Pcd螺旋鑽頭的製作方法

2023-12-09 18:54:51 3

Pcd螺旋鑽頭的製作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種鑽頭，特別是涉及一種P⑶螺旋鑽頭。
【背景技術】
[0002]近些年來，隨著科技的發展，機械製造業對加工精度的要求也是越來越高，鑽頭作為一種機械加工常用刀具，其結構不僅決定著自身的強度、使用壽命，更決定著鑽出工件孔的誤差大小和精度高低。
[0003]在航天、航空、軍工、汽車領域，大量使用複合材料，對加工孔徑的尺寸精度和光潔度要求較高，同時對加工刀具本身的技術要求和使用壽命越來越高，現有的硬質合金鑽頭加工雖然可以滿足部分要求，但在加工過程中因磨損較快，造成產品的孔徑尺寸一致性不佳，不良率較高。另外，由於現有的鑽頭結構設計不合理，影響自身的強度和使用壽命。

【發明內容】

[0004]基於此，有必要針對上述問題，提供一種結構設計合理、不易磨損且加工孔徑的尺寸精度和光潔度較佳的PCD螺旋鑽頭。
[0005]—種PCD螺旋鑽頭，包括:夾持部、連接在所述夾持部一端的切削部、以及凸伸於所述切削部的尖頭部;所述夾持部、所述切削部以及所述尖頭部具有同一旋轉中心軸;所述切削部上圍繞旋轉中心軸開設有螺旋形排肩槽，靠近所述尖頭部的所述切削部的頂緣具有切削麵;所述所述尖頭部呈稜錐結構，所述尖頭部以及靠近所述尖頭部的所述切削部上開設有V型槽，所述V型槽自所述尖頭部的頂部至所述螺旋形排肩槽的方向平滑過渡;所述尖頭部以及連接所述尖頭部的一段切削部為PCD材質，該一段PCD材質的切削部與剩餘段切削部焊接；
[0006]所述切削部以及所述尖頭部的表面設有第一塗層，該第一塗層以重量份計，包括如下組分:鈦30?50份，鐵20?30份，銅10?15份，鎳4?7份；
[0007]所述第一塗層的表面設有第二塗層，該第二塗層以重量份計，包括如下組分:氮化鋯20?35份，鐵25?32份，石墨烯0.5?1.2份，鈷13?18份，鉻1.3?1.7份。
[0008]上述PCD螺旋鑽頭結構設計合理，通過切削部和尖頭部實現對工件進行高效的鑽孔操作，在鑽孔過程中，一段PCD材質的切削部與金屬材料的親和性極小，不易因鑽孔產生粘肩現象，不易磨損且加工孔徑的尺寸精度和光潔度較佳。另外，在切削部以及尖頭部的表面依次設有第一塗層和第二塗層，使得PCD螺旋鑽頭具有抗腐蝕能力強，化學性質穩定，耐高溫、高強度等特性。
[0009]在其中一個實施例中，所述螺旋形排肩槽的個數為兩個，兩個螺旋形排肩槽扭繞設置。
[0010]在其中一個實施例中，所述夾持部與剩餘段切削部一體成型連接。
[0011]在其中一個實施例中，所述夾持部與剩餘段切削部可拆卸連接。
[0012]在其中一個實施例中，所述切削部的外表面塗覆有碳氮化鈦層。
[0013]在其中一個實施例中，所述切削部的外表面塗覆有氮化鋁鈦層。
[0014]在其中一個實施例中，所述夾持部的外表面塗覆有散熱塗層。
[0015]在其中一個實施例中，所述第一塗層以重量份計，包括如下組分:鈦40份，鐵25份，銅13份，鎳6份。
[0016]在其中一個實施例中，所述第二塗層以重量份計，包括如下組分:氮化鋯28份，鐵29份，石墨烯0.8份，鈷16份，鉻1.5份。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明一較佳實施例的PCD螺旋鑽頭的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為了便於理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。
[0019]如圖1所示，本發明一較佳實施例的PO)(Polycrystalline Diamond，聚晶金剛石)螺旋鑽頭1，包括:夾持部11、連接在夾持部11 一端的切削部12、以及凸伸於切削部12的尖頭部13。夾持部11、切削部12以及尖頭部13具有同一旋轉中心軸20。切削部12上圍繞旋轉中心軸20開設有螺旋形排肩槽121，靠近尖頭部13的切削部12的頂緣具有切削麵122。尖頭部13呈稜錐結構，尖頭部13上以及靠近尖頭部13的切削部12上開設有V型槽131，V型槽131自尖頭部13的頂部至螺旋形排肩槽121的方向平滑過渡。尖頭部13以及連接尖頭部13的一段切削部SPO)(Polycrystalline Diamond，聚晶金剛石)材質，該一段PCD材質的切削部與剩餘段切削部焊接。為了表述方便，將連接尖頭部13的一段PCD材質的切削部定義為第一切削部14，將與第一切削部14焊接的剩餘段切削部定義為第二切削部15。
[0020]本實施例中，所述切削部以及所述尖頭部的表面設有第一塗層，該第一塗層以重量份計，包括如下組分:鈦30?50份，鐵20?30份，銅10?15份，鎳4?7份。
[0021 ]鈦是一種化學元素，其化學符號為Ti，原子序數為22，鈦是一種銀白色的過渡金屬，其特徵為重量輕、強度高、具金屬光澤，具有良好的抗腐蝕能力，穩定的化學性質，良好的耐高溫、耐低溫、抗強酸、抗強鹼、高強度、低密度等特性。
[0022]在實際應用中，第一塗層中的各組分以重量份計摻雜後，利用物理氣相沉積技術沉澱在所述切削部以及所述尖頭部的表面。
[0023]所述第一塗層的表面設有第二塗層，該第二塗層以重量份計，包括如下組分:氮化鋯20?35份，鐵25?32份，石墨烯0.5?1.2份，鈷13?18份，鉻1.3?1.7份。
[0024]氮化鋯在耐磨、抗氧化和抗腐蝕等方面具有良好的特性。
[0025]在實際應用中，將石墨烯均勻分散於有機溶劑中形成分散液，再與第二塗層中的其他組分的原料粉末混合形成硬質合金原料，將該硬質合金原料進行熔融，冷卻為鑄錠後，研磨為細粉，利用物理氣相沉積技術沉澱在所述第一塗層的表面。
[0026]在其中一個實施例中，所述第一塗層以重量份計，包括如下組分:鈦35?45份，鐵24?26份，銅12?14份，鎳5?6份。
[0027]較佳的，所述第一塗層以重量份計，包括如下組分:鈦40份，鐵25份，銅13份，鎳6份。
[0028]在其中一個實施例中，所述第二塗層以重量份計，包括如下組分:氮化鋯25?30份，鐵27?30份，石墨烯0.7?0.9份，鈷15?17份，鉻I.4?I.6份。
[0029]較佳的，所述第二塗層以重量份計，包括如下組分:氮化鋯28份，鐵29份，石墨烯
0.8份，鈷16份，絡1.5份。
[0030]上述PCD螺旋鑽頭10結構設計合理，通過切削部12和尖頭部13實現對工件進行高效的鑽孔操作，在鑽孔過程中，一段PCD材質的切削部與金屬材料的親和性極小，不易因鑽孔產生粘肩現象，不易磨損且加工孔徑的尺寸精度和光潔度較佳。另外，在切削部以及尖頭部的表面依次設有第一塗層和第二塗層，使得PCD螺旋鑽頭10具有抗腐蝕能力強，化學性質穩定，耐尚溫、尚強度等特性。
[0031]本實施例中，螺旋形排肩槽121的個數為兩個，兩個螺旋形排肩槽121扭繞設置。
[0032]本實施例中，夾持部11與剩餘段切削部一體成型連接。為了便於更換切削部12，在其他實施例中，夾持部11與剩餘段切削部可拆卸連接。
[0033]為了起到更好地散熱效果，例如，切削部12的外表面塗覆有碳氮化鈦層，又如，切削部12的外表面塗覆有氮化鋁鈦層。夾持部11的外表面塗覆有散熱塗層。
[0034]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種PCD螺旋鑽頭，其特徵在於，包括:夾持部、連接在所述夾持部一端的切削部、以及凸伸於所述切削部的尖頭部;所述夾持部、所述切削部以及所述尖頭部具有同一旋轉中心軸;所述切削部上圍繞旋轉中心軸開設有螺旋形排肩槽，靠近所述尖頭部的所述切削部的頂緣具有切削麵;所述所述尖頭部呈稜錐結構，所述尖頭部以及靠近所述尖頭部的所述切削部上開設有V型槽，所述V型槽自所述尖頭部的頂部至所述螺旋形排肩槽的方向平滑過渡;所述尖頭部以及連接所述尖頭部的一段切削部為PCD材質，該一段PCD材質的切削部與剩餘段切削部焊接； 所述切削部以及所述尖頭部的表面設有第一塗層，該第一塗層以重量份計，包括如下組分:鈦30?50份，鐵20?30份，銅10?15份，鎳4?7份； 所述第一塗層的表面設有第二塗層，該第二塗層以重量份計，包括如下組分:氮化鋯20?35份，鐵25?32份，石墨烯0.5?1.2份，鈷13?18份，鉻1.3?1.7份。2.根據權利要求1所述的PCD螺旋鑽頭，其特徵在於，所述螺旋形排肩槽的個數為兩個，兩個螺旋形排肩槽扭繞設置。3.根據權利要求1所述的PCD螺旋鑽頭，其特徵在於，所述夾持部與剩餘段切削部一體成型連接。4.根據權利要求1所述的PCD螺旋鑽頭，其特徵在於，所述夾持部與剩餘段切削部可拆卸連接。5.根據權利要求1所述的PCD螺旋鑽頭，其特徵在於，所述切削部的外表面塗覆有碳氮化欽層。6.根據權利要求1所述的PCD螺旋鑽頭，其特徵在於，所述切削部的外表面塗覆有氮化鋁鈦層。7.根據權利要求1所述的PCD螺旋鑽頭，其特徵在於，所述夾持部的外表面塗覆有散熱塗層。8.根據權利要求1所述的PCD螺旋鑽頭，其特徵在於，所述第一塗層以重量份計，包括如下組分:鈦40份，鐵25份，銅13份，鎳6份。9.根據權利要求1或8所述的PCD螺旋鑽頭，其特徵在於，所述第二塗層以重量份計，包括如下組分:氮化鋯28份，鐵29份，石墨烯0.8份，鈷16份，鉻1.5份。
【專利摘要】本發明涉及一種PCD螺旋鑽頭，包括：夾持部、連接在夾持部的切削部以及凸伸於切削部的尖頭部；夾持部、切削部以及尖頭部具有同一旋轉中心軸；切削部上圍繞旋轉中心軸開設有螺旋形排屑槽，靠近尖頭部的切削部的頂緣具有切削麵；尖頭部呈稜錐結構，尖頭部以及靠近尖頭部的切削部上開設有V型槽；尖頭部以及連接尖頭部的一段切削部為PCD材質，該一段PCD材質的切削部與剩餘段切削部焊接。PCD螺旋鑽頭結構設計合理，通過切削部和尖頭部實現對工件進行高效的鑽孔操作，在鑽孔過程中，一段PCD材質的切削部與金屬材料的親和性極小，不易因鑽孔產生粘屑現象，不易磨損且加工孔徑的尺寸精度和光潔度較佳。
【IPC分類】B23B51/00
【公開號】CN105710417
【申請號】CN201610225728
【發明人】戴鵬, 陳波
【申請人】東莞富蘭地工具股份有限公司