專利名稱：超硬材料切削刀片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于金屬切削加工領域，尤其涉及一種特殊材料制作的切削刀片。
背景技術：
超硬材料是一種在超高溫和高壓條件下人工合成的材料，具有非常高的硬度，用該材料制造的切削刀具，可用于黑色金屬、有色金屬(如鋁、銅及其合金等)、非金屬(如木 材、復合地板及石材等)等材料的高速高精度加工。CN200520143724. 8號中國專利公開了一種超硬刀片，該專利僅提出了連接的方式 而沒有明確其連接的結構，從其實施例中可明顯看到凹槽為直角結構，當切削刀尖受到一 個切削力時，切削刀尖除承受切削力外，將只承受兩種力即刀片基體與切削刀尖之間的連 接力和刀片基體對切削刀尖的支撐力。CN200520143723. 3號中國專利公開了一種超硬刀 片，該超硬刀片的超硬材料刀頭與刀片基體通過彼此之間的凸臺及對應凹槽結合在一起。 該刀片在使用過程中，當切削刀尖受到一個切削力時，切削刀尖除承受切削力外，將只承受 一種力即刀片基體與切削刀尖之間的連接力。另外，結合配件凸臺及對應凹槽，因為形狀 復雜而增加制造成本。上述兩項專利所公開的超硬刀片，其刀片基體與超硬材料制成的切 削刀尖之間是直接連接，由于普通金屬對超硬材料的潤濕性極差，采用焊接的方法連接，其 連接強度很小，焊接不牢，因此在金屬切削過程中，由于刀片基體與切削刀尖的連接強度不 夠，在切削力的作用下，切削刀尖容易從刀片基體上脫落，刀片過早失效。CN200610107352. 2號中國專利公開了一種超硬復合刀片制造方法。該方法是采用 超硬材料的制備方法來制造具有超硬材料刀尖的切削刀片，其中采用的高溫高壓燒結工藝 大大提高了刀片的制造成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術不足，提供一種連接強度較高、操作穩(wěn) 定性好、使用壽命長、結構簡單、成型加工容易、制作成本低的超硬材料切削刀片。為解決上述技術問題，本發(fā)明提出的技術方案為一種超硬材料切削刀片，所述切 削刀片包括刀片基體和固接于刀片基體上的切削刀尖，所述切削刀尖為超硬材料，所述刀 片基體為硬質合金材料，所述刀片基體與切削刀尖的結合面包括結合底面和結合側面，所 述結合底面與結合側面所形成的夾角α為銳角。該技術方案提供的是一種楔入式連接的 超硬材料切削刀片，此種結構的切削刀片相比現(xiàn)有技術的切削刀片，雖然結構變化不大，但 是卻大大提高了切削刀尖的受力，而且對刀片的生產加工設備無特別要求，非常適于工業(yè) 化推廣和應用。作為一個總的技術構思，本發(fā)明還提供另一種更加優(yōu)選的超硬材料切削刀片，所 述切削刀片包括刀片基體和切削刀尖，所述切削刀尖包括固接于刀片基體上的刀尖基片和 固接于該刀尖基片上的切削刃尖，所述切削刃尖為超硬材料，所述刀片基體和刀尖基片為 硬質合金材料，在垂直切削刀片基面且過切削刀尖的任一切削刀片的截面圖中，切削刀尖與刀片基體的結合面所形成的夾角α為銳角。本發(fā)明的上述技術方案主要是基于以下原理首先能形成一杠桿力，有利于優(yōu)化 刀尖的受力狀態(tài)；第二，超硬材料脆性大，在生產制作過程中可能會由于熱脹冷縮的作用使 切削刀尖的超硬材料與硬質合金基體之間產生擠壓而崩缺，甚至可能會使超硬材料層與硬 質合金基片發(fā)生分離，銳角α可有效地減少此種缺陷的產生。此外，本發(fā)明的上述切削刀 片在外觀上也更為美觀。上述優(yōu)選的超硬材料切削刀片中，所述刀片基體和刀尖基片的結合面處的連接介 質最優(yōu)選為銀基釬焊料或銅基釬焊料。更進一步的，所述連接介質的厚度hi ^ IOym0上述的各超硬材料切削刀片中，所述超硬材料優(yōu)選為聚晶金剛石(PCD)材料或聚 晶立方氮化硼(PCBN)材料。上述的各超硬材料切削刀片中，所述結合底面最好基本保持水平，因為這有利于 刀尖基片的加工成型，簡化該超硬材料切削刀片的制備工藝。但是，本發(fā)明切削刀片中的結 合底面并不限于是水平的，結合底面完全可以向刀片中心方向傾斜一定角度。此外，所述刀 片基體和切削刀尖的結合面可以是完全貼合(即切削刀尖上的結合面夾角α 1與刀片基體 上的結合面夾角α 2相等)；在靠近結合底面和結合側面的相交部(即拐角部)處，也可以存 在少量間隙(即切削刀尖上的結合面夾角α 1略大于刀片基體上的結合面夾角α 2)。上述的各超硬材料切削刀片中，所述銳角α的角度優(yōu)選為85° 89. 99°，最優(yōu) 選為88° 89. 9°。上述的各超硬材料切削刀片中，所述切削刀尖的厚度h2與刀片基體的厚度h3的 比值優(yōu)選為1 (2 16)?？紤]到切削刀片的形狀和種類多種多樣，所述切削刀尖的形狀可以為三角形、四 邊形、近似的半圓形、圓環(huán)形或其他多邊形等。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1)本發(fā)明切削刀片的強度更高、受力狀態(tài) 更好，大大提高了切削操作的穩(wěn)定性；2)本發(fā)明切削刀片的切削刀尖與刀片基體的連接強 度較高，可減少掉片，延長了刀片的使用壽命；3)本發(fā)明的切削刀片不僅結構簡單，成本低 廉，易于加工成型，而且對生產設備無特別要求，可直接利用現(xiàn)有的加工設備進行生產，有 利于大批量、規(guī)?；剡M行工業(yè)應用。


圖1為本發(fā)明實施例1的超硬材料切削刀片的俯視圖； 圖2為圖1沿A-A向的剖視圖3為圖1沿B-B線的局部剖面圖； 圖4為圖1沿C-C線的局部剖面圖； 圖5為圖2在D處的局部剖視圖6為圖1所示切削刀片的另一種變通實施方式一的局部剖視圖； 圖7為圖1所示切削刀片的另一種變通實施方式二的局部剖視圖； 圖8為本發(fā)明實施例2的超硬材料切削刀片的俯視圖； 圖9為圖8沿E-E向的剖視圖； 圖10為本發(fā)明實施例3的超硬材料切削刀片的俯視4圖11為圖10沿F-F向的剖視圖。圖例說明
1、刀片基體；11、基面；2、切削刀尖；21、切削刃尖；22、刀尖基片；3、安裝孔；4、結合底
面；5、結合側面。
具體實施方式

實施例1
一種如圖1 圖5所示的本發(fā)明的超硬材料切削刀片，該超硬材料切削刀片為一基面 11為三角形的切削刀片，在基面11的中心設有一安裝孔3。該切削刀片包括刀片基體1和 位于角部的切削刀尖2，刀片基體1的厚度h3=3. 98mm,切削刀尖2的厚度h2=l. 60mm,切削 刃尖21的厚度h4=0. 7mm ；切削刀尖2包括固接于刀片基體1上的刀尖基片22和固接于刀 尖基片22上的切削刃尖21，整個切削刀尖2與刀片基體1的結合面包括一基本保持水平的 結合底面4和一與豎直平面呈一夾角的結合側面5。刀片基體1與切削刀尖2的結合面包 括結合底面4和結合側面5，結合底面4與結合側面5所形成的夾角α為銳角，具體到本實 施例中，該夾角α的度數(shù)為85°。圖2、圖3、圖4分別為過切削刃尖不同位置處的截面圖 或剖視圖，在這些圖中可以看出，結合面所形成的夾角α均為銳角。本實施例切削刀片的刀片基體1和刀尖基片22均為硬質合金材料，切削刃尖21 為聚晶金剛石材料。刀片基體1和刀尖基片22的結合面處的連接介質則為銀基釬焊料，該 連接介質的厚度hl=3ym。本實施例的超硬材料切削刀片是通過以下方法制備得到首先，本實施例的切削 刃尖21是通過采用超硬材料的制備工藝固接到刀尖基片22上，得到切削刀尖2 ；然后，采 用砂輪磨削的方法在刀片基體1上加工出帶銳角α的凹槽，同時在切削刀尖2上加工出帶 銳角α的拐角部；再利用高頻焊接，使刀尖基片22在高頻感應焊接機的作用下通過銀基釬 焊料固接在刀片基體1上，并保持切削刀尖2的拐角部與刀片基體1上帶銳角的凹槽相配 合；最后經電腐蝕加工和/或砂輪磨削加工，并經常規(guī)的后續(xù)處理后得到本實施例的超硬 材料切削刀片。本實施例的切削刀尖的另一種變通實施方式如圖6所示，圖6中的切削刀尖21不 包含刀尖基片和連接介質，整個切削刀尖21全部是由聚晶金剛石或聚晶立方氮化硼材料 制成，其制作成本相對而言有所增加。此外，圖6所示切削刀尖21的結合底面4與水平面 有一傾角β，這種楔入式的連接結構同樣能夠實現(xiàn)本發(fā)明的目的。本實施例的切削刀尖的另一種變通實施方式如圖7所示，圖7中的切削刀尖21與 刀片基體1的結合面并不是完全貼合，即切削刀尖21上的結合面夾角α 1與刀片基體1上 的結合面夾角α 2并不完全相等；該變通實施方式中靠近結合底面4和結合側面5的相交 部處存在有一定間隙，這是因為切削刀尖21上的結合面夾角α 1略大于刀片基體1上的結 合面夾角α2所致。這種帶微量間隙式的連接結構同樣能夠實現(xiàn)本發(fā)明的目的。該實施方 式中結合面夾角α 1即可視為結合底面4與結合側面5所形成的夾角α。實施例2
一種如圖8 圖9所示的本發(fā)明的超硬材料切削刀片，該超硬材料切削刀片為一基面 11為菱形的切削刀片，在基面11的中心設有一安裝孔3。該切削刀片包括刀片基體1和位于角部的切削刀尖2，刀片基體1的厚度h3= 4. 76mm，切削刀尖2的厚度h2=l. 60mm，切削刃 尖21的厚度h4=0. 9mm ；切削刀尖2包括固接于刀片基體1上的刀尖基片22和固接于刀尖 基片22上的切削刃尖21，整個切削刀尖2與刀片基體1的結合面包括一基本保持水平的結 合底面4和一與豎直平面呈一夾角的結合側面5。刀片基體1與切削刀尖2的結合面包括 結合底面4和結合側面5，結合底面4與結合側面5所形成的夾角α為銳角(參見圖9)，具 體到本實施例中，該夾角α的度數(shù)為88°。本實施例切削刀片的刀片基體1和刀尖基片22均為硬質合金材料，切削刃尖21 為聚晶立方氮化硼材料。刀片基體1和刀尖基片22的結合面處的連接介質則為銀基釬焊 料，該連接介質的厚度為3 μ m。本實施例切削刀片的制備方法與實施例1相同。本實施例的切削刃尖21是通過采用超硬材料的制備工藝固接到刀尖基片22上， 刀尖基片22則在高頻感應焊接機的作用下通過銀基釬焊料過渡連接。實施例3
一種如圖10 圖11所示的本發(fā)明的超硬材料切削刀片，該超硬材料切削刀片為一 基面11為六邊形的切削刀片，在基面11的中心設有一安裝孔3。該切削刀片包括刀片 基體1和位于角部的梯形切削刀尖2，刀片基體1的厚度h3=6. 36mm,切削刀尖2的厚度 h2=l. 60mm,切削刃尖21的厚度h4=0. 5mm ；切削刀尖2包括固接于刀片基體1上的刀尖基 片22和固接于刀尖基片22上的切削刃尖21，整個切削刀尖2與刀片基體1的結合面包括 一基本保持水平的結合底面4和一與豎直平面呈一夾角的結合側面5。刀片基體1與切削 刀尖2的結合面包括結合底面4和結合側面5，結合底面4與結合側面5所形成的夾角α 為銳角(參見圖11)，具體到本實施例中，該夾角α的度數(shù)為89.5°。本實施例切削刀片的刀片基體1和刀尖基片22均為硬質合金材料，切削刃尖21 為聚晶金剛石材料。刀片基體1和刀尖基片22的結合面處的連接介質則為銀基釬焊料，該 連接介質的厚度為4μπι。本實施例切削刀片的制備方法與實施例1相同。本實施例的切削刃尖21是通過采用超硬材料的制備工藝固接到刀尖基片22上， 刀尖基片22則在高頻感應焊接機的作用下通過銀基釬焊料過渡連接。采用上述各實施例制備的超硬材料切削刀片，配合適當?shù)牡毒吆颓邢鲄?shù)，能有 效地增加刀片基體1與切削刀尖2的連接強度，減少掉片，延長刀片的使用壽命。上述各實施例僅僅是為更清楚地描述本發(fā)明的內容，但并不能構成對本發(fā)明的限 制，任何與本發(fā)明構成實質性相同或等同的技術方案均在本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
一種超硬材料切削刀片，所述切削刀片包括刀片基體(1)和固接于刀片基體(1)上的切削刀尖(2)，所述切削刀尖(2)為超硬材料，所述刀片基體(1)為硬質合金材料，其特征在于所述刀片基體(1)與切削刀尖(2)的結合面包括結合底面(4)和結合側面(5)，所述結合底面(4)與結合側面(5)所形成的夾角α為銳角。
2.一種超硬材料切削刀片，所述切削刀片包括刀片基體(1)和切削刀尖(2)，所述切削 刀尖(2)包括固接于刀片基體(1)上的刀尖基片(22)和固接于刀尖基片(22)上的切削刃 尖(21)，所述切削刃尖(21)為超硬材料，所述刀片基體(1)和刀尖基片(22)為硬質合金材 料，其特征在于所述刀片基體(1)與切削刀尖(2)的結合面包括結合底面(4)和結合側面 (5)，所述結合底面(4)與結合側面(5)所形成的夾角α為銳角。
3.根據(jù)權利要求2所述的超硬材料切削刀片，其特征在于所述刀片基體(1)和刀尖基 片(22)的結合面處的連接介質為銀基釬焊料或銅基釬焊料。
4.根據(jù)權利要求3所述的超硬材料切削刀片，其特征在于所述連接介質的厚度 hi < 10 μ m。
5.根據(jù)權利要求1 4中任一項所述的超硬材料切削刀片，其特征在于所述超硬材 料為聚晶金剛石材料或聚晶立方氮化硼材料。
6.根據(jù)權利要求1 4中任一項所述的超硬材料切削刀片，其特征在于所述結合底 面基本保持水平。
7.根據(jù)權利要求1 4中任一項所述的超硬材料切削刀片，其特征在于所述銳角α 的角度為85° 89. 99°。
8.根據(jù)權利要求7所述的超硬材料切削刀片，其特征在于所述銳角α的角度為 88° 89. 9°。
9.根據(jù)權利要求1 4中任一項所述的超硬材料切削刀片，其特征在于所述切削刀 尖(2)的厚度h2與刀片基體(1)的厚度h3的比值為1 (2 16)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特殊材料制作的切削刀片，具體公開了一種超硬材料切削刀片，該切削刀片包括刀片基體和固接于刀片基體上的切削刀尖，切削刀尖可以含有一過渡連接的刀尖基片，刀尖基片和刀片基體為硬質合金材料，切削刀尖為超硬材料，刀片基體與切削刀尖的結合面包括結合底面和結合側面，結合底面與結合側面所形成的夾角α為銳角。本發(fā)明的切削刀片具有連接強度較高、操作穩(wěn)定性好、使用壽命長、結構簡單、成型加工容易、制作成本低等優(yōu)點。
文檔編號B23B27/20GK101954498SQ20101029295
公開日2011年1月26日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權日2010年9月27日
發(fā)明者姚學祥, 李屏, 王社權, 高智 申請人:株洲鉆石切削刀具股份有限公司