[发明专利]涂覆碳化物丝锥

说明书

相关申请的相互说明

本申请是优先权日为2003年2月27日且发明名称为“涂覆碳化 物丝锥”的中国发明专利申请第200480005364.3号 (PCT/US2004/004775)的分案申请。

本申请与2002年10月9日提交、系列号为10/267,387、名称为 “具有耐磨低摩擦涂层的工具及其制备方法”的美国专利申请有关， 在此引入其全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及切削刀具。更具体地，本发明涉及用于对钢及其他铁 基合金进行攻丝的涂覆碳化物丝锥。

背景技术

众所周知，切削刀具产生的高温足于会限制刀具的寿命，因而降 低了有用的切削速度。存在各种用来制造切削刀具的材料。切削刀具 通常采用称作高速钢的一类工具钢制造。虽然高速钢具有优异的强度 和韧性，但是，与更耐高温的材料相比，它们只具有较低的温度抗力。

烧结碳化钨由于具有较高的硬度和包括高切削温度下保持硬度能 力在内的高温稳定性，因此，其比工具钢例如高速钢更适于制造切削 刀具的材料。典型地，采用烧结碳化物制造的切削刀具可以在比由高 速钢制造的刀具至少高出三倍的切削速度下使用，而且刀具的寿命更 长。但是，烧结碳化钨的断裂韧性和强度均比高速钢低，这就限制其 在某些机加工操作中使用。

一种用来产生内部螺纹线的加工操作叫做攻丝。目前存在两种攻 丝方法。主要的攻丝方法是通过切削和去除孔壁的材料产生V形螺旋 螺纹。或者，内部螺纹通过移动材料形成内部螺旋螺纹来产生。然而， 成形丝锥比切削丝锥所需动力高的多，而且在螺纹的内径处产生不完 美的螺纹顶部。为此，切削丝锥通常比成形丝锥更为优选。

与例如在车削、磨削、钻削和铰孔中使用的其他大部分切削刀具 不同，攻丝工具的横截面较弱，另外其切削刃也较弱。为此，根据现 有技术由烧结碳化物制造的丝锥仅仅具有非常有限的用途。当使用当 前设计的碳化物丝锥时，即使对于相对容易加工的材料例如钢，切削 刃也容易发生碎裂或破断，致使刀具无法使用。为此，现有技术的碳 化物丝锥被限制用于对甚至比钢更容易切削的材料，例如铝和铸铁进 行攻丝。钢和其它铁基合金是要求螺纹的装配件最常使用的材料。因 此，如果切削刃发生碎裂和破断的问题得到克服，则由烧结碳化钨制 造的丝锥将会比由高速钢制造的丝锥更具优势。

含有采用超过约3重量％的其他碳化物如碳化钽、碳化钛和碳化铌 合金化的碳化钨的烧结碳化物当用作切削钢和其他铁基合金的工具材 料时，具有很高的耐磨性。然而，这类碳化物强度和韧性不足，难以 用作丝锥材料。或者，主要包含采用浓度超过10重量％的钴粘结的碳 化钨的一类烧结碳化物强度高，但是在加工钢时其耐磨性低，因此， 不适合作为攻丝钢的工具材料。

发明内容

简言之，根据本发明，提供由包含采用约12-16重量％钴粘结的碳 化钨的工具材料制造并且采用金属氮化物、碳化物、碳氮化物、硼化 物和/或氧化物涂覆的的丝锥，其中，所述金属选自于一种或多种下述 元素：铝、硅和周期表中的IVa，Va，和VI a族过渡金属。

附图说明

由下面参照附图所做的详细描述，本发明更多的特征，以及由此 得到的优点将清晰可见。所述附图中：

图1是根据本发明一个实施方案的涂覆碳化物丝锥的透视图；

图2是图1丝锥切削刃处的横截面视图，其展示出一个单层的耐 磨涂层；

图3是图1丝锥切削刃处的横截面视图，其展示出一个由多个或 交替的耐磨层构成的涂层；

图4是图1丝锥切削刃处的横截面视图，其展示出一个单层耐磨 内涂层和一个单层减摩外涂层；

图5是图1丝锥切削刃处的横截面视图，其展示出一个由多个或 交替的耐磨涂层构成的内涂层和一个单层减摩外涂层；

图6是图1丝锥切削刃处的横截面视图，其展示出一个单层耐磨 内涂层和多个或交替的减摩外涂层；

图7是图1丝锥切削刃处的横截面视图，其展示出一个由多个或 交替的耐磨涂层构成的内层和多个或交替的减摩外涂层；以及

图8是图1丝锥切削刃处的横截面视图，其展示出基体、强化结 合的金属层、耐磨内层、强化结合的金属层以及减摩外层。

具体实施方式