[发明专利]陶瓷切削刀片

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于金属加工的陶瓷切削刀片的制作方法和一种 陶瓷切削刀片。

背景技术

陶瓷切削刀片通过粉末冶金法制成，包括研磨、压制和烧结过程。 通过烧结过程得到陶瓷刀片的坯件，作为压制操作的结果，坯件具有 相当锋利的切削刃，作为烧结过程的结果，形成烧结表层。但是，使 用时锋利的刀刃太容易断裂，烧结表层可能含有表面缺陷，其在操作 中充当刀片的裂缝开裂点。因此，烧结的坯件必需经过后烧结处理。 通常，为了得到具有合适的最终形状和尺寸公差的切削刀片，也需要 执行后烧结处理。

金属加工用的陶瓷刀片材料为硬而脆类型的，因此如果表面处理 方式不恰当，容易产生例如崩刃(chipping)等表面缺陷。因此，在后 烧结处理中，需注意不使刀片坯件表面造成损伤，特别是对于锐利的、 烧结的切削刃。在一些情况下，例如在对特定陶瓷材料级别进行表面 处理时，为了不产生不能接受的表面缺陷及因此使完工的刀片报废， 需要进行特殊测量。

使陶瓷刀片坯件成型并除去烧结表层的常方式是使用研磨摩擦工 具，如传统的砂轮。但是，为得到所需的最终形状，陶瓷坯件的研磨 公知是一种耗费很大的过程，其需要精密的研磨设备和大量的人工处 理，或者替代地，需要使用昂贵的设备进行自动处理。为了获得切削 刃的倒圆刃(edge rounding)，还需要执行第二后烧结步骤，通常是以 擦刷操作的形式。

所得到的倒圆刃可以由W/H比来描述，其中W是倒圆刃沿前刀 面的宽度，H是倒圆刃沿间隙面的宽度。为达到切削刀片的理想寿命， 通过该处理获得的W/H比必须在一定的公差范围内。

滚动抛光法在金属和金属合金制品的表面预加工和处理中已有多 年的应用，比如用于实现如叶片、翼片、喷嘴等燃气轮机部件的去毛 刺、修圆或抛光。

美国专利：4,869,329公开了一种钻孔用凿岩钻头刀片的处理方法， 该刀片包括复合材料，如碳化钨结合Co或者Ni-Fe合成物，该方法使 用了振动滚动抛光技术以提高刀片的断裂韧度。

发明内容

本发明的目的是提供一种减轻现有技术中存在的问题的加工陶瓷 切削刀片的方法。

本发明的另一目的是提供用于陶瓷切削刀片坯件的后烧结处理的 有效方法。

附图说明

图1示出根据本发明经后烧结处理的示例性陶瓷切削刀片的刀刃 的光学影像图。

图2示出根据本发明经后烧结处理的示例性陶瓷切削刀片的刀刃 的光学影像图。

图3示出经对比的后烧结处理的示例性陶瓷切削刀片的刀刃的光 学影像图。

图4示出经对比的后烧结处理的示例性陶瓷切削刀片的刀刃的光 学影像图。

图5示出根据本发明的示例性陶瓷切削刀片的磨损刀刃的光学影 像图。

图6示出根据现有技术的示例性陶瓷切削刀片的磨损刀刃的光学 影像图。

具体实施方式

令人惊奇地发现，可以通过陶瓷刀片坯件的一次后烧结过程完成 表面处理，去除烧结表层，以及使倒圆刃形成在所需公差范围内的W、 H和W/H比。

根据本发明，提供了一种加工陶瓷切削刀片的方法，该刀片基于 氧化物陶瓷、氮化物陶瓷或混合陶瓷材料，还可能含有(例如SiC的) 纤维状结晶。生产工艺包括以下粉末冶金步骤：提供待压制陶瓷粉末， 把待压制粉末压制成所需形状的坯块，将坯块烧结成致密的陶瓷坯件， 以及滚动抛光陶瓷坯件，以去除烧结表层并提供倒圆刃。

更具体地讲，该方法的特征在于，进行滚动抛光处理步骤直到陶 瓷刀片切削刃的倒圆刃的W值在30μm和70μm之间，H值在30μm和 70μm之间，W/H比在0.8和1.6之间，表面平均粗糙度值即MR_a值≤ 0.30μm，优选MR_a≤0.25μm。

对于获得具有规定值的W、H、W/H比和MR_a的所需倒圆刃，确 定所需的滚动抛光时间在熟练技术人员的能力范围之内。

本发明在将该方法应用于具有圆形形状的切削刀片时尤其成功。

进一步证实，本发明在将该方法应用在赛隆陶瓷级别(sialon grade)的切削刀片上时尤其适用。

优选的是使用陶瓷片作为滚动抛光介质，优选是氧化铝片。