CN105710417A - Pcd螺旋钻头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种PCD螺旋钻头，包括：夹持部、连接在夹持部的切削部以及凸伸于切削部的尖头部；夹持部、切削部以及尖头部具有同一旋转中心轴；切削部上围绕旋转中心轴开设有螺旋形排屑槽，靠近尖头部的切削部的顶缘具有切削面；尖头部呈棱锥结构，尖头部以及靠近尖头部的切削部上开设有V型槽；尖头部以及连接尖头部的一段切削部为PCD材质，该一段PCD材质的切削部与剩余段切削部焊接。PCD螺旋钻头结构设计合理，通过切削部和尖头部实现对工件进行高效的钻孔操作，在钻孔过程中，一段PCD材质的切削部与金属材料的亲和性极小，不易因钻孔产生粘屑现象，不易磨损且加工孔径的尺寸精度和光洁度较佳。

Description

PCD螺旋钻头
技术领域
本发明涉及一种钻头，特别是涉及一种PCD螺旋钻头。
背景技术
近些年来，随着科技的发展，机械制造业对加工精度的要求也是越来越高，钻头作为一种机械加工常用刀具，其结构不仅决定着自身的强度、使用寿命，更决定着钻出工件孔的误差大小和精度高低。
在航天、航空、军工、汽车领域，大量使用复合材料，对加工孔径的尺寸精度和光洁度要求较高，同时对加工刀具本身的技术要求和使用寿命越来越高，现有的硬质合金钻头加工虽然可以满足部分要求，但在加工过程中因磨损较快，造成产品的孔径尺寸一致性不佳，不良率较高。另外，由于现有的钻头结构设计不合理，影响自身的强度和使用寿命。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种结构设计合理、不易磨损且加工孔径的尺寸精度和光洁度较佳的PCD螺旋钻头。
一种PCD螺旋钻头，包括：夹持部、连接在所述夹持部一端的切削部、以及凸伸于所述切削部的尖头部；所述夹持部、所述切削部以及所述尖头部具有同一旋转中心轴；所述切削部上围绕旋转中心轴开设有螺旋形排屑槽，靠近所述尖头部的所述切削部的顶缘具有切削面；所述所述尖头部呈棱锥结构，所述尖头部以及靠近所述尖头部的所述切削部上开设有V型槽，所述V型槽自所述尖头部的顶部至所述螺旋形排屑槽的方向平滑过渡；所述尖头部以及连接所述尖头部的一段切削部为PCD材质，该一段PCD材质的切削部与剩余段切削部焊接；
所述切削部以及所述尖头部的表面设有第一涂层，该第一涂层以重量份计，包括如下组分：钛30～50份，铁20～30份，铜10～15份，镍4～7份；
所述第一涂层的表面设有第二涂层，该第二涂层以重量份计，包括如下组分：氮化锆20～35份，铁25～32份，石墨烯0.5～1.2份，钴13～18份，铬1.3～1.7份。
上述PCD螺旋钻头结构设计合理，通过切削部和尖头部实现对工件进行高效的钻孔操作，在钻孔过程中，一段PCD材质的切削部与金属材料的亲和性极小，不易因钻孔产生粘屑现象，不易磨损且加工孔径的尺寸精度和光洁度较佳。另外，在切削部以及尖头部的表面依次设有第一涂层和第二涂层，使得PCD螺旋钻头具有抗腐蚀能力强，化学性质稳定，耐高温、高强度等特性。
在其中一个实施例中，所述螺旋形排屑槽的个数为两个，两个螺旋形排屑槽扭绕设置。
在其中一个实施例中，所述夹持部与剩余段切削部一体成型连接。
在其中一个实施例中，所述夹持部与剩余段切削部可拆卸连接。
在其中一个实施例中，所述切削部的外表面涂覆有碳氮化钛层。
在其中一个实施例中，所述切削部的外表面涂覆有氮化铝钛层。
在其中一个实施例中，所述夹持部的外表面涂覆有散热涂层。
在其中一个实施例中，所述第一涂层以重量份计，包括如下组分：钛40份，铁25份，铜13份，镍6份。
在其中一个实施例中，所述第二涂层以重量份计，包括如下组分：氮化锆28份，铁29份，石墨烯0.8份，钴16份，铬1.5份。
附图说明
图1为本发明一较佳实施例的PCD螺旋钻头的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
如图1所示，本发明一较佳实施例的PCD(PolycrystallineDiamond，聚晶金刚石)螺旋钻头10，包括：夹持部11、连接在夹持部11一端的切削部12、以及凸伸于切削部12的尖头部13。夹持部11、切削部12以及尖头部13具有同一旋转中心轴20。切削部12上围绕旋转中心轴20开设有螺旋形排屑槽121，靠近尖头部13的切削部12的顶缘具有切削面122。尖头部13呈棱锥结构，尖头部13上以及靠近尖头部13的切削部12上开设有V型槽131，V型槽131自尖头部13的顶部至螺旋形排屑槽121的方向平滑过渡。尖头部13以及连接尖头部13的一段切削部为PCD(PolycrystallineDiamond，聚晶金刚石)材质，该一段PCD材质的切削部与剩余段切削部焊接。为了表述方便，将连接尖头部13的一段PCD材质的切削部定义为第一切削部14，将与第一切削部14焊接的剩余段切削部定义为第二切削部15。
本实施例中，所述切削部以及所述尖头部的表面设有第一涂层，该第一涂层以重量份计，包括如下组分：钛30～50份，铁20～30份，铜10～15份，镍4～7份。
钛是一种化学元素，其化学符号为Ti，原子序数为22，钛是一种银白色的过渡金属，其特征为重量轻、强度高、具金属光泽，具有良好的抗腐蚀能力，稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱、高强度、低密度等特性。
在实际应用中，第一涂层中的各组分以重量份计掺杂后，利用物理气相沉积技术沉淀在所述切削部以及所述尖头部的表面。
所述第一涂层的表面设有第二涂层，该第二涂层以重量份计，包括如下组分：氮化锆20～35份，铁25～32份，石墨烯0.5～1.2份，钴13～18份，铬1.3～1.7份。
氮化锆在耐磨、抗氧化和抗腐蚀等方面具有良好的特性。
在实际应用中，将石墨烯均匀分散于有机溶剂中形成分散液，再与第二涂层中的其他组分的原料粉末混合形成硬质合金原料，将该硬质合金原料进行熔融，冷却为铸锭后，研磨为细粉，利用物理气相沉积技术沉淀在所述第一涂层的表面。
在其中一个实施例中，所述第一涂层以重量份计，包括如下组分：钛35～45份，铁24～26份，铜12～14份，镍5～6份。
较佳的，所述第一涂层以重量份计，包括如下组分：钛40份，铁25份，铜13份，镍6份。
在其中一个实施例中，所述第二涂层以重量份计，包括如下组分：氮化锆25～30份，铁27～30份，石墨烯0.7～0.9份，钴15～17份，铬1.4～1.6份。
较佳的，所述第二涂层以重量份计，包括如下组分：氮化锆28份，铁29份，石墨烯0.8份，钴16份，铬1.5份。
上述PCD螺旋钻头10结构设计合理，通过切削部12和尖头部13实现对工件进行高效的钻孔操作，在钻孔过程中，一段PCD材质的切削部与金属材料的亲和性极小，不易因钻孔产生粘屑现象，不易磨损且加工孔径的尺寸精度和光洁度较佳。另外，在切削部以及尖头部的表面依次设有第一涂层和第二涂层，使得PCD螺旋钻头10具有抗腐蚀能力强，化学性质稳定，耐高温、高强度等特性。
本实施例中，螺旋形排屑槽121的个数为两个，两个螺旋形排屑槽121扭绕设置。
本实施例中，夹持部11与剩余段切削部一体成型连接。为了便于更换切削部12，在其他实施例中，夹持部11与剩余段切削部可拆卸连接。
为了起到更好地散热效果，例如，切削部12的外表面涂覆有碳氮化钛层，又如，切削部12的外表面涂覆有氮化铝钛层。夹持部11的外表面涂覆有散热涂层。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种PCD螺旋钻头，其特征在于，包括：夹持部、连接在所述夹持部一端的切削部、以及凸伸于所述切削部的尖头部；所述夹持部、所述切削部以及所述尖头部具有同一旋转中心轴；所述切削部上围绕旋转中心轴开设有螺旋形排屑槽，靠近所述尖头部的所述切削部的顶缘具有切削面；所述所述尖头部呈棱锥结构，所述尖头部以及靠近所述尖头部的所述切削部上开设有V型槽，所述V型槽自所述尖头部的顶部至所述螺旋形排屑槽的方向平滑过渡；所述尖头部以及连接所述尖头部的一段切削部为PCD材质，该一段PCD材质的切削部与剩余段切削部焊接；
所述切削部以及所述尖头部的表面设有第一涂层，该第一涂层以重量份计，包括如下组分：钛30～50份，铁20～30份，铜10～15份，镍4～7份；
所述第一涂层的表面设有第二涂层，该第二涂层以重量份计，包括如下组分：氮化锆20～35份，铁25～32份，石墨烯0.5～1.2份，钴13～18份，铬1.3～1.7份。
2.根据权利要求1所述的PCD螺旋钻头，其特征在于，所述螺旋形排屑槽的个数为两个，两个螺旋形排屑槽扭绕设置。
3.根据权利要求1所述的PCD螺旋钻头，其特征在于，所述夹持部与剩余段切削部一体成型连接。
4.根据权利要求1所述的PCD螺旋钻头，其特征在于，所述夹持部与剩余段切削部可拆卸连接。
5.根据权利要求1所述的PCD螺旋钻头，其特征在于，所述切削部的外表面涂覆有碳氮化钛层。
6.根据权利要求1所述的PCD螺旋钻头，其特征在于，所述切削部的外表面涂覆有氮化铝钛层。
7.根据权利要求1所述的PCD螺旋钻头，其特征在于，所述夹持部的外表面涂覆有散热涂层。
8.根据权利要求1所述的PCD螺旋钻头，其特征在于，所述第一涂层以重量份计，包括如下组分：钛40份，铁25份，铜13份，镍6份。
9.根据权利要求1或8所述的PCD螺旋钻头，其特征在于，所述第二涂层以重量份计，包括如下组分：氮化锆28份，铁29份，石墨烯0.8份，钴16份，铬1.5份。
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