本實用新型涉及一種金屬坯體，尤其涉及一種由粉末冶金材料制成的切削坯體，以及采用此坯體制造的刀具。

背景技術：

粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經過成形和燒結，制造金屬材料、復合材料以及各種類型制品的工藝技術。粉末冶金法與生產陶瓷有相似的地方，均屬于粉末燒結技術，因此，粉末冶金技術也可用于陶瓷材料的制備。

廣義的粉末冶金制品業(yè)涵括了鐵石刀具、硬質合金、磁性材料以及粉末冶金制品等。狹義的粉末冶金制品業(yè)僅指粉末冶金制品，包括粉末冶金零件(占絕大部分)、含油軸承和金屬射出成型制品等。

硬質合金是以高硬度難熔金屬的碳化物(WC、TiC)微米級粉末為主要成分，以鈷(Co)或鎳(Ni)、鉬(Mo)為粘結劑，在真空爐或氫氣還原爐中燒結而成的粉末冶金制品，也屬于一類粉末冶金材料。此外，IVB、VB、VIB族金屬的碳化物、氮化物、硼化物等，由于硬度和熔點特別高，也一并統(tǒng)稱為硬質合金。

金屬陶瓷為了使陶瓷既可以耐高溫又不容易破碎，人們在制作陶瓷的粘土里加了些金屬粉，因此制成了金屬陶瓷，其也屬于一類粉末冶金材。金屬陶瓷中的陶瓷相是具有高熔點、高硬度的氧化物或難熔化合物，金屬相主要是過渡元素(鐵、鈷、鎳、鉻、鎢和鉬等)及其合金。

金屬基金屬陶瓷是在金屬基體中加入氧化物細粉制得，又稱彌散增強材料，如：燒結鋁(鋁-氧化鋁)、燒結鈹(鈹-氧化鈹)和TD鎳(鎳-氧化釷)等。由一種或幾種陶瓷相與金屬相或合金所組成的復合材料。

陶瓷基金屬陶瓷主要可以細分為：氧化物基金屬陶瓷，如：以氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化鈹?shù)葹榛w，與金屬鎢、鉻或鈷復合而成；碳化物基金屬陶瓷，如：以碳化鈦、碳化硅、碳化鎢等為基體，與金屬鈷、鎳、鉻、鎢、鉬等金屬復合而成；氮化物基金屬陶瓷，如：以氮化鈦、氮化硼、氮化硅和氮化鉭為基體；硼化物基金屬陶瓷，如：以硼化鈦、硼化鉭、硼化釩、硼化鉻、硼化鋯、硼化鎢、硼化鉬、硼化鈮、硼化鉿等為基體，與部分金屬材料復合而成；硅化物基金屬陶瓷，如：以硅化錳、硅化鐵、硅化鈷、硅化鎳、硅化鈦、硅化鋯、硅化鈮、硅化釩、硅化鈮、硅化鉭、硅化鉬、硅化鎢、硅化鋇等為基體，與部分或微量金屬材料復合而成。

粉末冶金具有獨特的化學組成和機械、物理性能，而這些性能是用傳統(tǒng)的熔鑄方法無法獲得的。運用粉末冶金技術可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油軸承、齒輪、凸輪、導桿和刀具等，是一種少無切削工藝。

粉末冶金工藝包括：

1)原料粉末的制備。現(xiàn)有的制粉方法大體可分為兩類：機械法和物理化學法。而機械法可分為：機械粉碎及霧化法；物理化學法又分為：電化腐蝕法、還原法、化合法、還原-化合法、氣相沉積法、液相沉積法以及電解法。其中應用最為廣泛的是還原法、霧化法和電解法。

2)粉末成型為坯塊。成型的目的是制得一定形狀和尺寸的壓坯，并使其具有一定的密度和強度。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型。加壓成型中應用最多的是模壓成型。此外還可使用3D打印技術進行胚塊的制作。

3)坯塊的燒結。燒結是粉末冶金工藝中的關鍵性工序。成型后的壓坯通過燒結使其得到所要求的最終物理機械性能。

4)產品的后序處理。燒結后的處理，可以根據(jù)產品要求的不同，采取多種方式。如：精整、浸油、機加工、熱處理及電鍍等。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的一個目的在于提供一種粉末冶金制成的坯體，采用硬質材料制造，能加工成切削部件用于刀具的制造。

本實用新型的另一個目的在于提供一種刀具刃口，對粉末冶金制成的硬質材料切削坯體進行加工而得。

本實用新型的再一個目的在于提供一種刀具，采用粉末冶金制成的硬質材料切削坯體制造。

對于機加工領域的刀具，如：孔加工刀具、銑刀和鏜刀等，其外觀通常以整體呈現(xiàn)圓柱形較為常見，還具有槽體和切削端部等特征。從加工效率角度，這些刀具一般具有2枚以上的切削刃，切削刃也較常見地設置于切削端部。

一種粉末冶金制成的坯體，其整體呈螺旋狀，通過粉末冶金工藝燒結而成，其具有的截面如：但不僅限于圓形、橢圓形和多邊形等，優(yōu)先選擇圓形。圓形的直徑如：0.2mm～5mm，優(yōu)先選擇0.5mm～2.5mm，尤其是0.7mm～1.5mm。

本實用新型坯體的螺旋角度為5°～60°，優(yōu)先選擇25°～45°，尤其是27°～33°，如：但不僅限于27°、28°、29°、30°、31°、32°和33°。

本實用新型坯體的螺旋的基準徑為3mm～75mm，如：3mm～20mm、20mm～40mm和40mm～75mm。

本實用新型坯體的硬質材料如：但不僅限于金屬陶瓷、硬質合金、金剛石或立方氮化硼等。

以本實用新型的坯體，通過機加工方式制成刀具的刃部，進而獲得刀具。

本實用新型技術方案實現(xiàn)的有益效果：

本實用新型采用粉末冶金的方法制成整體呈螺旋形的硬質材料坯體，顯著提高了硬質材料的被加工性能，有利該種硬質材料刀具的規(guī)?；a和應用。

金屬陶瓷的耐磨性、紅硬性和抗黏著性都比硬質合金更突出，但其韌性不足(抗折力RTS在1,600～2,400)遠不及硬質合金(抗折力RTS在3,000～4,400)。

因此，長期以來金屬陶瓷最多作為刀片使用。另一方面即使有少數(shù)幾家企業(yè)提供規(guī)格有限(主要考慮抗折力，棒料一般在D6mm～D12mm，長度在100mm以內)的棒料用于制造圓柱形回轉整體刀具，由于金屬陶瓷棒料難以加工成型(一般加工耗時2倍以上)，還存在易斷和易裂等情形(良品率通常不到80％)，難有刀具制造企業(yè)愿意規(guī)?；a。因此本實用新型的坯體尤其適用于金屬陶瓷，使得金屬陶瓷作為一種好的硬質材料無法廣泛應用在刀具行業(yè)得以應用。

本實用新型的金屬陶瓷螺旋刀片坯體，不僅可以發(fā)揮金屬陶瓷作為切削刃的優(yōu)勢，并固定于以鋼件或硬質合金為基體制成刀具，從而彌補金屬陶瓷作為刀具刃部在剛性和韌性方面較弱的缺點，也能大大減少金屬陶瓷刀具的加工時間，提高生產效率。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的粉末冶金制成的切削坯體一實施例的示意圖；

圖2為本實用新型提供的粉末冶金制成的切削坯體另一實施例的示意圖；

圖3為本實用新型提供的粉末冶金制成的切削坯體另一實施例的示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖詳細描述本實用新型的技術方案。本實用新型實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍中。

本實施例的粉末冶金制成的切削坯體如圖1、如圖2和圖3所示，其整體呈螺旋狀，螺旋角度為5°～60°，優(yōu)先選擇25°～45°，尤其是27°～33°，如：但不僅限于27°、28°、29°、30°、31°、32°和33°。螺旋的基準徑為3mm～75mm，如：3mm～20mm、20mm～40mm和40mm～75mm。

本實施例的坯體具有的截面如：但不僅限于圓形、橢圓形和多邊形等。坯體長軸方向獲得的截面邊緣各處與所述截面的中心的直線長度為0.2mm～5mm。

該坯體采用如下成型方法解決在燒結時坯料常見的熱形變和收縮現(xiàn)象，使得坯體的構造符合設計要求，便于后續(xù)利用，提高制造效率。具體方法為：

先通過模壓的方法，將金屬陶瓷或硬質合金粉料壓制成坯料。如：在模具里置入金屬陶瓷或硬質合金粉料后，于5T～100T壓力下進行模壓制成，模壓壓力優(yōu)先選擇10T。

再如：在模具里置入金屬陶瓷或硬質合金粉料后先通過模壓獲得預成型刀具坯體，接著對預成型刀具坯體進行等靜壓以進一步提高材料密度處理而得。本實施例中，優(yōu)先采用液體冷等靜壓方式，壓力為5T～200T，尤其是100T制得坯料。

然后，將制成的坯料進行預燒結(參見：CN102632261B)，溫度140℃～1100℃，時間如：10分鐘～360分鐘；

最后，將干燥的坯料整體埋入耐高溫粉末中并壓實后一同以熱等靜壓(HIP)方法對坯體進行燒結，通入氬氣、氫氣和氮氣等保護性氣體(尤其是通入氬氣、氫氣和氮氣三種氣體)，制得坯體。

坯料隨著加熱而產生收縮，密實的三氧化二銦粉末可起到自動支撐、墊縫的效果，幫助坯料保持原有形狀，如：槽體不發(fā)生形變，螺旋角度保持設計要求。