切削刀片和切削刀具制造技术

提供了一种能长时间保持切削性能的切削刀片和切削刀具。所述切削刀片具有由陶瓷制成的切削刃，并包括彼此一体形成的刀片座和切削刃，其中所述刀片座具有大于切削刃所具有的第二热膨胀系数的第一热膨胀系数；以及所述第一系数与所述第二系数之差大于０ｐｐｍ且不大于３ｐｐｍ。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种切削刀片和切削刀具，更具体而言是涉及一种能长时间保持切削 性能的切削刀片和装配有该切削刀片的切削刀具。
技术介绍
专利文献1公开了一种具有切削刃部分以及由Al2O3微粒材料制成的其它部分的 Al2O3-SiC晶须切削刀具，所述切削刃部分具有大于等于2mm且小于等于4mm的厚度并由 Al2O3-SiC晶须材料制成，以此提供SiC加固的Al2O3晶须切削刀具，该切削刀具具有足以切 削例如灰口铁和球墨铸铁的含铁材料的成本性能比，并包含减少量的昂贵SiC晶须，。(参 见专利文献1的第段、权利要求1和图1)。专利文献1总体上公开了所形成的切削刃中包含的SiC晶须的量按体积为7% 40%，而实施示例中采用的是按体积25%或32%的SiC晶须，且采用仅这些量的SiC晶 须才被证实是有利的。(参见专利文献1的第W009]段、第W015]段、第W019]段和第段)。专利文献1中没有指出具有包括按体积25%到32%，例如7% 25%的量，的范 围以外的量的SiC晶须的切削刃的切削刀具能够具有足以切削例如灰口铁和球墨铸铁的 含铁材料的成本性能比。一般而言，切削刀具的切削刃的特性主要取决于切削刃中包含的 成分的量；切削刃的特性被认为是随量的多少而急剧变化。专利文献2公开了一种由陶瓷烧结体制成的切削刀具，该陶瓷烧结体具有分层结 构，其包括刀片座和层叠在刀片座表面的至少部分上的外层，其中，外层表面的至少部分被 用作切削刀具的侧面，且外层的热膨胀系数小于刀片座的热膨胀系数(参见专利文献2的 权利要求1和图3)。专利文献2讲到“刀片座的热膨胀系数与外层的热膨胀系数之差应优选为 0. 1\10-6 3.0\10_6/1(，该差值为251 100°C温度下的平均值。当差值小于0. 1 X IO"6/ K时，足以形成抗裂性优良的切削刀具的残余压应力可不发生。”(参见专利文献2的第段)。下面将参考此文献的实施示例。试验示例1-11中，切削刃由Si3N4-Yb2O3-Al2O3和 Si3N4-Yb2O3-Al2O3-WC制成，且刀片座的热膨胀系数与作为切削刃的外层的热膨胀系数之差 为0. 3 3. 3ppm。试验示例14中，切削刃由Al2O3-SiC制成，且外层，即切削刃的热膨胀系 数与刀片座的热膨胀系数之差为2ppm。(参见专利文献2的表1)。试验示例14中所使用 的SiC为细粒形式的粉。专利文献2讲授了可通过一种方法来制造切削刀具，该方法包括通过多级加压、 层压法、热压等等以预定形状将粉末状原料压制成模制品；通过气压烧结、热等静压烧结或 热压烧结来烧结模制品以制备烧结体；以及将获得的烧结体加工成预定形状(参见专利文 献2的第段)。现在参考此文献的实施示例。实施示例中，通过“将用于刀片座的粉末混合物和用于外层的粉末混合物依此顺序加入模子内，并利用单轴压力机通过多级加压或层压将混 合物压制成模制品”来制造切削刀具；“通过冷等静压增加获得的模制品的密度”以制备最 终的模制品；以及以预定形状将最终的模制品加工成成品。(参见专利文献2的第W028] 段、第W029]段、第W030]段和第W031]段)。如理解的，实施示例证实通过多级加压和 冷等静压来制造专利文献2中公开的专利技术申明已经实现的抗裂性和耐磨性很好的切削刀 具。然而，从专利文献2的公开所不清楚的是，通过片材层压法和气压烧结制造的切削刀具 的抗裂性和耐磨性是否很好。另外，专利文献2中公开的专利技术涉及由不包括晶须的陶瓷制成的切削刀片。专利 文献2对制造包括晶须的陶瓷的方法只字未提，且难以利用让陶瓷中产生残余应力的技术 来烧结晶须。近年来，对于切削刀具已经期望诸如抗热冲击性、耐磨性和抗裂性等性质的改良。 一般而言，耐磨性趋向于随着切削刃中包含的晶须量的增加而减弱。因此，已经期望获得在 切削刃中的晶须量减少时不会减弱耐磨性的切削刀片以及装配有此类切削刀片的切削刀 具，且这些切削刀片的抗裂性和进一步诸如抗热冲击性的其它特性都很好。现有技术文献专利文献1 JP Hll (1999)-10409A专利文献2 JP 2003-231005A
技术实现思路
本专利技术要解决的问题本专利技术的目的是提供一种切削刀片和切削刀具，所述切削刀片的耐磨性、抗裂性 和抗热冲击性都很好，而且能长时间保持切削性能。本专利技术目的还在于提供一种包括减少 量的晶须的切削刀片。本专利技术的另一目的是提供一种装配有上述切削刀片的切削刀具。解决问题的手段解决上述问题的手段是(1) 一种切削刀片，包括刀片座以及由包含晶须的陶瓷制成的切削刃，刀片座和切 削刃彼此一体形成，其中刀片座具有大于切削刃所具有的第二热膨胀系数的第一热膨胀系 数；以及第一系数与第二系数之差大于Oppm且不大于3ppm。手段(1)的优选实施例为(2)根据手段(1)所述的切削刀片，其中切削刃具有主要由氧化铝制成的基质，晶 须由碳化硅制成，且切削刃的表面内存在大于OMPa且不大于200MPa的残余应力。(3)根据手段⑴或(2)所述的切削刀片，其中刀片座由具有多个相的复合材料制 成。(4)根据手段(1)至(3)中任一手段所述的切削刀片，其中刀片座由金属陶瓷制 成。(5)根据手段(1)至(3)中任一手段所述的切削刀片，其中刀片座由包括碳化硅粒 子的陶瓷制成，这些碳化硅粒子具有1 μ m 5 μ m的平均粒径。(6)根据手段(1)至(5)中任一手段所述的切削刀片，其中切削刃的厚度Wl与刀片座的厚度W2之比W1/W2大于0. 1且不大于0. 7。(7)根据手段(1)至(6)中任一手段所述的切削刀片，其中切削刃与刀片座通过热 压烧结或通过利用钎料的钎焊一体形成。上述手段还提供(8) 一种装配有根据手段⑴至(7)中任一手段所述的切削刀片的切削刀具。本专利技术的优势根据本专利技术，刀片座的热膨胀系数大于切削刃的热膨胀系数的事实导致产生残余 应力，这使得即便切削刀片中包含的晶须量小也可能提供维持长时间切削性能的切削刃。另外，本专利技术的专利技术人发现，切削刃上的裂缝和切削刃的磨损中的任何一者或二 者导致切削刀片不能再切削工件的情况。为使切削刃上不出现裂缝，就必须提高抗裂性，而 为了不磨损切削刃，就必须增强耐磨性。然而，陶瓷模制品抗裂性的提高趋向于降低其耐磨 性，而陶瓷模制品耐磨性的提高趋向于降低其抗裂性。传统技术不能同时提高陶瓷模制品 的抗裂性和耐磨性。让本专利技术的切削刀片成功具备更长时间的切削性能意味着本专利技术还成 功提高了耐磨性和抗裂性，而且还加强了抗热冲击性，该抗热冲击性用于抵御由于刀片座 与切削刃的热膨胀系数之差引起的残余应力而在切削期间对切削刀片反复施加的热负载。 由于切削刃包括作为主要成分的晶须，且切削刃内存在残余应力的创新，本专利技术能基于抗 裂性、耐磨性和抗热冲击性同时提高的新成果提供传统切削刀片不可能实现的且使用寿命 更长的切削刀片。本专利技术还提供了一种具有热膨胀系数能够容易调整的刀片座的切削刀片。本专利技术还提供了一种使用寿命长的切削刀具，该切削刀具因其装配有上述切削刀 片而具有优良的耐磨性、抗裂性和抗热冲击性。附图说明图1是示出了根据本专利技术的切削刃的示例的图。图2是示出了根据本专利技术的切削刃的另一示例的图。图3是示出了根据本专利技术的切削刀具的示例的图。图4是根据本专利技术的切削刃的示例的背散本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种切削刀片，包括刀片座和由包括晶须的陶瓷制成的切削刃，所述刀片座和所述切削刃彼此一体形成，其中所述刀片座具有第一热膨胀系数，所述第一热膨胀系数大于所述切削刃所具有的第二热膨胀系数；并且所述第一系数与所述第二系数之差大于０ｐｐｍ且不大于３ｐｐｍ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：虻川宏平，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP