[发明专利]具有硬质材料的坯体及其在刀具制造中的应用

说明书

一种具有硬质材料的坯体，其包括第一种材料和第二种材料，所述的第一种材料和所述的第二种材料之间不以焊接的方式固定，当所述的第一种材料与所述的第二种材料以上下相叠的方式呈现时，所述的第一种材料的厚度是所述的第二种材料厚度的10倍以上。本发明提供的坯体适用于刀具的制造，其上第二种材料制成刀具的切削端部，以实施切削加工。

技术领域

本发明涉及一种由两种以上物质复合而成的材料，尤其涉及一种坯体，适用于制造加工难切削材料的刀具(如：但不限于PCD刀具和CBN刀具等)，改善刀具的切削性能。

背景技术

聚晶金刚石(PCD)刀具和立方氮化硼(CBN)刀具为难加工材料的切削难题提供了解决方案。

立方氮化硼(CBN或PCBN)是一种人工合成材料，其硬度仅次于金刚石，具有良好的高温稳定性(在加工淬硬黑色金属和超级合金材料时，会产生很高的温度)。不同设计的CBN刀具被用于对淬硬黑色金属进行连续或断续切削，以及切削加工焊接金属和复合金属。

PCD刀具是将PCD材料焊接于刀体上制成。一般情况下，将PCD材料于基体材料一起在高温高压下利用金属基粘结剂对金刚石颗粒进行烧结而生产出来的。PCD刀尖可通过放电加工或激光进行切割，并焊接到硬质合金或钢基体上，然后通过刃磨形成PCD刀具，这种刀具在高速加工有色金属(如：铝)以及高磨蚀性合成材料和塑料时特别有效。CD刀具被广泛应用于铣削有色金属、复合材料、塑料以及极其难加工的超级合金。

市场上公开销售的PCD刀具或CBN刀具均为贴片构造，其制造的主要工艺是依据刀具设计的要求，先从预制的PCD圆盘或预制的CBN圆盘(参见图1)上切割特定形状的刃部坯体(参见图2)，然后再通过烧焊的方式固定于刀体上，在通过磨削进行刃部的加工，如：开刃。

这些复合片只能贴附于平面上(参见图3)，不能应用于螺旋形刀具上，以此制成的刀具的切削前角小不够锋利。对此，行业内采用刃倾角设计，但前角角度只能＜15度(而螺旋刀具前角一般在30以上)，导致刀具刚性不良；或者采用多段刃以模仿螺旋角，但制造工艺极其复杂，成本也高，并且这类构造的金刚石刀具无法实现完整的先端金刚石刃部。

为此，中国实用新型专利ZL201 621488802.2提供一种用于超硬切削工具制造的坯料及其刀具，包括轴体、连接体和刃口形成体等。连接体一端与轴体的一端连接，外径小于轴体的外径。刃口形成体用于加工成刀具的刃部，其包括通孔，通孔沿刃口形成体的轴向而成。连接体穿设于通孔内。

但该技术虽然实现了具有螺旋角和完整的硬质材料先端刃的刀具制造，显著提高了刀具先端刃加工寿命和加工效果，但在制造过程中不得不采用烧焊工艺，以实现对刃口形成体的固定。但是由于采用了刀具直径方向的焊接工艺，焊接面积不仅相当小，而且在加工中主要受剪切力作用，使得焊接面接触强度相当弱，十分容易在焊接面开裂从而降低刀具寿命，因此这类刀具也基本无法用于高韧性金属材料的加工，也有现有技术通过设法增大焊接面面积的方法来提高焊接强度，但对小直径刀具作用显著。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种坯体，其使用多种硬质材料制造，硬质材料间无需采用焊接固定，增加硬质层刃部与本体材料间的结合强度。

本发明的另一个目的在于提供一种刀具，其先端(如：进给端)具有厚度至少十倍于在涂层刀具上施加的硬质材料层，在刀具重新修磨后不需要再进行重新涂层即可具有硬质材料制成的刃部。

本发明的另一个目的在于提供一种坯体在制造刀具中的应用。

本发明的再一目的在于提供一种刀具，其实施机加工的切削端头不使用焊接方式固定，以避免焊接类刀具存在的脱落、虚焊等质量问题。

本发明的又一个目的在于提供一种坯体，以其制成的刀具用于加工难加工材料。

本发明的又一个目的在于提供一种刀具的制造方法。