所述硬质金属包含按体积计至少82％的碳化钨和由钴-镍基合金或钴基合金制成的金属粘结剂，其中所述硬质金属的硬度大于1300HV10，并且其中所述基座(17；39)由复合材料制成，所述复合材料由按体积计40％至60％的金属碳化物和金属粘结剂组成，其中所述金属粘结剂由按体积计至少95％的镍制成且其中所述复合材料的硬度小于800HV10。2.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述复合材料的硬度大于500HV10。3.根据权利要求1或2所述的工具，其特征在于，所述硬质金属的硬度小于1600HV10。4.根据前述权利要求中任一项所述的工具，其特征在于，钴和镍占所述硬质金属的钴-镍基合金的按体积计至少80％。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·莫梅尼，S·默泽莱，A·格拉塞尔，R·哈莱因，C·吉尔迈耶，WD·舒伯特，H·丹宁格，A·穆勒格伦茨，R·优赛尔丁格，
申请(专利权)人：喜利得股份公司，
类型：发明
国别省市：列支敦士登,LI