CN105904008B - 具有覆层的深孔钻头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及深孔钻头，具有在导引段的有效长度上延伸的第一覆层并且具有在钻头尖部处在切削区域内覆设的第二覆层，其范围在最大相应于两倍的钻头公称直径的轴向长度上延伸。由此就能在钻头尖部因为使用而磨损时在其锐化之后重新覆层，尤其即使经过多次重磨钻头尖部的公称直径也不会显著变大。

Description

具有覆层的深孔钻头
本申请是申请号为201080053186.7、申请日为2010年11月19日、发明名称为“具有覆层的深孔钻头”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种具有直排屑槽的深孔钻头，其中至少钻头尖部和钻头尖部周围的区段被覆层。
背景技术
覆层的钻头早已为人所知。 多数情况下可利用覆层来尝试提高钻头尤其在钻头尖部区域内的耐磨性。 覆层的钻头多数涉及螺旋钻头。 就螺旋钻头而言，另外也已知的是对切削段完全地进行覆层，也就是在排屑槽的全部螺旋形区域内进行覆层。这种覆层的目的是切屑输送的简化以及钻头尖部的耐磨性。
已知用于钻出非常深的孔的螺旋钻头。 但是本说明书范畴内的深孔钻头并非是螺旋钻头，而是指具有基本上直的用于排出切屑的排屑槽的钻头。
通过一个或多个沿着钻头轴线在钻头内延伸并且终止于钻头尖部处的冷却流道通常使流体例如气体或者用于冷却并且起到润滑剂作用的液体利用高压被泵送至钻头尖部、从钻头尖部流出并且基本上沿着刀具从孔中冲洗出来，同时带出切屑。 也就是说，这意味着没有真正实现利用覆层改善排屑。 因此迄今为止已知的用于深孔钻头的覆层仅限于钻头尖部的区域。 例如 WO2004087356 公开了一种具有功能覆层的单刃钻头。 该功能覆层在此的主要目的是减小参与切削过程的功能面的磨损。
深孔通常是直径介于 大约1至1500 mm 之间并且孔深从大约三倍于公称直径算起的钻孔。 其中另外在单刃钻头和双刃钻头之间有所区分。 与深孔钻头关联的基本特征在于，深孔钻头并非像在螺旋钻头的情况中那样通过尽可能居中的尖部在端面上定心，而是在钻孔的圆柱形罩面处对准。
而这就意味着深孔钻头的负责用于导引钻头的区域会扮演重要的角色。 尽管该区域不会遭受如同在钻头尖部处出现的极高负荷，但是这里也会出现磨损，尤其当较长时间使用的时候，会出现不利于钻孔特性的磨损。
该问题的一种解决方法在于，给深孔钻头的用于导引钻头的区域同样也设置与给钻头尖部所设那样的层。 就此已经提出，将钻头尖部覆层扩展到明显超过公称直径且例如大约相应于八倍公称直径的区域就已足够。
但是随后面临的问题是，主功能区域中增大的磨损会使得这里的磨损防护层磨蚀速度远远快于导引区域。 当主功能区域中磨损防护层已然被剧烈侵蚀的时候，在导引区域中磨损防护层可能尚且完全正常。 现在如果进行第二次覆层，就会在导引区域内尚且完全正常的层上覆层。 这就会使得该区域内的钻孔直径随之增大，这在经过几次循环之后可能在十分之一或十分之几的范围内。 为了避免这种情况，可以在下一次覆设磨损防护层之前完全去除深钻头的覆层。 但是用以去除磨损防护层的除层方法复杂，而且通常会侵蚀基底。 这意味着导引区域尽管不再由于实际的钻孔作业而受到侵蚀，但是在多次除层之后将会由于腐蚀作用而脆弱不堪。
发明内容
因此存在对这样一种深孔钻头的需求，其在经受载荷之后能够以简单的方式和方法重复利用，其中在钻孔性能持久良好的情况下始终获得稳定的导引和稳定的切边。
本发明面临的是这一相应的任务。
按照本发明，通过具有权利要求 1 的特征的深孔钻头即可解决这一任务。
本发明的深孔钻头的特征在于，从钻头尖部开始在导引边就导引钻头尖部来说有效的范围上具有第一覆层，并且仅在钻头尖部周围的微小区域中设置不同于第一覆层的第二覆层。
第一覆层适宜在大约相应于八倍的钻头公称直径的区域上延伸。 在覆设第一层之后，如有需要可以打磨钻头尖部，以便在第一使用周期时就已形成与后继使用周期近似相同的条件。 然后适宜的是，第二覆层在从钻头尖部开始量起在最大相应于两倍的钻头公称直径的区域上延伸。
采用本发明的深孔钻头可以实现的是，在重磨时在同一个工序中尽可能完全去除第二层。 不用对整个钻头进行除层。 经打磨之后只要再次覆设第二覆层。
如前所述，对第一覆层的涉及耐磨的要求远远小于对能够在钻头尖部处发挥其作用的第二覆层的要求。 因此作为第一覆层可以使用除了有良好磨损性能之外还例如能稳定钻头刃带的层或层系统。
具体实施方式
以下将根据示例详细解释本发明。
在示例 1 中给一个直槽单刃深孔钻头覆以 3 μm 厚度的 TiN 层作为第一覆层。钻头具有 6 mm 的公称直径。 从钻头尖部开始测量，TiN 覆层在 5 cm 的范围上延伸。 利用 PVD 法覆设 TiN 覆层。 作为第二覆层利用 PVD 法覆设TiAlN 层，该层从钻头尖部开始延伸到 8 mm 的范围。
在使用之后可以重磨被如此覆层的钻头并利用 PVD 法将第二覆层重新覆设到现已无层的主功能（面）上。 在刀具的使用寿命内可以重复这一循环。
示例 2
在示例 2 中给一个直槽双刃深孔钻头覆以 4 μm 厚度的 TiAlN 层作为第一覆层。 钻头具有 8 mm 的公称直径。从钻头尖部开始测量， TiAlN 覆层在 7 cm 的范围上延伸。 利用 PVD 法覆设 TiAlN 层。 作为第二覆层覆设 TiAlN 层，该层从钻头尖部开始延伸到 10 mm 的范围。
在使用之后可以重磨被如此覆层的钻头，并利用 PVD 法仅仅将第二层重新覆设到现已无层的主功能（面）上。 在刀具的使用寿命内可以重复这一循环。
示例 3
在示例 3 中给一个直槽单刃深孔钻头覆以 4 μm 厚度的 TiAlN 层作为第一覆层。 钻头具有 8 mm 的公称直径。 从钻头尖部开始测量，TiAlN 层在 7 cm 的范围上延伸。 利用 PVD 法覆设 TiAlN 覆层。 作为第二覆层覆设 AlTiN 层，该层从钻头尖部开始延伸到 10 mm 的范围。
在使用之后可以重磨被如此覆层的钻头，并利用 PVD 法将 AlCrN 层作为第二覆层覆设到现已无层的主功能（面）上。 在刀具的使用寿命内可以以可变的第 2 层来重复该循环。

Claims (3)

1.深孔钻头的重复利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a) 提供深孔钻头，该深孔钻头在钻头尖部上具有磨损现象，其中，所述深孔钻头具有至少一个基本上呈直线状的带有一个或多个刀刃的排屑槽、至少部分被覆层的导引区域，其中被覆层的部分定义一个导引段，所述导引段在其有效长度范围内具有第一覆层，并且仅在钻头尖部覆设第二覆层，所述第二覆层在从所述钻头尖部的开始处量起最大相应于钻头公称直径的两倍的区域上延伸；
(b) 去除第二覆层，
(c) 对深孔钻头的钻头尖部覆以另外的覆层，
其中，所述钻头尖部在覆设所述第一覆层之后被打磨，以便在第一使用周期时就已形成与后继使用周期近似相同的条件。
2.根据权利要求1所述的重复利用方法，其特征在于，在步骤(b)期间，利用重磨方式去除第二覆层。
3.根据权利要求1或2所述的重复利用方法，其特征在于，所述另外的覆层为与原始第二覆层相同的覆层。
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