CN102189287A - 一种微织构自润滑钻头及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械切削刀具制造技术领域，特别是涉及一种微织构自润滑钻头及其制备方法。该微织构自润滑钻头前刀面刀-屑接触区带有多个用来填充固体润滑剂的微织构，干钻削时，在高温的作用下，微织构中的固体润滑剂快速软化并拖敷于钻头前刀面，在钻头前刀面刀-屑接触区形成连续的固态润滑层，从而可达到阻止粘结、减小摩擦、降低磨损，提高钻头的使用寿命。该微织构自润滑钻头可广泛应用于干式钻削和难加工材料的钻削加工，可克服切削液造成的环境污染、实现清洁化生产、降低成本。
Description
一、技术领域
本发明属于机械切削刀具制造技术领域，特别是涉及一种微织构自润滑钻头及其制备方法。
二、背景技术
在钻削过程中有多个摩擦副，既有前刀面、螺旋槽和切屑组成的摩擦副，又有后刀面、棱带、横刃和工件组成的摩擦副。钻削时钻头前刀面、后刀面分别与切屑、工件产生的摩擦尤其剧烈，造成钻头急剧磨损。此外，钻削是在一个相对密封的环境中进行的，传统钻削所需的切削液无法及时到达钻削部位，导致钻削的润滑性下降，摩擦加剧，并产生大量的热无法排出，最终导致钻头失效。而且切削液的使用，不仅浪费了大量的资源，还对环境造成了很大的污染。随着对环保的要求和对生态环境的重视，干式钻削技术将成为未来钻削技术发展方向之一。但是干式钻削时，由于缺少切削液的润滑和冷却作用，钻头工件和钻头切屑之间的摩擦条件异常严酷，摩擦力增加，钻削温度上升，钻头的磨损严重。为此，急需寻求一种新的技术，来降低干式钻削时钻头与工件之间的摩擦系数。
中国专利“申请号：200710017168.3”报道了一种微池自润滑刀具及其制备方法，它是采用微细电火花技术或激光加工技术在刀具前刀面刀-屑接触区加工出多个微孔，将固体润滑剂填充到微孔中，在切削时润滑剂析出形成润滑膜从而起到润滑作用。中国专利“申请号：201010124734.2”报道了微纳复合织构化刀具的飞秒激光制备方法，利用飞秒激光与材料之间相互作用的独特性质，在刀具表面进行微纳织构以及微/纳复合织构制备，改善了刀具的抗磨损性能，提高其使用寿命。
三、发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种微织构自润滑钻头及其制备方法。将微织构和自润滑两种效用有机结合，在钻头前刀面刀-屑接触区加工出微织构，在微织构填充固体润滑剂，干式钻削时，在高温的作用下，微织构中的固体润滑剂快速软化并拖敷于钻头前刀面，在钻头前刀面刀-屑接触区形成连续的固态润滑层，从而可达到阻止粘结、减小摩擦、降低磨损，提高钻头使用寿命。
本发明是通过以下方式实现的。
一种微织构自润滑钻头，该钻头材料为高速钢和硬质合金，其特征是在钻头前刀面刀-屑接触区带有多个用来存储固体润滑剂的微织构。
微织构自润滑钻头及其制备方法，其制备方法的步骤为：
1.采用激光加工技术在钻头前刀面刀-屑接触区加工出不同形状的微织构；微织构的形状为：微孔或微型凹槽。微孔数量在3～20之间，微孔的直径为30～100μm，微孔深度为30～100μm；微型凹槽数量在3～10之间，槽宽为30～80μm，槽深为30～80μm。
2.在每个微孔或微型凹槽中填充粒径为0.5～2μm的固体润滑剂，固体润滑剂由30-50wt.％MoS2、20-40wt.％WS2和20-40wt.％TaS2粉末混合，用硬脂酸调和成粘稠状。
根据需要，通过改变微织构数量、微织构尺寸或固体润滑剂种类，可得到具有不同润滑性能的微织构自润滑钻头。
通过上述方法制备的微织构自润滑钻头，刀具前刀面刀-屑接触区带有多个存储固体润滑剂的微织构。干式钻削时，由于高温的作用使前刀面刀-屑接触区微织构中的固体润滑剂软化而拖敷于钻头前刀面，在钻头前刀面刀-屑接触区形成连续的固态润滑层，从而可达到阻止粘结、减小摩擦、降低磨损和提高钻头寿命的目的。该微织构自润滑钻头可广泛应用于干式钻削和难加工材料的钻削加工，可克服切削液造成的环境污染、实现清洁化生产、降低成本。
四、附图说明
图1为本发明的微织构自润滑钻头微孔示意图，其中：1为钻头、2为钻头前刀面。
图2为本发明的微织构自润滑钻头前刀面上的微织构示意图，3为填充固体润滑剂的微孔。
图3为本发明的微织构自润滑钻头前刀面上的微织构示意图，4为填充固体润滑剂的网格状微型凹槽。
图4为本发明的微织构自润滑钻头前刀面上的微织构示意图，5为填充固体润滑剂的弧线状微型凹槽。
五、具体实施方式：
下面给出本发明的三个最佳实施例：
实施例1：
一种微织构自润滑钻头，该钻头材料为高速钢，钻头前刀面刀-屑接触区带有多个存储固体润滑剂的微孔。其制备方法如下：
1.采用激光加工技术在钻头前刀面刀-屑接触区加工出6个微孔，微孔的直径为100μm，微孔深度为100μm。
2.在每个微孔中填充粒径为1.0μm的固体润滑剂，固体润滑剂由50wt.％MoS2、30wt.％WS2和20wt.％TaS2粉末混合，用硬脂酸调和成粘稠状。
实施例2：
一种微织构自润滑钻头，该钻头材料为高速钢，钻头前刀面刀-屑接触区带有多个存储固体润滑剂的微孔。其制备方法如下：
1.采用激光加工技术在钻头前刀面刀-屑接触区加工出15个微孔，微孔的直径为50μm，微孔深度为50μm。
2.在每个微孔中填充粒径为0.5μm的固体润滑剂，固体润滑剂由40wt.％MoS2、30wt.％WS2和30wt.％TaS2粉末混合，用硬脂酸调和成粘稠状。
实施例3：
一种微织构自润滑钻头，该钻头材料为硬质合金，钻头前刀面刀-屑接触区带有多个存储固体润滑剂的网格状的微型凹槽。其制备方法如下：
1.采用激光加工技术在钻头前刀面刀-屑接触区加工出10个网格状的微型凹槽，每个微型凹槽的宽度为60μm，槽深为60μm。
2.在每个微孔中填充粒径为0.6μm的固体润滑剂，固体润滑剂由40wt.％MoS2、40wt.％WS2和20wt.％TaS2粉末混合，用硬脂酸调和成粘稠状。
Claims (2)
1.一种微织构自润滑钻头，该钻头材料为高速钢和硬质合金，其特征是在钻头前刀面刀-屑接触区带有多个用来存储固体润滑剂的微织构。
2.按权利要求1所述的微织构自润滑钻头，其特征是通过以下方法制备：
(1)采用激光加工技术在钻头前刀面刀-屑接触区加工出不同形貌的微织构；微织构的形状为：微孔或微型凹槽。微孔数量在3～20之间，微孔的直径为30～100μm，微孔深度为30～100μm；微型凹槽数量在3～20之间，槽宽为30～80μm，槽深为30～80μm。
(2)在每个微孔或微型凹槽中填充粒径为0.5～2μm的固体润滑剂，固体润滑剂由30-50wt.％MoS2、20-40wt.％WS2和20-40wt.％TaS2粉末混合，用硬脂酸调和成粘稠状。
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|---|---|
| CN (1) | CN102189287A (zh) |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102500778A (zh) * | 2011-11-09 | 2012-06-20 | 山东大学 | Ws2软涂层纳织构自润滑刀具及其制备方法 |
| CN102603308A (zh) * | 2012-01-09 | 2012-07-25 | 山东大学 | 一种微池石墨自润滑陶瓷刀具的制备工艺 |
| CN102962656A (zh) * | 2012-11-09 | 2013-03-13 | 江苏大学 | 一种刀具表面复合造型处理方法及其装置 |
| CN103028746A (zh) * | 2012-11-09 | 2013-04-10 | 山东大学 | 一种微纳复合织构自润滑陶瓷刀具及其制备方法 |
| CN103060796A (zh) * | 2013-01-14 | 2013-04-24 | 温州大学 | 一种激光复合微织构修复强化齿轮的方法 |
| CN103111819A (zh) * | 2013-01-22 | 2013-05-22 | 江苏大学 | 一种刀具表面抗粘减摩微镶嵌复合织构的制备方法 |
| CN104741673A (zh) * | 2015-03-16 | 2015-07-01 | 哈尔滨理工大学 | 一种自润滑球头铣刀及加工方法 |
| US9144845B1 (en) | 2012-03-01 | 2015-09-29 | The Boeing Company | Cutting tools with textured surfaces |
| CN104985206A (zh) * | 2015-03-23 | 2015-10-21 | 贵州大学 | 一种金属切削刀具织构结构 |
| CN105922377A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-09-07 | 中国林业科学研究院木材工业研究所 | 降低木工刀具切削时摩擦系数的木工刀具及其制造方法 |
| CN106077724A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-11-09 | 江苏大学 | 一种固体润滑的金属切削刀具及其加工方法 |
| CN106137312A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-11-23 | 天津理工大学 | 具有微织构的减摩降温钻头及其制备方法 |
| CN106238758A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-12-21 | 江苏大学 | 一种自保护控屑刀具及其加工方法 |
| CN107189838A (zh) * | 2017-05-30 | 2017-09-22 | 胡建锋 | 一种提高润滑脂利用率的织构化处理方法 |
| CN108237236A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-07-03 | 济南大学 | 异型织构化刀具及其制备方法 |
| CN108580982A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-09-28 | 苏州大学 | 一种微织构内冷麻花钻及其制造方法 |
| CN109482930A (zh) * | 2019-01-07 | 2019-03-19 | 西安石油大学 | 一种微织构bta深孔钻头及其构制备工艺 |
| CN109746488A (zh) * | 2017-11-02 | 2019-05-14 | 广东工业大学 | Pcb微结构微型钻头 |
| WO2020166145A1 (ja) * | 2019-02-14 | 2020-08-20 | 住友電気工業株式会社 | 切削工具 |
| CN111590125A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-08-28 | 东莞市固达机械制造有限公司 | 一种双头铣床 |
| CN111590096A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-08-28 | 汇专科技集团股份有限公司 | 微纳织构超硬刀具刀头及其激光辅助磨削复合加工方法 |
| JPWO2021192629A1 (zh) * | 2020-03-23 | 2021-09-30 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5120395A (en) * | 1990-11-13 | 1992-06-09 | General Electric Company | Method for making a gas turbine engine component with a textured surface |
| JP2005319544A (ja) * | 2004-05-10 | 2005-11-17 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp | 穴加工用工具とその工具の外周研削方法 |
| CN101125371A (zh) * | 2007-09-25 | 2008-02-20 | 山东大学 | 一种微池自润滑刀具及其制备方法 |
| CN101318262A (zh) * | 2008-06-25 | 2008-12-10 | 江苏大学 | 凸轮表面形貌的激光微造型方法 |
| JP2009297863A (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Osg Corp | ハイス工具 |
| CN101748370A (zh) * | 2008-12-19 | 2010-06-23 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 用于水润滑的织构化类金刚石复合薄膜的制备方法 |
-
2011
- 2011-04-11 CN CN 201110089826 patent/CN102189287A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5120395A (en) * | 1990-11-13 | 1992-06-09 | General Electric Company | Method for making a gas turbine engine component with a textured surface |
| JP2005319544A (ja) * | 2004-05-10 | 2005-11-17 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp | 穴加工用工具とその工具の外周研削方法 |
| CN101125371A (zh) * | 2007-09-25 | 2008-02-20 | 山东大学 | 一种微池自润滑刀具及其制备方法 |
| JP2009297863A (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Osg Corp | ハイス工具 |
| CN101318262A (zh) * | 2008-06-25 | 2008-12-10 | 江苏大学 | 凸轮表面形貌的激光微造型方法 |
| CN101748370A (zh) * | 2008-12-19 | 2010-06-23 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 用于水润滑的织构化类金刚石复合薄膜的制备方法 |
Cited By (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102500778A (zh) * | 2011-11-09 | 2012-06-20 | 山东大学 | Ws2软涂层纳织构自润滑刀具及其制备方法 |
| CN102603308A (zh) * | 2012-01-09 | 2012-07-25 | 山东大学 | 一种微池石墨自润滑陶瓷刀具的制备工艺 |
| CN102603308B (zh) * | 2012-01-09 | 2013-06-12 | 山东大学 | 一种微池石墨自润滑陶瓷刀具的制备工艺 |
| US9144845B1 (en) | 2012-03-01 | 2015-09-29 | The Boeing Company | Cutting tools with textured surfaces |
| CN102962656A (zh) * | 2012-11-09 | 2013-03-13 | 江苏大学 | 一种刀具表面复合造型处理方法及其装置 |
| CN103028746A (zh) * | 2012-11-09 | 2013-04-10 | 山东大学 | 一种微纳复合织构自润滑陶瓷刀具及其制备方法 |
| CN103028746B (zh) * | 2012-11-09 | 2014-11-05 | 山东大学 | 一种微纳复合织构自润滑陶瓷刀具及其制备方法 |
| CN102962656B (zh) * | 2012-11-09 | 2015-04-22 | 江苏大学 | 一种刀具表面复合造型处理方法及其装置 |
| CN103060796A (zh) * | 2013-01-14 | 2013-04-24 | 温州大学 | 一种激光复合微织构修复强化齿轮的方法 |
| CN103111819A (zh) * | 2013-01-22 | 2013-05-22 | 江苏大学 | 一种刀具表面抗粘减摩微镶嵌复合织构的制备方法 |
| CN103111819B (zh) * | 2013-01-22 | 2015-06-10 | 江苏大学 | 一种刀具表面抗粘减摩微镶嵌复合织构的制备方法 |
| CN104741673A (zh) * | 2015-03-16 | 2015-07-01 | 哈尔滨理工大学 | 一种自润滑球头铣刀及加工方法 |
| CN104985206A (zh) * | 2015-03-23 | 2015-10-21 | 贵州大学 | 一种金属切削刀具织构结构 |
| CN105922377A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-09-07 | 中国林业科学研究院木材工业研究所 | 降低木工刀具切削时摩擦系数的木工刀具及其制造方法 |
| CN105922377B (zh) * | 2016-04-26 | 2018-04-24 | 中国林业科学研究院木材工业研究所 | 降低木工刀具切削时摩擦系数的木工刀具及其制造方法 |
| CN106137312A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-11-23 | 天津理工大学 | 具有微织构的减摩降温钻头及其制备方法 |
| CN106077724A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-11-09 | 江苏大学 | 一种固体润滑的金属切削刀具及其加工方法 |
| CN106077724B (zh) * | 2016-07-01 | 2018-08-21 | 江苏大学 | 一种固体润滑的金属切削刀具及其加工方法 |
| DE112016002815B4 (de) | 2016-07-01 | 2023-06-22 | Jiangsu University | Metallschneidewerkzeug mit einer Festkörperschmierung und sein Verarbeitungsverfahren |
| WO2018000529A1 (zh) * | 2016-07-01 | 2018-01-04 | 江苏大学 | 一种固体润滑的金属切削刀具及其加工方法 |
| US10328494B2 (en) | 2016-07-01 | 2019-06-25 | Jiangsu University | Solid-lubricated metal cutter and processing method thereof |
| CN106238758A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-12-21 | 江苏大学 | 一种自保护控屑刀具及其加工方法 |
| CN107189838A (zh) * | 2017-05-30 | 2017-09-22 | 胡建锋 | 一种提高润滑脂利用率的织构化处理方法 |
| CN109746488A (zh) * | 2017-11-02 | 2019-05-14 | 广东工业大学 | Pcb微结构微型钻头 |
| CN108237236A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-07-03 | 济南大学 | 异型织构化刀具及其制备方法 |
| CN108580982A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-09-28 | 苏州大学 | 一种微织构内冷麻花钻及其制造方法 |
| CN109482930A (zh) * | 2019-01-07 | 2019-03-19 | 西安石油大学 | 一种微织构bta深孔钻头及其构制备工艺 |
| WO2020166145A1 (ja) * | 2019-02-14 | 2020-08-20 | 住友電気工業株式会社 | 切削工具 |
| JPWO2021192629A1 (zh) * | 2020-03-23 | 2021-09-30 | ||
| JP7029029B2 (ja) | 2020-03-23 | 2022-03-02 | 株式会社アライドマテリアル | 回転切削工具 |
| CN111590096A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-08-28 | 汇专科技集团股份有限公司 | 微纳织构超硬刀具刀头及其激光辅助磨削复合加工方法 |
| CN111590125A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-08-28 | 东莞市固达机械制造有限公司 | 一种双头铣床 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110921 |