制造加工刀具的坯料以及使用坯料制造加工刀具的方法技术

一种用于在形成加工刀具中使用的坯料（2），具有带有至少一个端面的坯体（4）以及形成在所述端面中的至少两个凹部（6、10），所述两个凹部包括第一凹部（6）与第二凹部（10），其中所述第一凹部以约15°到约60°的角度从所述端面延伸，并且从所述第一凹部延续的第二凹部以约40°到约90°的角度从所述端面延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
作为本申请的主题，本专利技术涉及加工刀具的形成以及用于制造加工刀具的加工刀具坯料的制造方法，刀具设有加工尖端和/或加工面，该加工尖端和/或加工面至少部分地由包含分别称作PCD以及PCBN的磨料多晶金刚石或多晶立方碳化硼的合适材料形成。附图说明图I是加工刀具的坯料 的实施例的侧视平面视图。图2是加工刀具的坯料的实施例的侧视图。图3是钻头的实施例的侧视平面视图。图4是加工刀具的坯料的实施例的透视图。图5是加工刀具的坯料的实施例的侧视图。图6是加工刀具的坯料的俯视图。图7a_7d示出了加工刀具的坯料的凹部的几何形状的实施例。图8a_8e示出了加工刀具的坯料的半径的几何形状的实施例。图9a是加工刀具的坯料的实施例的轮廓的侧视图。图9b是加工刀具的坯料的实施例的轮廓的侧视图。图10是所烧结的加工刀具的坯料的透视图。具体实施例方式在描述本专利技术的方法、系统、以及材料之前，应理解本公开不限于所述具体的方法、系统以及材料，因为这些可以变化。还应理解用在描述中的术语仅是用于描述具体版本或实施例的目的，并不旨在限制范围。例如，如用在这里以及在所附的权利要求书中的单数形式“一”和“所述”包括复数引用，除非上下文另外明确指出。此外，这里所使用的词语“包括”旨在表示“包括但是不限于”。除非另外定义，所有这里使用的技术的以及科学的术语具有如同本领域的一个普通技术人员通常所理解的相同含义。除非另外示出，用在说明书和权利要求中的所有表示成分，性能例如尺寸、重量，反应条件等的数量的数字应理解为通过术语“约”在所有例子中被修改。因此，除非表述相反，在之后的说明书和所附权利要求书中阐述的数值参数为近似值，其可以根据试图通过本专利技术得到的期望的性能而变化。最起码，而不是作为将等同原则的应用限制到权利要求书的范围的尝试，应该至少根据报告的有效数字的位数并且通过应用通用四舍五入技术而确定每个数值参数。所用在这里的术语“约”意味着加上或减去其使用的数字的数值的10%。因此，约50%意味着在45%-55%的范围内。图I示出了加工刀具的坯料的侧视平面视图。加工刀具的坯料可以由任何合适的材料例如碳化钨制成。加工刀具的坯料2具有包括至少一个端面5的坯体4。至少两个凹部6、10和/或12、14形成在端面5中。如图I所示，第一凹部6以约33°的角度C从至少一个端面5延伸。角度C的范围可以从约15°到约60°。第二凹部10从所述第一凹部6延续并且以约77°的角度B从端面5延伸。角度B的范围可以从约40°到约90°。如图I所示，第一凹部6与第二凹部10在第一半径3处会聚。如图I所示，第一凹部6与第二凹部10形成第一侧凹部11。进一步如图2所示，第一侧凹部11沿所述坯料的至少一侧以约30°的角度A从坯料的轴向中心点8延伸。角度A的范围可以从约0°到约50°。在如图I所示的实施例中，坯料2还包括以约33°的角度D从端面5延伸的第三凹部12。角度D的范围可以从约15°到约60°。第四凹部14从第三凹部12延续并且以约77°的角度E从端面5延伸。角度E的范围可以从约40°到约80°。第三凹部12与第四凹部14在第二半径7处会聚。如图I所示，第三凹部12与第四凹部14形成第二侧凹部15。进一步如图2所示，第二侧凹部15沿所述坯料的至少一侧以约30°的角度F从坯料的轴向中心点8延伸。角度F的范围可以从约0°到约50°。上述侧凹部可以是任意形状并且可以是弯曲的或在凹部的底部扩张。侧凹部的端部39可以是任何形状。端部的几何形状的实例如图7a_7c所示。如图8a_8e所示，示出了半径3与半径7的几何形状。几何形状的实例包括镰刀形的、平坦的、弯曲的、三角形的、正方形的、矩形的、之字形的等，以及它们的组合。尽管已经描述了具有从两个到四个凹部的坯料，也可以出现额外的凹部。此外，尽管描述了凹部在半径处会聚，可替代地，凹部可以是连续的而没有如图5中所示的半径。图5示出了具有至少一个凹部34的坯料30。此外，可以出现凹部36。凹部34、36可以形成一个连续的凹部或可以是两个不相连的分离的凹部(未示出)。可选择地，可以出现空腔(未示出)，用以联接到分离的凹部。在如图6所示的实施例中，空腔13可以制成在坯料2中。空腔可以是任何形状并且用于联接凹部6以及凹部12。尽管已经描述并且示出了圆柱形坯料，但加工刀具的坯料具有其他形状例如矩形、三角形、六边形、八边形等是可能的。图4图示了图I与图2的坯料2的透视图。在图4中，加工刀具的坯料2具有包括至少一个端面5的坯体4。在图4中，示出了第一凹部6、第二凹部10、半径3以及第三凹部12。空腔13联接凹部6与凹部12。为了形成加工刀具的坯料，并且继而形成加工刀具，坯料2首先被加工成将制造坯料的材料移除成包括凹部部分的形状的需要的形式。典型地，凹部被设置在如下位置中，即使得随后形成在其中的PCD或PCBN材料将被定位，以形成刀具的随后形成的加工端面的至少一部分，从而获得所使用的P⑶或PCBN材料的益处。加工刀具的坯料2可以由碳化物例如碳化钨或具有相似硬度的其他材料形成。具有平均尺寸约为0. I微米到约200微米的磨料颗粒块，例如多晶金刚石(PCD)或多晶立方氮化硼PCBN可以被用来填充凹部。可选择地，粘合剂材料例如醇类或可以在本技术中使用的任何其他粘合剂材料可以添加到磨料颗粒以形成衆料。磨料颗粒/衆料被填充进凹部，以便至少部分地填充坯料的凹部。在实施例中，凹部可以被完全填充或甚至过填充磨料颗 粒/浆料。在P⑶或PCBN粉末或P⑶或PCBN浆料被放置在凹部中之后，施加高温以及高压，以将粉末/浆料形成凹部形式。制成坯料的材料有效地将P⑶或PCBN材料熔合到坯料。已经熔合到坯料的P⑶或PCBN材料充当坯料的一体部分。包含P⑶或PCBN粉末或浆料的坯料可以经受约45Kbar到约75Kbar的压力以及约1200° C到约1600° C的温度约I到约50分钟。用于这一烧结的装置和技术在美国专利2，941，248 ;3，141,746 ;3，745,623 ;以及3，743, 489中公开，这里其通过参考合并于此。当磨料块被完全烧结，并且磨料颗粒通过烧结工艺而被直接接合到彼此以及碳化物时，坯料被从压机移除。如图10所示，得到的复合烧结磨料坯料由硬质合金圆柱体40组成，该硬质合金圆柱体40具有嵌入且跨越硬质合金圆柱体40坯料的一端延伸的完全烧结的磨料颗粒41构成的至少一个纹理。图3描绘了由这里所描述的加工刀具的坯料制成的加工刀具24。坯料2通过但是不限于钎焊或粘合的任何方法结合到刀柄43。在图3中，坯料2在结合线40处被结合到刀柄43。刀具然后被加工形成最终的刀具24。在实施例中，端面可以被加工成包含斜切部，见图9a，或多个斜切部，见图9b。可以在用P⑶或PCBN填充凹部并且烧结之前或者在用P⑶或PCBN填充凹部并且烧结之后加 工坯料，以产生替代的轮廓。已经发现如以上详细描述的制造的加工刀具的坯料在坯料的高压高温加工处理期间表现出减少了的裂开。此外，已经观察到了增加的生产量。基于模型，具有根据图9a中描绘的设计制造的多个凹部的加工刀具的坯料表现出比包含单个凹部的坯料少60%的(导致缺陷的)应力。根据待形成的随后的刀具，在其中设置凹部的坯料的端面能够是任何需要的形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.31 US 61/291,6681.一种用于在形成加工刀具中使用的坯料包括 包括至少ー个端面的坯体；以及 形成在所述至少一个端面中的至少两个凹部，所述至少两个凹部包括第一凹部与第二凹部，其中所述第一凹部以约15°到约60°的角度C从所述至少ー个端面延伸，并且从所述第一凹部延续的所述第二凹部以约40°到约90°的角度B从所述至少ー个端面延伸。2.根据权利要求I所述的坯料，其中所述第一凹部与所述第二凹部在第一半径处会聚。3.根据权利要求2所述的坯料，其中所述第一凹部与所述第二凹部形成第一侧凹部。4.根据权利要求3所述的坯料，其中所述第一侧凹部沿所述坯料的至少ー侧以大于0°到约50°的角度A从所述坯料的轴向中心点延伸。5.根据权利要求4所述的坯料，其中所述坯料还包括以约15°到约60°的角度从所述至少ー个端面延伸的第三凹部，其中从所述第三凹部延续的第四凹部以约40°到约80°的角度从所述至少ー个端面延伸。6.根据权利要求5所述的坯料，其中所述第三凹部与所述第四凹部在第二半径处会聚。7.根据权利要求6所述的坯料，其中所述第三凹部与所述第四凹部形成第二侧凹部。8.根据权利要求7所述的坯料，其中所述第二侧凹部沿所述坯料的至少ー侧以大于0°到约50°的角度F从所述坯料的轴向中心点延伸。9.根据权利要求5所述的坯料，其中一空腔位于所述第一凹部和所述第四凹部之间。10.根据权利9所述的坯料，其中所述空腔是圆形的。11.根据权利要求I所述的坯料，其中所述第一凹部以约33°的角度从所述至少ー个端面延伸。12.根据权利要求I所述的坯料，其中从所述第一凹部延续的所述第二凹部以约77°的角度从所述至少ー个端面延伸。13.根据权利要求I所述的坯料，其中放置所述P⑶或PCBN材料，用以填充所述坯料中的所述凹部，所述PCD或PCBN材料然后经受足够的压カ以及热量，以使得粉末状的所述P⑶或PCBN材料与所述坯料熔合。14.根据权利要求I所述的坯料，其中所述坯体为旋转体。15.根据权利要求14所述的坯料，其中所述凹部具有范围从所述坯料的所述至少ー个端面的直径的约2%到约30%的宽度。16.根据权利要求5所述的坯料，其中所述第一凹部、所述第二凹部、所述第三凹部以及所述第四凹部具有约O. 3_直到约I. 5mm的宽度。17.根据权利要求I所述的坯料，其中所述坯料由碳化物材料形成。18.一种用于加工刀具的加工刀具坯料的形成方法，所述方法包括如下步骤 形成具有一定形状的坯料并且在第一端面或第二端面中的至少ー个端面中形成第一凹部与第二凹部，其中所述第一凹部以约15°到约60°的角度从所述至少ー个端面延伸，并且从所述第一凹部(6)延续的所述第二凹部以约40°到约90°的角度从所述至少ー个端面延伸； 用P⑶或PCBN材料至少部分地填充所述凹部；并且向所述坯料以及所述P⑶或PCBN材料施加高压以及高温，以将所述P⑶或PCBN材料与所述坯料熔合，从而形成烧结的坯料。19.根据权利要求18所述的方法，其中所述形状为圆柱形。20.根据权利要求18所述的方法，还包括提供来自过渡元素族的材料的步骤。21.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一凹部与所述第二凹部在第一半径处聚ムロ ο22.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一凹部与所述第二凹部形成第一侧凹部。23.根据权利要求22所述的方法，其中所述第一侧凹部沿所述坯料的至少ー侧以约5°到约50°的角度从所述坯料的轴向中心点延伸。24.根据权利要求21所述的方法，其中所述坯料还包括以约15°到约60°的角度从所述至少一个端面延伸的第三凹部，其中从所述第三凹部延续的第四凹部以约40°到约80°的角度从所述至少ー个端面延伸。25.根据权利要求22所述的方法，其中所述第三凹部与所述第四凹部在第二半径处会聚。26.根据权利要求25所述的坯料，其中所述第三凹部与所述第四凹部形成第二侧凹部。27.根据权利要求26所述的坯料，其中所述第二侧凹部沿所述坯料的至少ー侧以约5°到约50°的角度从所述坯料的轴向中心点延伸。28.根据权利要求24所述的方法，其中一空腔位于所述第一凹部与所述第三凹部之间。29.根据权利28所述的方法，其中所述空腔是圆形的。30.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一凹部以约33°的角度从所述至少ー个端面延伸。31.根据权利要求18所述的方法，其中从所述第一凹部延续的所述第二凹部以约77°的角度从所述至少ー个端面延伸。32.根据权利要求18所述的方法，其中放置所述PCD或PCBN材料，用以填充所述坯料中的所述凹部，粉末状的所述PCD或PCBN材料然后被挤压并且被加热到足以使得粉末状的所述PCD或PCBN材料与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：安舒·辛格，安迪亚斯·哈尔，
申请(专利权)人：戴蒙得创新股份有限公司，
类型：发明
国别省市：