切削刀片、用于制造切削刀片的方法和切削工具技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及：一種用于切削工具的切削刀片，所述切削刀片用于對(duì)諸如石料、磚、混凝土和瀝青之類的脆性工件進(jìn)行切削或鉆孔，并且其具有極佳的切削速度和較長(zhǎng)的使用壽命；一種制造該切削刀片的方法；以及包括該切削刀片的切削工具。所述切削刀片包括磨料和燒結(jié)的粘接材料，其中該粘接材料由金屬基體形成；該金屬基體包括具有特定尺寸的相Ⅱ和／或孔，處于特定的體積比率；并且相Ⅱ是非金屬內(nèi)含物和陶瓷中的一個(gè)。根據(jù)本發(fā)明專利技術(shù)的一方面，在低得多的價(jià)格下提供一種具有極佳切削速度和較長(zhǎng)使用壽命的切削刀片。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種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剛石顆粒和固定金剛石顆粒的燒結(jié)粘接材料。在本專利技術(shù)中，應(yīng)用機(jī)械合金化以將相II成分和相III成分均勻地分布在基體中，并應(yīng)用高粘性揮發(fā)性液體以粒化大顆粒尺寸的粉末。 在制造切削刀片的方法中，相II成分和相III成分粉末與基體成分粉末通過機(jī)械合金化而均勻地混合，并且相II成分、相III成分以及基體成分的混合粉末與粘接劑和金剛石顆粒混合。 由于在相II成分和相III成分的粉末與基體成分粉末之間存在很大的比重和晶粒尺寸差，所以難以通過使用簡(jiǎn)單的混合方法將基體成分粉末與相II成分和相III成分粉末混合。因此，在燒結(jié)之后，在粘接材料的基體中出現(xiàn)相II顆粒和相III顆粒的分離。 由于粘接材料基體中的相II和相III是裂紋的起源，并連接成裂紋，由此將粘接材料磨成顆粒，當(dāng)存在相II和相III的分離時(shí)，裂開的顆粒的尺寸不均勻，并且一部分不能裂開成小顆粒，而且該部分由于滑動(dòng)而變形并且被磨成塊。 當(dāng)粘接材料的磨損不均勻并且平滑時(shí)，金剛石從粘接材料表面的突出以及由于粘接材料磨損的金剛石的突出較差，由此降低了切削工具的性能。 在本專利技術(shù)中，應(yīng)用機(jī)械合金化方法以將基體成分粉末與相II成分粉末和相III成分粉末混合目的是滿足關(guān)于相II和相III的分布的需求。 在機(jī)械合金化過程中，由于與鋼珠的碰撞，基體成分粉末、相II成分粉末和相III成分粉末的混合物反復(fù)冷焊和斷裂，由此隨著時(shí)間的流逝而均勻地分布相II成分粉末和相III成分粉末。 根據(jù)本專利技術(shù)示例性實(shí)施例的機(jī)械合金化方法可通過可研磨粗糙粉末并均勻地混合各種粉末的振動(dòng)磨碎機(jī)、擦碎機(jī)(attrition mill)、球磨機(jī)和行星式磨碎機(jī)進(jìn)行。 在下文中，將詳細(xì)描述四種機(jī)械合金化過程的理想狀況。 第一，使用振動(dòng)磨碎機(jī)的機(jī)械合金化方法 如附圖說明圖1中所示，振動(dòng)磨碎機(jī)20通過使用振動(dòng)軸21高速振動(dòng)容器22以使容器22中的球23和粉末隨著振動(dòng)而往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以混合和研磨粉末。也就是說，通過使用振動(dòng)磨碎機(jī)可減小基體成分的尺寸，并且可均勻地混合相II成分粉末和相III成分粉末。 為混合基體成分粉末、相II成分粉末和相III成分粉末，使用直徑為3到12mm的鋼珠，振動(dòng)的幅度為0.5到15mm，振動(dòng)頻率為800到3000rpm，振動(dòng)加速度為重力加速度的8到12倍，容器22內(nèi)部填充有達(dá)到容器22的50到85％的研磨介質(zhì)，容器22的空余空間的30到70％填充要混合的粉末。混合可進(jìn)行1到3小時(shí)。 第二，使用擦碎機(jī)的機(jī)械合金化方法 如圖2中所示，擦碎機(jī)30包括旋轉(zhuǎn)軸31，該旋轉(zhuǎn)軸31包括多個(gè)連續(xù)地?cái)嚢枞萜?2中的研磨介質(zhì)33的臂311，用以在研磨介質(zhì)33與粉末之間產(chǎn)生摩擦和碰撞，并使粉末混合和研磨。 也就是說，通過使用擦碎機(jī)30可減小基體成分的尺寸，并且可均勻地混合相II成分粉末和相III成分粉末。 為混合基體成分粉末、相II成分粉末和相III成分粉末，使用直徑為3到10mm的鋼珠，旋轉(zhuǎn)軸31的rpm(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))為300到900，容器32內(nèi)部填充有達(dá)到容器32的30到65％的研磨介質(zhì)33，容器32的空余空間的30到70％填充要混合的粉末。混合可進(jìn)行1到2小時(shí)。 此外，由于在運(yùn)行中產(chǎn)生摩擦熱，所以可允許冷卻水在容器32的外部周圍流動(dòng)以控制溫度。 通過高速旋轉(zhuǎn)，擦碎機(jī)可減少運(yùn)行時(shí)間，并可增加每單位時(shí)間的粉末混合量和研磨量，由此提高生產(chǎn)率。 第三，使用球磨機(jī)的機(jī)械合金化方法 如圖3中所示，球磨機(jī)40包括容器42，在該容器42中，粉末通過碰撞被混合和研磨，碰撞通過研磨介質(zhì)43和粉末依靠重力的下落而產(chǎn)生。 也就是說，通過使用球磨機(jī)40可減小基體成分的尺寸，并且可均勻地混合相II成分粉末和相III成分粉末。 為混合基體成分粉末、相II成分粉末和相III成分粉末，使用直徑為7到30mm的鋼珠，每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)為30到100，容器42內(nèi)部填充有達(dá)到容器42的30到65％的研磨介質(zhì)43，容器42的空余空間的30到70％填充要混合的粉末。混合可進(jìn)行5到10小時(shí)。 球磨機(jī)具有諸如低價(jià)的設(shè)備、各種尺寸的容器的優(yōu)點(diǎn)，但是其運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)。 第四，使用行星式磨碎機(jī)的機(jī)械合金化方法 作為代表性的離心式磨碎機(jī)有行星式磨碎機(jī)。如圖4中所示，行星式磨碎機(jī)50包括旋轉(zhuǎn)盤51，在該旋轉(zhuǎn)盤51上，像繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的地球一樣，包括研磨介質(zhì)53的容器52繞軌道運(yùn)行并在其自己的軸線上自轉(zhuǎn)。 盡管球磨機(jī)通過重力碰撞，但是行星式磨碎機(jī)可進(jìn)一步增加重力加速度，由此增加混合和研磨粉末的效果。 也就是說，通過使用行星式磨碎機(jī)50可減小基體成分的尺寸，并且可均勻地混合相II成分粉末和相III成分粉末。 為混合基體成分粉末、相II成分粉末和相III成分粉末，使用直徑為9到25mm的鋼珠，離心加速度是重力加速度的8到12倍，容器52內(nèi)部填充有達(dá)到容器52的30到65％的研磨介質(zhì)53，容器52的空余空間的30到70％填充要混合的粉末。混合可在50到400rpm下進(jìn)行1到2小時(shí)。 由于行星式磨碎機(jī)產(chǎn)生大量熱量，所以行星式磨碎機(jī)不能連續(xù)運(yùn)行，而是可反復(fù)地進(jìn)行如下作業(yè)15到25分鐘的軌道運(yùn)行，停置5到10分鐘，15到25分鐘的反向軌道運(yùn)行，以及停置5到10分鐘。 由于在運(yùn)行期間改變旋轉(zhuǎn)方向，所以行星式磨碎機(jī)比沿一個(gè)方向的運(yùn)行具有更高的混合和研磨效率。 在通過四種方法的機(jī)械合金化過程期間，可能出現(xiàn)粉末的氧化。 為避免混合粉末的氧化，在過程中設(shè)備可充入氮?dú)饣驓鍤狻?此外，為避免氧化，可添加諸如乙醇、丙酮和甲苯的有機(jī)溶劑，以在機(jī)械合金化方法期間進(jìn)行濕化作業(yè)。 在上文中，已經(jīng)描述了通過添加相II成分來(lái)在粘接材料的基體中分布相II的方法。然而，本專利技術(shù)將不限于該方法，并且可在不添加相II成分的情況下，通過適當(dāng)?shù)乜刂苹w成分粉末的混合條件而將相II分布在粘接材料的基體中。 例如，當(dāng)要將作為相II的氧化鐵顆粒彌散在粘接材料的鐵基體中時(shí)，除了通過機(jī)械合金化方法均勻地混合氧化鐵粉和基體成分的鐵粉的方法之外，還可在機(jī)械合金化過程期間通過鐵粉的氧化而將氧化鐵顆粒輸入基體。 也就是說，當(dāng)鐵粉在氧氣氣氛中機(jī)械合金化時(shí)，鐵粉的表面被氧化，并且在鐵粉冷焊和斷裂時(shí)，氧化物也被研磨以便散布到鐵粉中。 接下來(lái)，將通過機(jī)械合金化方法混合的混合物與金剛石顆粒和粘合劑混合。這樣，混合的方法不被特別限定。混合可通過管狀混合器進(jìn)行。 當(dāng)使用管狀混合器時(shí)，充入的粉末少于容器的50％，并以20到90rpm混合20到60分鐘。 接著，如上所述，通過使用具有大于30厘泊(cP)粘度的高粘性揮發(fā)性液體來(lái)粒化金剛石顆粒和粘合劑的混合粉末。 混合粉末的粒化是用于壓實(shí)過程的自動(dòng)操作的必要過程。由于通過粒化使粉末的流動(dòng)大大提高，在自動(dòng)壓實(shí)期間可總是填充恒定量的粉末。 當(dāng)將粘性液體添加到混合粉末中時(shí)，混合粉末通過液體的毛細(xì)力容易彼此粘合成顆粒。 由于添加的液體容易移除，但是混合的粘合劑使粉末彼此粘合，所形成的顆粒具有可處理的強(qiáng)度。 根據(jù)本專利技術(shù)示例性實(shí)施例的液體的粘度可大于3cP并且可以具有揮發(fā)性。 當(dāng)液體的粘度小于3cP時(shí)，因?yàn)槊?xì)力由于液體的低粘度而降低，所以難以使粗糙的顆粒或不規(guī)則形狀的顆粒粒化。 然而，通常使用的尺寸對(duì)應(yīng)于幾微米的粉末可通過使用粘度本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種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　燒結(jié)粘接材料，其保持所述磨料，　其中，所述粘接材料由金屬基體形成，所述金屬基體由金屬和金屬合金中的一個(gè)形成；　所述金屬基體包括０．５％到３０％體積比率的相Ⅱ和／或孔；　所述相Ⅱ包括選自包括非金屬內(nèi)含物、陶瓷和水泥的組中的至少一個(gè)；　所述相Ⅱ和所述孔的每一個(gè)的尺寸小于３μｍ；以及　所述相Ⅱ和所述孔之間的距離小于４０μｍ。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：金泰雄，尹重喆，宋榮哲，金相范，樸廷男，柳奭鉉，金臺(tái)俸，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：二和金剛石工業(yè)株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：KR[韓國(guó)]