超硬刀头、其制造方法和包含其的工具技术

用于回转式机械工具的刀尖（20），包含借助于设置在该超硬结构（12）和该烧结碳化物基材之间的至少一个中间层（161，162，163）连接到烧结碳化物基材（14）的超硬结构（12），该中间层（161、162、163）包含超硬材料的晶粒和分散在金属粘结剂材料中的金属碳化物材料的晶粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超硬刀头、其制造方法和包含其的工具
技术介绍
本专利技术的实施方案总的涉及用于回转式机械工具、更特别但非排它地用于麻花钻或立铣刀的超硬刀尖；涉及其制造方法和包含其的工具。超硬材料的实例是聚晶金刚石(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刚石晶粒，PCBN材料在含有金属和/或陶瓷材料的基质中包含立方氮化硼(cBN)颗粒。P⑶和PCBN可以通过分别对金刚石晶粒或cBN晶粒的聚集块体施以至少约5. 5GPa的超高压和至少约1，250摄氏度的温度而制成。美国专利号US 4，762，445公开了ー种特别适于直径大于约3. 17毫米的具有螺旋 出屑槽的麻花钻的复合烧结麻花钻。可包含金刚石的最硬材料以窄脉纹(vein)形式位于前缘并横穿钻头的中线。需要提供用于回转式机械工具的替代性超硬刀尖。专利技术概述从第一方面考虑，可以提供用于回转式机械工具，例如用于麻花钻或立铣刀的超硬刀尖(或简称“刀尖”)，包含借助于设置在超硬结构与烧结碳化物基材之间的至少ー个中间层连接到烧结碳化物基材的超硬结构，该中间层包含超硬材料例如合成或天然金刚石或立方氮化硼(cBN)的晶粒，以及分散在金属粘结剂材料中的金属碳化物材料的晶粒。从第二方面考虑，可以提供用于回转式机械工具的刀尖(或“超硬刀尖”)的坯料本体(blank body)(也称为超硬坯料本体)，所述坯料本体包含借助于设置在超硬结构与烧结碳化物基材之间的至少ー个中间层连接到烧结碳化物基材的超硬结构，该中间层包含超硬材料例如合成或天然金刚石或立方氮化硼(cBN)的晶粒，以及分散在金属粘结剂材料中的金属碳化物材料的晶粒。从第三方面考虑，可以提供包含刀尖(或“超硬刀尖”)的回转式机械工具，所述刀尖包含借助于设置在超硬结构与烧结碳化物基材之间的中间层连接到烧结碳化物基材的超硬结构，该中间层包含超硬材料例如合成或天然金刚石或立方氮化硼(cBN)的晶粒，以及分散在金属粘结剂材料中的金属碳化物材料的晶粒。从第四方面考虑，可以提供制造前述权利要求任一项所述的刀尖的方法，所述方法包括提供坯料本体，所述坯料本体包含借助于设置在超硬结构与烧结碳化物基材之间的中间层连接到烧结碳化物基材的超硬结构，该中间层包含超硬材料的晶粒和金属碳化物材料的晶粒；和从该坯料本体中除去材料以形成刃ロ。从第五方面考虑，可以提供使用包含刀尖(或“超硬”)的回转式机械工具特别但非排它地通过钻孔或铣削本体的方法，该本体包含钛(Ti)和/或碳纤维增强聚合物(CFRP)材料，所述刀尖包含借助于设置在超硬结构与烧结碳化物基材之间的中间层连接到烧结碳化物基材的PCD结构，该中间层包含超硬材料例如合成或天然金刚石或立方氮化硼(cBN)的晶粒，以及分散在金属粘结剂材料中的金属碳化物材料的晶粒。从第六方面考虑，可以提供用于机加工本体的球头立铣刀的刀尖，该本体特别但非排它地包含铸铁、灰铸铁和高强度铁、硬化工具钢或超级合金材料，例如Cr-N i超级合金材料，所述刀尖包含借助于设置在超硬结构与烧结碳化物基材之间的中间层连接到烧结碳化物基材的PCBN结构，该中间层包含超硬材料，例如合成或天然金刚石或立方氮化硼(cBN)的晶粒，以及分散在金属粘结剂材料中的金属碳化物材料的晶粒。附图概述现在參考附图描述刀尖、用于刀尖的坯料本体和工具的非限制性布置，其中，图I显示了示例性坯料本体的示意性透视图。图2A显示了示例性还料本体的示意性透视图。图2B显示了示例性还料本体的示意性横截面图。 图3显示了示例性坯料本体的示意性横截面图。图4显示了示例性坯料本体的示意性横截面图。图5显示了示例性坯料本体的示意性横截面图。图6显示了用于麻花钻的示例性刀尖的示意性透视图。图7显示了示例性麻花钻的示意性透视图。图8A显示了示例性麻花钻的末端部分的示意性侧视图。图8B显示了从末端观察的图8A所示麻花钻的示意性俯视图。在所有附图中相同的附图标记指代相同的一般特征。专利技术详述下面简要解释本文中所用的某些术语。本文中使用的“超硬”或超级硬材料具有至少25GPa的维氏硬度。合成和天然金刚石、聚晶金刚石(P⑶)、立方氮化硼(cBN)和聚晶cBN (PCBN)材料是超硬材料的实例。合成金刚石，也称为人造金刚石，是已经制得的金刚石材料。聚晶超硬结构包含超硬晶粒的烧结块体，其相当大一部分可以直接或粘附地(coherently)粘结到相邻晶粒。P⑶结构包含P⑶材料或基本由P⑶材料组成，PCBN结构包含PCBN材料或基本由PCBN材料组成。聚晶金刚石(PCT)材料包含大量金刚石晶粒(大量金刚石晶粒的聚集),其相当大一部分直接相互粘结，其中金刚石的含量为该材料的至少约80体积％。金刚石晶粒之间的间隙可以至少部分用粘合剂材料填充，所述粘合剂材料包含用于合成金刚石的催化剂材料，或所述间隙基本上可以是空的。用于合成金刚石的催化剂材料能够在合成或天然金刚石热力学稳定的温度和压カ下促进合成金刚石晶粒的生长和/或合成或天然金刚石晶粒的直接共生。用于金刚石的催化剂材料的实例是Fe、Ni、Co和Mn以及包括这些元素的某些合金。包含PCD材料的超硬结构可以包含至少ー个区域，在该区域中从间隙中除去催化剂材料，留下金刚石晶粒之间的间隙空间。具有至少ー个其中用于金刚石的催化剂材料已耗尽或其中催化剂材料处于作为催化剂的活性相对较低的形式的显著区域的PCD结构可以描述为热稳定的PCD。PCBN材料包含分散在含有金属或陶瓷材料的基质中的立方氮化硼(cBN)晶粒。例如，PCBN材料可以包含至少约60体积％的分散在粘合剂基质材料中的cBN晶粒，所述基质材料包含含Ti化合物，例如碳氮化钛，和/或含Al化合物，例如氮化铝，和/或含金属诸如Co和/或W的化合物。一些种类(或“等级”)的PCBN材料可包含至少约80体积％或甚至至少约至少约85体积％的cBN晶粒。 机械工具是动カ机械装置，可用于通过机加工制造包含材料如金属、复合材料、木材或聚合物的部件。机加工是从本体(可称为エ件)选择性去除材料。回转式机械工具包含切削元件，例如钻头，其在使用时绕其自身轴旋转。镶刃工具或插入件(insert)是其中刃ロ由刀具刀尖构成的工具，所述刀具刀尖由与该工具或插入件的其余部分不同的材料组成，该刀尖通常被钎焊或夹持到工具本体上。可以通过处理坯料本体以将其成型为用于刀尖的结构来制得用于机械工具的刀尖。机械工具的前刀面是当该工具用于从本体除去材料时碎屑在其上流过的表面，前刀面引导新生成的碎屑的流动。碎屑是通过使用中的机械エ具从エ件的工作表面除去的エ件的部分。刀尖的刃ロ是_在进行本体的切削的前刀面的边缘。麻花钻是用于借助于旋转剪切切削运动在エ件，特别是包含金属、木材和塑料的エ件上钻孔的带有出屑槽的镶刃钻具。麻花钻通常可以描述为具有ー个或多个切削面或切削刃以及ー个或多个螺旋形或直线形出屑槽(用于从钻取的孔中输送碎屑)的旋转末端切削工具。“出屑槽”是当使用中的工具旋转时用于输送碎屑离开刃ロ的回转式机械工具的凹进部分。其它回转式机械工具，如丝锥立铣刀、球头立铣刀和直立铣刀(也称为槽钻)可以具有多至六个或更多个刃口和出屑槽。出屑槽可具有横截面呈整体半圆形的沟槽形式。虽然某些钻头含有平行于该工具的轴线延伸的直出屑槽，但大多数麻花钻包含受制于设计考虑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·R·琼克，R·弗雷斯，M·卡松地，J·J·巴里，
申请(专利权)人：六号元素磨料股份有限公司，六号元素有限公司，
类型：
国别省市：