切削刀片、用于制造切削刀片的方法和切削工具技术

本发明专利技术涉及：一种用于切削工具的切削刀片，所述切削刀片用于对诸如石料、砖、混凝土和沥青之类的脆性工件进行切削或钻孔，并且其具有极佳的切削速度和较长的使用寿命；一种制造该切削刀片的方法；以及包括该切削刀片的切削工具。所述切削刀片包括磨料和烧结的粘接材料，其中该粘接材料由金属基体形成；该金属基体包括具有特定尺寸的相Ⅱ和／或孔，处于特定的体积比率；并且相Ⅱ是非金属内含物和陶瓷中的一个。根据本发明专利技术的一方面，在低得多的价格下提供一种具有极佳切削速度和较长使用寿命的切削刀片。

【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制造用于切削工具的切削刀片的方法，所述切削刀片包括金刚石颗粒和固定金刚石颗粒的烧结粘接材料。在本专利技术中，应用机械合金化以将相II成分和相III成分均匀地分布在基体中，并应用高粘性挥发性液体以粒化大颗粒尺寸的粉末。 在制造切削刀片的方法中，相II成分和相III成分粉末与基体成分粉末通过机械合金化而均匀地混合，并且相II成分、相III成分以及基体成分的混合粉末与粘接剂和金刚石颗粒混合。 由于在相II成分和相III成分的粉末与基体成分粉末之间存在很大的比重和晶粒尺寸差，所以难以通过使用简单的混合方法将基体成分粉末与相II成分和相III成分粉末混合。因此，在烧结之后，在粘接材料的基体中出现相II颗粒和相III颗粒的分离。 由于粘接材料基体中的相II和相III是裂纹的起源，并连接成裂纹，由此将粘接材料磨成颗粒，当存在相II和相III的分离时，裂开的颗粒的尺寸不均匀，并且一部分不能裂开成小颗粒，而且该部分由于滑动而变形并且被磨成块。 当粘接材料的磨损不均匀并且平滑时，金刚石从粘接材料表面的突出以及由于粘接材料磨损的金刚石的突出较差，由此降低了切削工具的性能。 在本专利技术中，应用机械合金化方法以将基体成分粉末与相II成分粉末和相III成分粉末混合目的是满足关于相II和相III的分布的需求。 在机械合金化过程中，由于与钢珠的碰撞，基体成分粉末、相II成分粉末和相III成分粉末的混合物反复冷焊和断裂，由此随着时间的流逝而均匀地分布相II成分粉末和相III成分粉末。 根据本专利技术示例性实施例的机械合金化方法可通过可研磨粗糙粉末并均匀地混合各种粉末的振动磨碎机、擦碎机(attrition mill)、球磨机和行星式磨碎机进行。 在下文中，将详细描述四种机械合金化过程的理想状况。 第一，使用振动磨碎机的机械合金化方法 如附图说明图1中所示，振动磨碎机20通过使用振动轴21高速振动容器22以使容器22中的球23和粉末随着振动而往复运动，以混合和研磨粉末。也就是说，通过使用振动磨碎机可减小基体成分的尺寸，并且可均匀地混合相II成分粉末和相III成分粉末。 为混合基体成分粉末、相II成分粉末和相III成分粉末，使用直径为3到12mm的钢珠，振动的幅度为0.5到15mm，振动频率为800到3000rpm，振动加速度为重力加速度的8到12倍，容器22内部填充有达到容器22的50到85％的研磨介质，容器22的空余空间的30到70％填充要混合的粉末。混合可进行1到3小时。 第二，使用擦碎机的机械合金化方法 如图2中所示，擦碎机30包括旋转轴31，该旋转轴31包括多个连续地搅拌容器32中的研磨介质33的臂311，用以在研磨介质33与粉末之间产生摩擦和碰撞，并使粉末混合和研磨。 也就是说，通过使用擦碎机30可减小基体成分的尺寸，并且可均匀地混合相II成分粉末和相III成分粉末。 为混合基体成分粉末、相II成分粉末和相III成分粉末，使用直径为3到10mm的钢珠，旋转轴31的rpm(每分钟转数)为300到900，容器32内部填充有达到容器32的30到65％的研磨介质33，容器32的空余空间的30到70％填充要混合的粉末。混合可进行1到2小时。 此外，由于在运行中产生摩擦热，所以可允许冷却水在容器32的外部周围流动以控制温度。 通过高速旋转，擦碎机可减少运行时间，并可增加每单位时间的粉末混合量和研磨量，由此提高生产率。 第三，使用球磨机的机械合金化方法 如图3中所示，球磨机40包括容器42，在该容器42中，粉末通过碰撞被混合和研磨，碰撞通过研磨介质43和粉末依靠重力的下落而产生。 也就是说，通过使用球磨机40可减小基体成分的尺寸，并且可均匀地混合相II成分粉末和相III成分粉末。 为混合基体成分粉末、相II成分粉末和相III成分粉末，使用直径为7到30mm的钢珠，每分钟转数(rpm)为30到100，容器42内部填充有达到容器42的30到65％的研磨介质43，容器42的空余空间的30到70％填充要混合的粉末。混合可进行5到10小时。 球磨机具有诸如低价的设备、各种尺寸的容器的优点，但是其运行时间长。 第四，使用行星式磨碎机的机械合金化方法 作为代表性的离心式磨碎机有行星式磨碎机。如图4中所示，行星式磨碎机50包括旋转盘51，在该旋转盘51上，像绕太阳公转的地球一样，包括研磨介质53的容器52绕轨道运行并在其自己的轴线上自转。 尽管球磨机通过重力碰撞，但是行星式磨碎机可进一步增加重力加速度，由此增加混合和研磨粉末的效果。 也就是说，通过使用行星式磨碎机50可减小基体成分的尺寸，并且可均匀地混合相II成分粉末和相III成分粉末。 为混合基体成分粉末、相II成分粉末和相III成分粉末，使用直径为9到25mm的钢珠，离心加速度是重力加速度的8到12倍，容器52内部填充有达到容器52的30到65％的研磨介质53，容器52的空余空间的30到70％填充要混合的粉末。混合可在50到400rpm下进行1到2小时。 由于行星式磨碎机产生大量热量，所以行星式磨碎机不能连续运行，而是可反复地进行如下作业15到25分钟的轨道运行，停置5到10分钟，15到25分钟的反向轨道运行，以及停置5到10分钟。 由于在运行期间改变旋转方向，所以行星式磨碎机比沿一个方向的运行具有更高的混合和研磨效率。 在通过四种方法的机械合金化过程期间，可能出现粉末的氧化。 为避免混合粉末的氧化，在过程中设备可充入氮气或氩气。 此外，为避免氧化，可添加诸如乙醇、丙酮和甲苯的有机溶剂，以在机械合金化方法期间进行湿化作业。 在上文中，已经描述了通过添加相II成分来在粘接材料的基体中分布相II的方法。然而，本专利技术将不限于该方法，并且可在不添加相II成分的情况下，通过适当地控制基体成分粉末的混合条件而将相II分布在粘接材料的基体中。 例如，当要将作为相II的氧化铁颗粒弥散在粘接材料的铁基体中时，除了通过机械合金化方法均匀地混合氧化铁粉和基体成分的铁粉的方法之外，还可在机械合金化过程期间通过铁粉的氧化而将氧化铁颗粒输入基体。 也就是说，当铁粉在氧气气氛中机械合金化时，铁粉的表面被氧化，并且在铁粉冷焊和断裂时，氧化物也被研磨以便散布到铁粉中。 接下来，将通过机械合金化方法混合的混合物与金刚石颗粒和粘合剂混合。这样，混合的方法不被特别限定。混合可通过管状混合器进行。 当使用管状混合器时，充入的粉末少于容器的50％，并以20到90rpm混合20到60分钟。 接着，如上所述，通过使用具有大于30厘泊(cP)粘度的高粘性挥发性液体来粒化金刚石颗粒和粘合剂的混合粉末。 混合粉末的粒化是用于压实过程的自动操作的必要过程。由于通过粒化使粉末的流动大大提高，在自动压实期间可总是填充恒定量的粉末。 当将粘性液体添加到混合粉末中时，混合粉末通过液体的毛细力容易彼此粘合成颗粒。 由于添加的液体容易移除，但是混合的粘合剂使粉末彼此粘合，所形成的颗粒具有可处理的强度。 根据本专利技术示例性实施例的液体的粘度可大于3cP并且可以具有挥发性。 当液体的粘度小于3cP时，因为毛细力由于液体的低粘度而降低，所以难以使粗糙的颗粒或不规则形状的颗粒粒化。 然而，通常使用的尺寸对应于几微米的粉末可通过使用粘度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于切削工具的切削刀片，所述切削刀片包括：　磨料，其用于切削工件；以及　烧结粘接材料，其保持所述磨料，　其中，所述粘接材料由金属基体形成，所述金属基体由金属和金属合金中的一个形成；　所述金属基体包括０．５％到３０％体积比率的相Ⅱ和／或孔；　所述相Ⅱ包括选自包括非金属内含物、陶瓷和水泥的组中的至少一个；　所述相Ⅱ和所述孔的每一个的尺寸小于３μｍ；以及　所述相Ⅱ和所述孔之间的距离小于４０μｍ。

【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：金泰雄，尹重喆，宋荣哲，金相范，朴廷男，柳奭铉，金台俸，
申请(专利权)人：二和金刚石工业株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]