专利名称：制造一种硬质合金切削镶刃的方法
技术领域：
本发明涉及切削装置，特别是涉及制造一种注射成形硬质合金镶刃的方法。
多年来，采用硬质合金切削刀片或具有金刚石切削刀片的硬质合金镶刃的切削工具已经公知。然而，在制造具有金刚石切削刀片的切削刀具时，金刚石与镶刃的固接，或者与切削刀具特别是锯条和类似物的刀片的固接存在着许多困难。特别是，金刚石很难在长期使用中保持与切削刀片固接。人们尝试了许多不同的方法来将金刚石固接到刀具上，比如锯条上。例如，美国专利No.3162187披露了使用适当的钨或碳化钨网，其中将金刚石嵌装在该网内。嵌装金刚石的母体被布置在一个钢加强件的相对侧上，并且在一个预定温度下，将钢加强件放在一个炉子中以便将嵌装金刚石的母体熔接到钢镶刃上。然后，将加工好的镶刃插入一个刀具中的一个适当的槽内，在该槽内，使钢-钨-金刚石镶刃钎焊就位。
美国专利No.3122030披露了一种带有沿周边的金刚石齿的旋转锯条的安装方法，其中切削部分包括一个金属母体，碎粒金刚石基本上均匀地分布在整个所述母体上。该母体被夹在两个钢凸耳之间，这两个钢凸耳被焊接到一个锯条的一个齿上。
美国专利No.3110579还公开了一种镶金刚石的锯条，其中锯条的切削元件包括镶嵌并散布在一种母体材料例如青铜和铁的混合物中的金刚石砂粒。将切削元件插入刀片上的一个槽中，并将金刚石切削元件焊接在该槽中。
本发明的一个目的是提供一种改进的刀具用切削刀片。
本发明的另一个目的是提供一种改进的刀具用金刚石切削刀片。
本发明的又一个目的是提供一种用于刀具的注射成形硬质合金镶刃。
本发明的又一个目的是提供一种用于刀具的注射成形硬质合金镶刃，在该镶刃的两相对侧上设有两个具有预定尺寸的凹槽，一个凹槽接纳一个刀具的一个切削刀片的刀刃，而另一个凹槽接纳一个金刚石切削刀片。
更特别地是，本发明提供了一种制造用于刀具的一个切削刀片镶刃的方法，它包括以下步骤准备一种包括一种喷雾干燥的硬质高熔点化合物的混合物；将该混合物输送到一个模型中；将该混合物模制成一个预定的切削刀片镶刃的形状，该切削刀片镶刃包括用于一个切削刀片的一个第一凹槽和用来与一个刀具连接的一个第二凹槽；烧结该切削刀片镶刃；将一个切削刀片放在所述第一凹槽内；以及在第一凹槽内钎焊该切削刀片。
最好，切削刀片是一个金刚石切削刀片，且模型中的混合物包含具有一种钴粘结剂的碳化钨。
可以理解，下面对本发明的实施例的描述并非是限制性的，对本领域中的普通技术人员来说，在阅读下面的公开内容时，可以在本发明的范围内作出不同的修改。
参考附图和下面的描述将会更好的理解本发明。图中
图1是表示本发明的制造一种硬质合金镶刃的步骤的方框图；图2是本发明的一个优选实施例的透视图，它表示在注射成形的镶刃的上侧上用来接纳一个切削刀片的凹槽；图3是图2所示的注射成形镶刃旋转180℃后的透视图，它表示在该镶刃的上侧上用来接纳一个刀具的凹槽；和图4是图2和3所示镶刃的透视图，其中一个切削刀片容纳在该镶刃的切削刀片凹槽内。
参见图1，将按重量计约占4％至6％的蜡1，该蜡1通常是石蜡，按重量计约占2％至4％的聚丙烯2，和按重量计约占90％至94％的喷雾干燥粉3添加到一个搅拌机，例如用标号10表示的一种∑型搅拌机中。喷雾干燥粉3通常是一种混合物，该混合物包括一种硬的高熔点化合物，例如碳化钨，和一种金属粘结剂，例如钴和一种蜡。钴的含量以重量计占粉3的3％至25％。这些成分在约150℃至200℃的温度下通常充分地搅拌1至3个小时。混合物可以冷却到环境温度，然后在任何公知的制粒机12中形成直径通常小于1/8″(0.32厘米)大小的颗粒。将该混合物送入一个注射模型成型机20中。该注射模型成型机20设有一个具有预定尺寸和形状的模型，这样制成的模制产品52如图2,3和4所示。在大约150℃至200℃的温度下，通常约为170℃，并在约12000至15000磅/平方英寸(8.4×106至1.1×107kgms/m2)的压力下实施模制步骤。然后，将制成的处于“湿的”状态下的模制产品送到一个温度保持在40℃至60℃的脱粘箱(de-binding tank)30，其中通过一种溶剂，通常是石脑油的再循环而分离出蜡。然后，将制成的无蜡产品输送到一个热脱粘工序，在标号为40的一个炉子中，在约150℃至约500℃的温度下，该工序实施约6至12小时的一段时间。制成的热脱粘后的产品既可输送到一个独立的烧结炉40a中，也可以留在炉40内并承受烧结温度。脱粘后的产品的烧结通常发生在约1400℃，且温度从热脱粘温度以大约每分钟1至10℃的速度逐步增加到约1400℃。然后，将烧结产品52在炉内冷却到环境温度，随后通常通过喷砂清除法将其去除和清洁。接着，在图2中由标号54表示的第一凹槽内，烧结产品52准备用于接受一个切削刀片。
如图2和3最佳所示，制成的烧结注射模制产品52包括预定尺寸和形状的可在其中容纳一个切削刀片的凹槽54和一个第二凹槽56，该第二凹槽56位于与凹槽54相对的一侧。第二凹槽56的尺寸和形状被设定成可以接纳一个刀具(未示出)的外周边。
如图4所示，一个切削刀片58被装在凹槽54内，该切削刀片通常是金刚石，例如本领域所熟知的一种多晶金刚石(PCD)或由化学气相淀积(CVD)形成的金刚石。还认识到，切削刀片58可以例如是一种多晶氮化硼或类似物。然后，将切削刀片58切割成预定的尺寸，以便用来装入切削刀片，或镶刃52的第一凹槽54。通过任何公知的方法，特别是钎焊，使用银基合金钎焊材料或其等同物将刀片58如标号62所示的焊接到凹槽54内。
可以认识到，在不超出本发明的原则和实质的前提下，可以对所图示和描述的特定实施例作多种修改。
权利要求
1．一种制造用于刀具的一个切削刀片镶刃(52)的方法，其包括以下步骤a．准备一种包括一种硬的高熔点化合物(3)的混合物；b．将该混合物输送到一个模型(20)中；c．将该混合物模制成一个预定的切削刀片镶刃形状，该切削刀片镶刃包括用于一个切削刀片(58)的一个第一凹槽(54)和用来容纳刀具的外周边的一个第二凹槽(56)；d．烧结该切削刀片镶刃(52)；e．将一个切削刀片(58)放在所述第一凹槽(54)内；和f．在所述第一凹槽(54)内钎焊所述切削刀片(58)。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切削刀片(58)是金刚石切削刀片。
3．如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硬的高熔点化合物(3)包括碳化钨和钴。
4．如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述钴的含量以重量计占所述高熔点化合物的混合物(3)的3％至25％。
5．如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合物包括蜡(1)和聚丙烯(2)。
6．如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合物包括按重量计占4％至6％的蜡(1)，按重量计约占2％至4％的聚丙烯(2)，和按重量计约占90％至94％的硬质高熔点化合物(3)。
7．如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述高熔点化合物(3)包括一种金属粘结剂。
8．如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述蜡(1)是石蜡。
9．如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述硬质高熔点化合物(3)包括碳化钨。
10．如权利要求6所述的方法，其特征在于，在大约150℃至200℃的温度下进行制备所述混合物的操作1至3个小时。
11．如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括在烧结之前从所述混合物中分离出蜡的步骤。
12．如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在将所述混合物输送到一个模型(20)之前使所述混合物粒化(12)的步骤。
13．如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述粒化(12)形成直径小于1/8″(0.32厘米)的颗粒。
14．如权利要求1所述的方法，其特征在于，在一个注射模型中进行所述模制(20)。
15．如权利要求1所述的方法，其特征在于，在大约150℃至200℃的温度下，和在约12000至15000磅/平方英寸(8.4×106至1.1×107kgms/m2)的压力下实施所述模制(20)步骤。
16．如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤在40℃至60℃的温度下且在一个脱粘箱(30)内用一种脱粘溶剂来脱粘直至所述蜡已基本上分离出，所述脱粘的步骤在所述烧结之前进行。
17．如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述溶剂是石脑油。
18．如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在烧结(40a)之前的热脱粘(30)的步骤，所述热脱粘在大约150℃至大约500℃的温度下实施6-12小时。
19．如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述烧结(40a)在约1400℃的温度下进行，且温度以每分钟约1至10℃的速度逐步增加。
20．一种用于锯条的切削刀片镶刃，它包括一个模制的硬质合金镶刃(52)，它具有用于容纳一个切削刀片(58)的一个第一凹槽(54)，和用于使所述镶刃定位到锯条上的一个预定尺寸和形状的第二凹槽(56)；和一个钎焊(62)在所述第一凹槽(54)内的切削刀片(58)。
21．如权利要求20所述的镶刃，其特征在于，所述切削刀片(58)是金刚石切削刀片。
22．如权利要求20所述的镶刃，其特征在于，所述注射成形的硬质合金(52)是碳化钨。
23．如权利要求22所述的镶刃，其特征在于，所述模制的硬质合金包括钴。
24．如权利要求20所述的镶刃，其特征在于，所述第一凹槽(54)位于所述镶刃(52)的一侧上，而所述第二凹槽(56)位于所述第一凹槽(54)的相对侧上。
25．如权利要求20所述的镶刃，其特征在于，所述模制的硬质合金镶刃(52)是注射成形的硬质合金镶刃。
全文摘要
一种刀具的镶刃包括一个安装在一个第一凹槽内的切削刀片,模制的硬质高熔点化合物镶刃具有该第一凹槽和一个预定尺寸和形状的第二凹槽,该第二凹槽用于使镶刃定位在刀具上。优选的切削刀片是金刚石,优选的硬质高熔点化合物是一种具有钴粘结剂的碳化钨。
文档编号B23P15/28GK1211205SQ97192222
公开日1999年3月17日 申请日期1997年2月3日 优先权日1996年2月12日
发明者拉马莫蒂·K·维斯瓦纳达姆, 卡尔·A·舒马克 申请人:克雷多工具公司