專利名稱：刀頭毛坯及其合成工藝及其合成模具及刀頭生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及刀具技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種刀具的刀頭毛坯，同時(shí)還涉及該刀頭毛坯的合成工藝、該合成工藝專用的合成模具以及采用上述刀頭毛坯的刀頭生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
目前，市售的刀頭有整體式聚晶立方氮化硼刀頭和復(fù)合式聚晶立方氮化硼刀頭兩種形式，其中整體式聚晶立方氮化硼刀頭雖然制備起來(lái)簡(jiǎn)單，但是因刀頭整體采用聚晶立方氮化硼材料，故制造成本較高。而復(fù)合式聚晶立方氮化硼刀頭僅含少量的聚晶立方氮化硼材料、其余部分為相對(duì)便宜的硬質(zhì)合金，所以復(fù)合聚晶立方氮化硼在保持了整體聚晶立方氮化硼高強(qiáng)，耐磨性好優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，還節(jié)約了成本，所以復(fù)合式聚晶立方氮化硼刀頭已成為一種主要的刀頭結(jié)構(gòu)，如公開號(hào)為CN 1137959A的中國(guó)發(fā)明專利所述的一種切削用燒結(jié)體刀頭及其制造方法，該刀頭通過(guò)以下步驟合成:
步驟一，在模具容器內(nèi)充填鋪設(shè)由聚晶超硬材料粉末組成的下層；
步驟二，在下層的上方壓放一塊圓盤狀的硬質(zhì)合金塊；
步驟三，在硬質(zhì)合金塊上方充填由聚晶超硬材料粉末組成的上層，以形成處于模具容器內(nèi)的生坯；
步驟四，通過(guò)超高壓發(fā)生裝置對(duì)所述生坯進(jìn)行保壓，并對(duì)所述生坯進(jìn)行燒結(jié)，以使所述上、下層燒結(jié)為結(jié)合在所述硬質(zhì)合金側(cè)面上的聚晶超硬材料粉末形成的燒結(jié)體層，所述上、下層與硬質(zhì)合金塊結(jié)合而形成夾層狀的復(fù)合燒結(jié)體(即刀頭毛坯)；
步驟五，在所述復(fù)合燒結(jié)體的上表面沿柵格進(jìn)行電火花切割，以得到所需的復(fù)合刀頭。但是采用這種合成工藝來(lái)合成復(fù)合刀頭時(shí)，步驟四的所述燒結(jié)過(guò)程中，超高壓發(fā)生裝置是通過(guò)模具容器對(duì)生坯進(jìn)行保壓的，以保證燒結(jié)體層的致密性和層厚，從而使得在合成過(guò)程中對(duì)模具容器的模腔精度有較高要求，并需要控制充填在模具容器內(nèi)的聚晶超硬材料粉末的厚度，這就造成了合成時(shí)所用模具容器的造價(jià)高和合成工藝中物料添加難度較大的問(wèn)題，以致通過(guò)該合成工藝復(fù)雜、加工出的復(fù)合刀頭加工成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便的刀頭毛坯，同時(shí)還提供了一種工藝簡(jiǎn)單的刀頭毛坯合成工藝、一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的刀頭毛坯合成模具以及一種生產(chǎn)方便的刀頭生產(chǎn)方法。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明刀頭毛坯的技術(shù)方案如下:
一種刀頭毛坯，包括由硬質(zhì)合金材料制成的套體以及由聚晶超硬材料制成的柱體，所述柱體處于套體內(nèi)、并燒結(jié)固定在套體的內(nèi)周面上。所述套體為方筒狀的方套管，所述柱體為吻合互補(bǔ)的插裝在套體內(nèi)孔中的方柱體。本發(fā)明刀頭毛坯合成工藝的技術(shù)方案如下: 一種刀頭毛坯合成工藝，包括以下步驟:步驟一，將硬質(zhì)合金材料制成的套體一端開口封上后，向套體內(nèi)充填聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m，至套體內(nèi)聚晶超硬顆?；蚍蹓m充填到所需高度后，封堵套體另一端未充填聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m的部分，以形成由套體和其內(nèi)的聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m構(gòu)成的生坯；
步驟二，在生坯的外部上套裝導(dǎo)電套；
步驟三，在套體的兩端向其內(nèi)的聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m施加相向的保壓力，并向?qū)щ娞淄?，至所述聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m燒結(jié)成結(jié)合在套體的內(nèi)壁上的柱體，以得到由所述柱體和套體燒結(jié)固連而成的柱狀的刀頭毛坯。所述套體是方筒狀的方套管。本發(fā)明刀頭毛坯合成模具的技術(shù)方案如下:
一種刀頭毛坯合成模具，包括用于套設(shè)在柱狀的生坯外圍上的導(dǎo)電套和套設(shè)在導(dǎo)電套外圍的保溫套，所述導(dǎo)電套具有用于貼合在生坯外周上、以與生坯導(dǎo)電連通的內(nèi)周面。所述導(dǎo)電套是由碳紙圍成的，所述保溫套是由葉臘石材料制成的石套。所述導(dǎo)電套的兩端裝設(shè)有用于貼合在柱狀的生坯端面上的導(dǎo)電片，并在導(dǎo)電套的長(zhǎng)度方向上套裝有用于將所述導(dǎo)電片壓緊在生坯端面上的箍圈。所述箍圈和導(dǎo)電片之間夾設(shè)有鈦片。一種刀頭生產(chǎn)方法，包括以下步驟:步驟一，將硬質(zhì)合金材料制成的套體一端開口封上后，向套體內(nèi)充填聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m，至套體內(nèi)聚晶超硬顆粒或粉塵充填到所需高度后，封堵套體另一端未充填聚晶超硬材料顆粒或粉塵的部分，以形成由套體和其內(nèi)的聚晶超硬材料顆粒或粉塵構(gòu)成的生坯；
步驟二，在生坯的外部上套裝導(dǎo)電套；
步驟三，在套體的兩端向其內(nèi)的聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m施加相向的保壓力，并向?qū)щ娞淄姡了鼍劬С膊牧项w?；蚍蹓m燒結(jié)成結(jié)合在套體的內(nèi)壁上的柱體，以得到由所述柱體和套體燒結(jié)固連而成的柱狀的刀頭毛坯；
步驟四，將所述刀頭毛坯切割成切削塊和連接塊通過(guò)結(jié)合面燒結(jié)的刀頭。所述套體是方筒狀的方套管。本發(fā)明的刀頭生產(chǎn)方法的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明的刀頭經(jīng)充填(得到生坯)一保壓燒結(jié)(得到刀頭毛坯)一切割(得到刀頭)這一
套工序加工而成，其中生坯是由套體和套體內(nèi)充填的聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m構(gòu)成的，而在將生坯燒結(jié)成刀頭毛坯的過(guò)程中，只需要在套體的兩端開口位置處進(jìn)行保壓封堵，就能對(duì)套體內(nèi)的聚晶超硬材料顆粒或粉塵起到保壓的效果，使得保壓燒結(jié)過(guò)程中，聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m將要燒結(jié)成的燒結(jié)體形狀是由套體的內(nèi)孔形狀決定的，與現(xiàn)有技術(shù)相比，降低了生坯燒結(jié)過(guò)程中對(duì)模具容器形狀的依賴，簡(jiǎn)化了刀頭毛坯和刀頭的生產(chǎn)工藝，加快了生產(chǎn)效果，降低了生產(chǎn)成本。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例中生坯和合成模具在燒結(jié)過(guò)程中的連接關(guān)系示意 圖2是圖1的A-A向剖視 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中刀頭毛坯的結(jié)構(gòu)示意 圖4是圖3的俯視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的刀頭毛坯的實(shí)施例:如圖1至圖4所示，該刀頭毛坯6包括由硬質(zhì)合金材料制成的套體I以及由聚晶立方氮化硼材料制成的柱體5，套體I為方筒狀的方套管，所述柱體5為吻合互補(bǔ)的插裝在套體內(nèi)孔中的方柱體，且柱體5的燒結(jié)固定在套體I的內(nèi)周面上。本實(shí)施例的刀頭毛坯6在制造時(shí)，通過(guò)以下步驟合成該刀頭毛坯:
步驟一，將硬質(zhì)合金材料制成的套體I下端開口封上后，向套體I內(nèi)充填聚晶立方氮化硼粉塵2，至聚晶立方氮化硼粉塵2與套體I的上端面平齊后、封堵套體I的上端開口，以形成由套體I和其內(nèi)的聚晶立方氮化硼粉塵2構(gòu)成的生坯3，套體I為方筒狀的方套體1，生坯3為方形的實(shí)心柱體；
步驟二，將所述生坯3裝入合成模具4內(nèi)，所述合成模具4包括吻合套裝在生坯3外周上的導(dǎo)電套41、貼設(shè)在生坯3兩端端面上的導(dǎo)電片42、包裹在導(dǎo)電套41外圍的保溫套43、沿上下方向套設(shè)在抱緊在生坯3上的箍圈44、在導(dǎo)電片42和箍圈44之間夾設(shè)的鈦片45，所述導(dǎo)電片42為碳紙片，導(dǎo)電套41也是由碳紙圍設(shè)而成的，保溫套43是由葉臘石材料制成的石套，箍圈44是鋼圈；
步驟三，在所述箍圈44向套體I內(nèi)的聚晶立方氮化硼粉塵2施加相向的保壓力的情況下，向合成模具4中的導(dǎo)電套41通電，至所述聚晶立方氮化硼粉塵2燒結(jié)成結(jié)合在套體I的內(nèi)壁上的柱體5，以得到由所述柱體5和套體I燒結(jié)固連而成的柱狀的刀頭毛坯6?；谝陨虾铣刹襟E，通過(guò)合成模具4對(duì)生坯3的導(dǎo)電加熱、保溫和保壓作用，將套體I內(nèi)的聚晶立方氮化硼粉塵2燒結(jié)成結(jié)合在套I體內(nèi)周面上的柱體5，以通過(guò)所述柱體5和套體I構(gòu)成所需的刀頭毛坯6，而在合成模具4的使用過(guò)程中，聚晶立方氮化硼粉塵2所需的徑向保壓是通過(guò)套體I對(duì)聚晶立方氮化硼粉塵2的聚攏作用實(shí)現(xiàn)的，也就是聚晶立方氮化硼粉塵2在生坯3中的形狀是通過(guò)套體I對(duì)聚晶立方氮化硼粉塵2的聚攏效果形成的，從而降低了在生坯3燒結(jié)過(guò)程中對(duì)合成模具4的依賴，簡(jiǎn)化刀頭毛坯6的合成工藝，提高生產(chǎn)效率。本實(shí)施例的刀頭毛坯6在使用時(shí)，從圖3和圖4中所示的虛線部位對(duì)刀頭毛坯6進(jìn)行切割，以得到切削塊和連接塊通過(guò)結(jié)合面燒結(jié)的刀頭。在切割后可獲得十二塊形狀相同的刀頭，即通過(guò)一個(gè)刀頭毛坯可切割得到十二塊刀頭，從而提高了刀頭毛坯的利用率，增多了單次加工所得到的刀頭數(shù)量。在上述實(shí)施例中，在刀頭毛坯端面上的切割部位呈十字交叉狀，以使兩成型切面相交于同一相交楞，且該相交楞為所述柱體的中心線，在其他實(shí)施例中，所述相交楞也可以偏置于所述柱體中心線的一側(cè)，且成型卻面的數(shù)量也可以多于兩個(gè)，各個(gè)成型切面可以相交于同一相交楞，也可以兩兩相交，但無(wú)論哪種情況各個(gè)相交楞均應(yīng)處于所述柱體內(nèi)。在上述實(shí)施例中，在頭毛坯外周面上的切割部位處于其三等分位置處，以通過(guò)兩個(gè)水平延伸的拆分切面將刀頭毛坯等分為三塊，以降低刀頭毛坯的高度，在其他實(shí)施例中，刀頭毛坯也可以不通過(guò)所述拆分切面進(jìn)行切割，或者通過(guò)一個(gè)或多于兩個(gè)拆分切面進(jìn)行切害IJ，具體情況根據(jù)實(shí)際所需刀頭的高度決定。在上述實(shí)施例中，通過(guò)合成模具對(duì)所述生坯進(jìn)行保壓燒結(jié)，在其他實(shí)施例中，也可以通過(guò)壓縮機(jī)或重物壓緊等方式對(duì)所述生坯進(jìn)行保壓，并在通過(guò)所述手段對(duì)生坯進(jìn)行保壓的情況下對(duì)生坯進(jìn)行燒結(jié)成型加工。在上述實(shí)施例中，套體是方筒狀的方套管，在其他實(shí)施例中，套體也可以是圓套狀或多棱套狀的。在上述實(shí)施例中，所述生坯中所采用的待燒結(jié)粉塵采用聚晶立方氮化硼材料，在其他實(shí)施例張，聚晶立方氮化硼材料也可以用聚晶金剛石或剛玉等其他聚晶超硬材料代替。在上述實(shí)施例中，在刀頭毛坯的外周面和端面上的切割位置為一種規(guī)則的切割位置排布，以得到形狀規(guī)則的刀頭，在其他實(shí)施例中，也可以按照其他規(guī)則或不規(guī)則的切割位置排布對(duì)所述刀頭毛坯進(jìn)行切割，以得到其他規(guī)則形狀的刀頭或者不規(guī)則形狀的刀頭。在上述實(shí)施例中，導(dǎo)電套是由碳紙圍成的，保溫套是由葉臘石材料制成的石套，在其他實(shí)施例中，導(dǎo)電套也可以是由其他導(dǎo)電材料制成的，保溫套也可以是由其他保溫材料制成的，這個(gè)屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員所慣用的技術(shù)手段，因此不再贅述。在上述實(shí)施例中，導(dǎo)電套是方筒狀的方套管，以使刀頭毛坯為方形的實(shí)心柱體，在其他實(shí)施例中，所述導(dǎo)電套也可以是圓筒狀的園套管、六棱柱狀等其他棱柱狀的棱柱套管或其他異性筒狀的套管，對(duì)應(yīng)的刀頭毛坯也具有與所述導(dǎo)電套對(duì)應(yīng)的外周面。本發(fā)明的刀頭毛坯合成模具的實(shí)施例:如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的刀頭毛坯合成模具結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例中合成模具的結(jié)構(gòu)完全相同，因此不再贅述。本發(fā)明的刀頭毛坯合成工藝的實(shí)施例:如圖1至圖4所示，本實(shí)施例的刀頭毛坯合成工藝與上述實(shí)施例中刀頭毛坯的合成工藝完全相同，即所示合成工藝由以下步驟構(gòu)成:
步驟一，將硬質(zhì)合金材料制成的套體一端開口封上后，向套體內(nèi)充填聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m，至套體內(nèi)聚晶超硬顆粒或粉塵充填到所需高度后，封堵套體另一端未充填聚晶超硬材料顆粒或粉塵的部分，以形成由套體和其內(nèi)的聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m構(gòu)成的生坯；
步驟二，在生坯的外部上套裝導(dǎo)電套；
步驟三，在套體的兩端向其內(nèi)的聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m施加相向的保壓力，并向?qū)щ娞淄姡了鼍劬С膊牧项w?；蚍蹓m燒結(jié)成結(jié)合在套體的內(nèi)壁上的柱體，以得到由所述柱體和套體燒結(jié)固連而成的柱狀的刀頭毛坯。本發(fā)明的刀頭生產(chǎn)方法的實(shí)施例:如圖1至圖4所示，本實(shí)施例的刀頭生產(chǎn)方法是在結(jié)合上述刀頭毛坯的合成工藝后，對(duì)刀頭毛坯進(jìn)行切割以得到所需的刀頭，具體步驟如下:
步驟一，將硬質(zhì)合金材料制成的套體一端開口封上后，向套體內(nèi)充填聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m，至套體內(nèi)聚晶超硬顆?；蚍蹓m充填到所需高度后，封堵套體另一端未充填聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m的部分，以形成由套體和其內(nèi)的聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m構(gòu)成的生坯；
步驟二，在生坯的外部上套裝導(dǎo)電套；
步驟三，在套體的兩端向其內(nèi)的聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m施加相向的保壓力，并向?qū)щ娞淄?，至所述聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m燒結(jié)成結(jié)合在套體的內(nèi)壁上的柱體，以得到由所述柱體和套體燒結(jié)固連而成的柱狀的刀頭毛坯；步驟四，將所述刀頭毛坯切割成切削塊和連接塊通過(guò)結(jié)合面燒結(jié)的刀頭。
權(quán)利要求
1.一種刀頭毛坯，其特征在于，包括由硬質(zhì)合金材料制成的套體以及由聚晶超硬材料制成的柱體，所述柱體處于套體內(nèi)、并燒結(jié)固定在套體的內(nèi)周面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刀頭毛坯，其特征在于，所述套體為方筒狀的方套管，所述柱體為吻合互補(bǔ)的插裝在套體內(nèi)孔中的方柱體。
3.一種刀頭毛坯合成工藝，其特征在于，包括以下步驟:步驟一，將硬質(zhì)合金材料制成的套體一端開口封上后，向套體內(nèi)充填聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m，至套體內(nèi)聚晶超硬顆?；蚍蹓m充填到所需高度后，封堵套體另一端未充填聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m的部分，以形成由套體和其內(nèi)的聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m構(gòu)成的生坯； 步驟二，在生坯的外部上套裝導(dǎo)電套； 步驟三，在套體的兩端向其內(nèi)的聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m施加相向的保壓力，并向?qū)щ娞淄姡了鼍劬С膊牧项w?；蚍蹓m燒結(jié)成結(jié)合在套體的內(nèi)壁上的柱體，以得到由所述柱體和套體燒結(jié)固連而成的柱狀的刀頭毛坯。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的刀頭毛坯合成工藝，其特征在于，所述套體是方筒狀的方套管。
5.一種刀頭毛坯合成模具，其特征在于，包括用于套設(shè)在柱狀的生坯外圍上的導(dǎo)電套和套設(shè)在導(dǎo)電套外圍的保溫套，所述導(dǎo)電套具有用于貼合在生坯外周上、以與生坯導(dǎo)電連通的內(nèi)周面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的刀頭毛坯合成模具，其特征在于，所述導(dǎo)電套是由碳紙圍成的，所述保溫套是由葉臘石材料制成的石套。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的刀頭毛坯合成模具，其特征在于，所述導(dǎo)電套的兩端裝設(shè)有用于貼合在柱狀的生坯端面上的導(dǎo)電片，并在導(dǎo)電套的長(zhǎng)度方向上套裝有用于將所述導(dǎo)電片壓緊在生坯端面上的箍圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的刀頭毛坯合成模具，其特征在于，所述箍圈和導(dǎo)電片之間夾設(shè)有鈦片。
9.一種刀頭生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟一，將硬質(zhì)合金材料制成的套體一端開口封上后，向套體內(nèi)充填聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m，至套體內(nèi)聚晶超硬顆粒或粉塵充填到所需高度后，封堵套體另一端未充填聚晶超硬材料顆粒或粉塵的部分，以形成由套體和其內(nèi)的聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m構(gòu)成的生坯； 步驟二，在生坯的外部上套裝導(dǎo)電套； 步驟三，在套體的兩端向其內(nèi)的聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m施加相向的保壓力，并向?qū)щ娞淄?，至所述聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m燒結(jié)成結(jié)合在套體的內(nèi)壁上的柱體，以得到由所述柱體和套體燒結(jié)固連而成的柱狀的刀頭毛坯； 步驟四，將所述刀頭毛坯切割成切削塊和連接塊通過(guò)結(jié)合面燒結(jié)的刀頭。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的刀頭生產(chǎn)方法，其特征在于，所述套體是方筒狀的方套管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種刀頭毛坯及其合成工藝及其合成模具及刀頭生產(chǎn)方法，該刀頭毛坯包括由硬質(zhì)合金材料制成的套體以及由聚晶超硬材料制成的柱體，所述柱體處于套體內(nèi)、并燒結(jié)固定在套體的內(nèi)周面上。該刀頭毛坯經(jīng)充填(得到生坯)—保壓燒結(jié)(得到刀頭毛坯)這一套工序加工而成，其中生坯是由套體和套體內(nèi)充填的聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m構(gòu)成的，而在將生坯燒結(jié)成刀頭毛坯的過(guò)程中，只需要在套體的兩端開口位置處進(jìn)行保壓封堵，就能對(duì)套體內(nèi)的聚晶超硬材料顆?；蚍蹓m起到保壓的效果，使得保壓燒結(jié)過(guò)程中，與現(xiàn)有技術(shù)相比，降低了生坯燒結(jié)過(guò)程中對(duì)模具容器形狀的依賴，簡(jiǎn)化了刀頭毛坯和刀頭的生產(chǎn)工藝，加快了生產(chǎn)效果，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)B22F7/08GK103157797SQ20131008743
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者韓倩斐, 李劍 申請(qǐng)人:河南富耐克超硬材料股份有限公司