專利名稱：制造帶有供夾緊用的孔眼的插夾件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用來制造多晶金剛石或立方晶格一氮化硼切割插夾件的高壓/高溫(HP/HT)制造方法。具體說，本發(fā)明是對該HP/HT工藝的一種改進，采用該方法可以使切割插夾件具有更好的生產(chǎn)經(jīng)濟性，并具有可夾持性能。
在一些非鐵合金，例如銅、鎂及鋁的機加工中，金剛石是最好的工具材料，而立方晶格的一氮化硼(cBN)則非常適合于以高速來加工淬火鋼，冷硬鑄鐵和鑄鐵。
在這類作業(yè)中使用的插夾件，或者被稱作PCD(多晶金剛石燒結坯)或者被稱作PcBN(多晶立方晶格一氮化硼燒結坯)，它們包括一個燒結的碳化物主體，并覆有一層金剛石或cBN涂層，該涂層是在高溫高壓下形成的，使金剛石或cBN具有穩(wěn)定的相結構?；蛘咄ㄟ^釬焊的方法，至少在一個角部或者沿其一個邊緣使該插夾件具有金剛石或cBN的質(zhì)地。
這類插夾件的制造方法在US,3,745,623；3,743,489以及4,525,179和美國專利申請08/446,487及08/446,490中已有所公開，這些說明在本發(fā)明中被用作參考。
用于機加工的許多插夾件都具有一個中心孔，以便與刀把夾合在一起。對于釬焊插夾件來說，可以將一個PCD/CBN的頂部釬焊到一個已經(jīng)帶有孔眼的主體上，從而實現(xiàn)上述目的，也可以在以后切出孔眼，該方法成本高，因為切割通常要通過放電加工(EDM)形成一個小孔，然后再絲切(Wire cutting)形成實際尺寸的孔眼。采用該方法只能制作直孔，而有些孔，例如具有圓槽形斷面的孔眼則無法令人滿意的切出。
本發(fā)明的一個目的在于解決上述現(xiàn)有技術中所存在的難題。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種在坯料中制作孔眼的方法，該坯料要經(jīng)過高壓和高溫的處理，以使金剛石或cBN穩(wěn)定。
根據(jù)本發(fā)明，制孔作業(yè)是通過在燒結碳化物坯料上設置一個孔眼來完成的。在HP/HT處理過程中，為孔眼設置一個柱塞，它由燒結碳化物材料組成，周圍環(huán)繞一個用耐高溫材料制成的套筒，例如用鈮制作的套筒。在HP/HT處理之后，很容易將該柱塞除去，例如對耐高溫的金屬進行化學浸濾，將柱塞除去。
圖1是經(jīng)本發(fā)明改進的HP/HT容器的一剖面圖。
圖2是本發(fā)明方法的分解透視圖。
同時采用高壓和高溫技術的設備在現(xiàn)有技術中已是公知的了。參照附圖1，可將HP/HT容器10裝入該設備的空間中使之處于HP/HT環(huán)境下。該組件由一個罐11組成，它包括一個圓筒12和一個蓋13，它們由屏蔽金屬制成，該金屬可選自于鋯、鈦、鋰、鈮和鉬。
將帶孔的燒結碳化物坯料16放入圓筒12中。該孔可以是一圓柱孔，也可以是其他形狀的孔，例如在坯料的一側或兩側完全的或部分的斜削或斜切。在孔中裝有一個與其幾何形狀相同的塞子。該塞子最好由燒結的碳化物組成，并且最好與燒結碳化物坯料25的組分相同，或者由陶瓷材料組成，塞子周圍環(huán)繞著一個由高熔點金屬制成的套筒20，最好由鈮制成，其壁厚為0.25～0.5mm。
將含有金剛石或cBN粉末的混合物裝入到容器內(nèi)，例如形成一個頂層或制成溝槽狀，如美國專利申請08/446,487及08/446,490所述，或者制成其他任何適合的形狀。將該容器封閉好并放入HP/HT設備內(nèi)。將壓力和溫度升高，使金剛石或cBN能穩(wěn)定足夠長的時間以便產(chǎn)生燒結，在壓力下使裝料作短時間冷卻，待壓力消失之后便獲得燒結坯料。
利用放電加工可以將柱塞去除掉。但最好利用機械方法或者化學方法將其去除，例如用氫氧化鉀可以去除掉鈮。在一優(yōu)選的實施例中，燒結的碳化物柱塞25可以重復使用。最后將燒結坯料磨制成所需的形狀，圓形、三角形或方形，并使之具有所需的尺寸。
作為本發(fā)明的一個實施例，一燒結碳化物圓盤，其組分為WC+重量占16％的Co，其直徑約為22mm，厚度為6mm，中心孔直徑為4mm，并帶有四個溝槽，它們最好沿坯料的周邊表面均勻分布。這些溝槽的橫截面大致為半圓形，其直徑約為4mm。將燒結后的碳化物圓盤放入一個鈮杯中。將一個柱塞擠入圓盤的孔中，該柱塞由一根直徑為3mm的燒結碳化物圓棒組成，其組分為WC+16％的Co，然后將其放入一根壁厚為0.5mm的鈮管中制成。用一種cBN粉末混合物填充所述的溝槽，該混合物的組份相當于商品級別MN50的Megadiamond，然后，將容器密封好，并按照US,5,115,697號專利所描述的方法在高溫高壓下進行處理，冷卻后就形成的燒結坯料。在液態(tài)的氫氧化鉀溶液中進行浸濾，用化學的方法將柱塞去除。然后再對坯料進行研磨，使之具有SNGA120408的襯墊風格，它帶有一個中心孔眼，可以與一刀把牢牢地固定在一起。
權利要求
1．一種帶有孔眼的切割插夾件的制造方法，該孔眼可以用來固定一個刀把，其中，在一容器內(nèi)，在高溫高壓條件下對一種超硬度的研磨材料進行燒結，同時將其連結到一個帶孔的燒結碳化物主體，其特征在于在燒結過程中，所述的孔中裝有一個柱塞，在燒結之后將其去除。
2．如權利要求1所述的方法，其特征在于，柱塞中包括一種高熔點的金屬。
3．如權利要求1所述的方法，其特征在于，柱塞中包括一種燒結的碳化物。
4．如權利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括用化學浸濾的方法將柱塞去除。
5．如權利要求1所述的方法，其特征在于，通過對柱塞進行放電加工的方法將柱塞從燒結坯料中去除。
6．如權利要求3所述的方法，其特征在于，柱塞中的燒結碳化物基本上與主體的組分相同。
7．如權利要求1所述的方法，其特征在于，柱塞包括一個燒結的碳化物坯料，其周圍環(huán)繞著一個由高熔點材料制成的套筒。
8．如權利要求7所述的方法，其特征在于，柱塞的燒結碳化物與主體的組份基本相同。
9．如權利要求8所述的方法，其特征在于，高熔點金屬是鈮。
10．如權利要求9所述的方法，其特征在于，用氫氧化鉀化學浸濾的方法將鈮去除。
11．如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的超級研磨材料包括多晶金剛石結晶體。
12．如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的超級研磨材料包括立方體晶格的一氮化硼結晶體。
13．一種帶孔切割插夾件的制造方法，該孔可用來固定刀把，其中在一容器內(nèi)部在高溫高壓下對一帶孔的超級研磨材料進行燒結，其特征在于在燒結過程中，所述的孔被一柱塞堵住，在燒結之后再將之去除。
14．如權利要求13所述的方法，其特征在于，柱塞包括一種高熔點金屬。
15．如權利要求13所述的方法，其特征在于，柱塞包括一種燒結碳化物。
16．如權利要求13所述的方法，其特征在于，它還包括用化學浸濾的方法將柱塞去除。
17．如權利要求13所述的方法，其特征在于，它還包括用對柱塞進行放電加工的方法將柱塞從燒結坯料中去除。
18．如權利要求13所述的方法，其特征在于，柱塞包括一個燒結碳化物坯料，周圍裝有一個高熔點材料的套筒。
19．如權利要求20所述的方法，其特征在于，高熔點金屬為鈮。
20．如權利要求20所述的方法，其特征在于，用氫氧化鉀化學浸濾的方法將鈮去除掉。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種帶孔切割插夾件的制造方法,該孔是用來固定刀把的,在一容器內(nèi),在高溫高壓條件下對研磨材料進行燒結,同時將其連結到一個帶孔的燒結碳化物主體。在燒結過程中用一柱塞將孔堵住,燒結后再將之去除。
文檔編號B24D5/16GK1220627SQ9719307
公開日1999年6月23日 申請日期1997年2月12日 優(yōu)先權日1996年2月14日
發(fā)明者斯克特·M·帕克, 彼特·利泰克 申請人:史密思國際公司, 桑德維克股份公司