CN107866582A - 可旋转切削工具 - Google Patents

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CN107866582A CN201710853599.7A CN201710853599A CN107866582A CN 107866582 A CN107866582 A CN 107866582A CN 201710853599 A CN201710853599 A CN 201710853599A CN 107866582 A CN107866582 A CN 107866582A
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R·卡尔
T·A·索尔森
C·K·赖夫
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Abstract

公开了一种用于制造可旋转切削工具的方法。该方法可以包括制造用于切削工具的保持件的主体，其中该保持件的主体沿轴线延伸并包括头部和柄部。头部可以从第一端部延伸至第二端部，且第一端部可以配制为容纳切削尖端。该方法可以进一步包括沿头部的外表面涂覆多个旋转辅助条带，它们在第一端部和第二端部之间延伸。旋转辅助条带可以从头部的外表面突出。该方法可以进一步包括热处理具有多个旋转辅助条带的保持件。

Description

可旋转切削工具
技术领域
本发明涉及切削工具，并且更具体地，涉及具有耐磨损和旋转辅助特征的可旋转切削工具。
背景技术
切削工具可以用于加工或打碎并降解结构，比如岩石、沥青、铺砌路面、煤、金属、混凝土和/或用于如采矿、道路修整以及挖掘此类应用的其他天然或人造构造。此类切削工具的实例包括但不限于，沥青铣削镐、钻头、采矿镐、锤、刻压机、剪切切削刀、可转位切削刀，以及其他接合工具。例如，冷铣刨机可以包括展开在滚筒上的多个镐，其旋转以在新的铺砌路面应用之前移除铺砌路面。切削工具可以包括保持件和切削尖端。该切削尖端可以被钎焊至保持件，并且可以包括碳化物切削尖端。
然而，在当前的切削工具设计中，在切削尖端完全磨损之前，保持件可能发生故障。这导致浪费了切削尖端的使用寿命，且导致对于终端用户产生额外的拥有和操作成本。在切削尖端完全磨损之前保持件的故障还降低了更换间隔时间，这是不期望的。
美国专利第8,753,755号描述了一种主体，比如用于切削煤的镐工具。该镐工具包括钢基底，以及熔附至钢基底的硬质面结构。该硬质面结构包括至少1重量百分比的硅(Si)、至少5重量百分比的铬(Cr)，以及至少40重量百分比的钨(W)。基本上硬质面结构的平衡包括碳和铁族金属M，该铁族金属M选自铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)，以及这些元素的合金组合。硬质面结构包括多个具有至少1微米平均长度的细长或板状微结构、多个具有小于200纳米平均粒度的纳米颗粒，以及粘结剂材料。
此外，可旋转切削工具，比如沥青铣削工具和钻头，在使用期间可能并不始终地旋转。例如，在操作期间此类切削工具可以不时地放慢或停止旋转。经过一段时间之后，切削工具不一致的旋转可能造成围绕碳化物切削尖端的圆周和/或保持器的不均匀磨损。由于不均匀的磨损，切削工具可能需要更频繁地更换，从而增加了操作成本。在此类情况下，支持切削工具适当的旋转可能是促进围绕切削工具的圆周的均匀磨损以及延长切削工具的使用寿命的关键。
美国专利第7,464,993号公开了一种用于沥青铣削和采矿的攻击工具，其包括基部和截头圆锥形金属碳化物段，该基部具有用于附接至驱动机构的柄，该圆锥形金属碳化物段具有粘结至基部的第一端部和粘结至第二金属碳化物段的第二端部。在一个实例中，该专利进一步公开了粘结至基部的硬质插入件，其可以帮助该工具的旋转。该插入件可以包括诸如金刚石、立方氮化硼以及碳化物的材料。尽管有效，仍存在对用于可旋转切削工具的增强设计的需要，其可以防止保持件的磨损和/或支持切削工具的旋转以防止该切削工具的不均匀磨损。
发明内容
根据本发明的一方面，公开了一种用于制造可旋转切削工具的方法。该方法可以包括制造可旋转切削工具的保持件的主体。保持件的主体可以沿轴线延伸并且可以包括头部和柄部。头部可以从第一端部延伸至第二端部。头部的第一端部可以配制为容纳切削尖端。该方法可以进一步包括沿头部的外表面涂覆多个旋转辅助条带，它们在第一端部和第二端部之间延伸。旋转辅助条带可以从头部的外表面突出。该方法可以进一步包括热处理具有多个旋转辅助条带的保持件。
根据本发明的另一方面，公开了一种包括保持件和切削尖端的可旋转切削工具。该可旋转切削工具可以通过以下方法制造，包括制造保持件的主体，其中该主体沿轴线延伸且包括头部和柄部。头部可以从第一端部延伸至第二端部，且头部的第一端部可以配制为容纳切削尖端。该方法可以进一步包括邻近第一端部沿头部的外表面形成凹槽。凹槽可以围绕头部周向地延伸。该方法可以进一步包括在凹槽中形成耐磨损层，其中该耐磨损层具有与头部的外表面相符合的外表面。此外，该方法可以进步包括在头部的外表面和耐磨损层的外表面上涂覆多个旋转辅助条带。旋转辅助条带可以在第一端部和第二端部之间延伸，并且可以从头部的外表面和耐磨损层的外表面突出。该方法可以进一步包括热处理具有耐磨损层和旋转辅助条带的保持件。
根据本发明的另一方面，公开了一种可旋转切削工具。该可旋转切削工具可以包括保持件，该保持件具有沿轴线延伸且包括头部和柄部的主体。保持件的头部可以从第一端部延伸至第二端部。可旋转切削工具可以进一步包括耐磨损层，其邻近头部的第一端部围绕头部周向地延伸。耐磨损层可以具有和头部的外表面相符合的外表面。此外，可旋转切削工具可以包括在第一端部和第二端部之间沿头部的外表面轴向延伸的多个旋转辅助条带，同时该旋转辅助条带从头部的外表面突出。在向头部涂覆耐磨损层和旋转辅助条带之后，可以对保持件热处理。此外，可旋转切削工具可以包括联接至头部的第一端部的切削尖端。
当结合附图时，将更容易理解本发明的这些和其他方面及特征。
附图说明
图1是根据本发明构造的具有保持件的示例性可旋转切削工具的透视图。
图2是根据本发明构造的类似于图1的透视图，但是具有圆锥形切割尖端。
图3是根据本发明构造的图1的切削工具的保持件的横截面视图，其中保持件具有在保持件的头部中形成的凹槽。
图4是根据本发明构造的类似于图3的横截面视图，但是具有具有不同形状的凹槽。
图5是根据本发明构造的类似于图3的切削工具的横截面视图，但是在凹槽中具有耐磨损层。
图6是根据本发明构造的类似于图5的横截面视图，但是在头部的外表面下方具有耐磨损层。
图7是根据本发明构造的类似于图5的横截面视图，但是具有在头部的外表面上方延伸的耐磨损层。
图8是根据本发明构造的具有耐磨损层的保持件的透视图。
图9是根据本发明构造的类似于图8的透视图，但是具有延伸至头部的上表面的耐磨损层。
图10是根据本发明构造的类似于图9的透视图，但是具有仅涂覆至头部的外表面的耐磨损层。
图11是根据本发明构造的类似于图1的切削工具的透视图，但是具有涂覆至头部的旋转辅助条带。
图12是根据本发明构造的类似于图11的切削工具的透视图，但是在头部的第二端部处没有环形凹部。
图13是根据本发明构造的图11的切削工具的俯视图。
图14是根据本发明构造的类似于图11的切削工具的透视图，但是具有以螺旋形图案涂覆至头部的旋转辅助条带。
图15是根据本发明构造的类似于图11的切削工具的透视图，但是具有在头部的第一端部处结合的旋转辅助条带。
图16是根据本发明构造的类似于图11的切削工具的透视图，但是具有在头部的第一端部处更窄的旋转辅助条带。
图17是根据本发明构造的图11的切削工具的横截面视图。
图18是根据本发明构造的类似于图17的横截面视图，但是具有涂覆在耐磨损层上的旋转辅助条带。
图19是根据本发明构造的类似于图18的横截面视图，但是具有仅涂覆在头部的外表面上的旋转辅助条带。
图20是根据本发明构造的类似于图17的横截面视图，但是具有沿头部在凹槽内形成的旋转辅助条带。
图21是根据本发明构造的类似于图20的横截面视图，但是具有与头部的外表面齐平的旋转辅助条带。
图22是根据本发明构造的类似于图20的横截面视图，但是具有在头部的外表面下方的旋转辅助条带。
图23是根据本发明方法的选择性耐磨堆焊切削工具的保持件的方法的流程图。
图24是根据本发明方法的描述可能涉及制造切削工具的一系列步骤的流程图。
图25是根据本发明另一方法的描述可能涉及制造切削工具的一系列步骤的流程图。
具体实施方式
图1是根据本发明的一个实施例的切削工具100的透视图。切削工具100可以用于加工、打碎、钻孔或降解诸如岩石、沥青、铺砌路面、煤、金属或混凝土的结构。切削工具100可以在应用中使用，包括但不限于，采矿、建筑、挖掘，以及道路修整。切削工具100可以选自由以下组成的组，钻头、沥青镐、采矿镐、锤、刻压机、剪切切削刀、可转位切削刀，以及它们的组合，并没有任何限制。
在一个实例中，切削工具100可以在金属加工应用中使用，并且可以安装在加工工具上(未示出)，比如铣削机、车床等。在另一实例中，许多切削工具100可以安装在可旋转滚筒上并操作为基于滚筒的旋转打碎道路沥青、在采煤中打碎岩层等。
切削工具100可以包括保持件102。保持件102可以包括沿轴线105延伸的细长的主体103。在一个实例中，保持件102可以由金属制成，包括但不限于钢。例如，保持件102可以由碳钢制成，而并不限制本发明的范围。保持件102的主体103可以包括柄部104。如图所示，柄部104在横截面上可以是大体圆柱形的。
切削工具100的套筒106可以包围该柄部104。套筒106允许将切削工具100安装在插座(未示出)中，该插座附接至可旋转构件，比如滚筒。套筒106可以紧密地接合插座并松弛地接合柄部104，由此允许切削工具100在使用期间旋转。套筒106可以是开槽的并且可以由弹性材料制成。套筒106可以在保持件102的上凸缘108与下凸缘110之间延伸。上凸缘108和下凸缘110可以具有大于插座的直径的直径。
保持件102的主体103可以进一步包括头部112。头部112可以联接至柄部104并在第一端部114和第二端部116之间延伸。头部112形状可以是大体截头圆锥形或圆锥形的。头部112和柄部104可以制造成整体件。或者，头部112和柄部104可以制造成分离件并且随后组装以形成保持件102。头部112的第二端部116可以通过环形凹部120与上凸缘108轴向分开。环形凹部120可以允许用户利用专用工具抓紧切削工具100并将其拉出插座。在替代性布置中，切削工具100可以没有环形凹部120。
头部112的第一端部114可以包括切削尖端118。切削尖端118可以具有各种形状，比如子弹形设计。切削尖端118可以是如图1所示的多面的，或者其可以是如图2中所示的平滑的。例如，切削尖端118可以具有平滑的圆锥形形状(参见图2)或者圆形形状。切削尖端118可以联接至头部112的第一端部114。在一个实例中，切削尖端118可以胶结或钎焊至头部112进入形成在第一端部114处的腔体130内(参见图3)。替代地，可以使用已知的联接工艺来将切削尖端118与头部112联接，而无需任何限制。在一个实例中，切削尖端118可以由耐磨损材料制成，比如碳化物。例如，切削尖端118可以由烧结碳化钨制成。在替代性实例中，切削尖端118可以包括诸如多晶金刚石的材料。
参考图3，保持件102的头部112可以包括凹槽126。凹槽126可以邻近头部112的第一端部114形成在保持件102中，该第一端部容纳切削工具尖端118。在一个实例中，凹槽126可以通过金属去除工艺形成，比如机械加工。在另一实例中，凹槽126可以在保持件102的制造期间在保持件102中形成。例如，凹槽126可以在保持件102的模制或铸造期间形成。在又另一实例中，凹槽126可以在锻造工艺期间形成。
凹槽126可以围绕保持件102的头部112周向地延伸。凹槽126可以包括对应于头部112的磨损图案的形状。在一个实例中，凹槽126可以包括凹面弓形横截面构造。在另一实例中，凹槽126可以包括圆锥形底切。尽管如此，在其他实施例中，凹槽126的形状可以不同。例如，凹槽126可以包括矩形横截面构造、半圆形横截面构造、梯形横截面构造等，而并不限制本发明的范围。举例来说，如图4中所示，凹槽126可以在轴向方向上更长并且任选地在第一端部114附近更深。
在切削工具100的操作期间切削工具100的保持件102可能经受磨损和撕裂。更具体地，保持件102的头部112邻近于第一端部114的部分122(参见图1和图2)可能经受磨损，其可能造成保持件102的过早故障。在第一端部114处经历的磨损可能造成保持件102的头部112处的尺寸减小。
为了减轻保持件102由于磨损所引起的故障，保持件102的头部112可以通过设置一个或多个耐磨损层124选择性地被耐磨堆焊。参考图5，耐磨损层124可以邻近于头部112的第一端部114。在一些实例中，耐磨损层124可以设置在头部112的外表面128上，并且可以从由上表面132所限定的上周边134轴向地延伸。上表面132可以限定在保持件102的头部112处。耐磨损层124可以形成在头部112的凹槽126内(参见图5)。耐磨损层124可以与保持件102的外表面128相符合。举例来说，耐磨损层124可以具有与保持件102的外表面128相齐平的外表面135(参见图5)。可以通过在凹槽126中涂覆耐磨损材料形成耐磨损层124。在一个实例中，耐磨损材料可以覆层在保持件102的凹槽126内。在一些布置中，比如具有较深的圆锥形底切(参见图4)，可以在凹槽126中涂覆两个以上的耐磨损材料层以形成耐磨损层124。此外，在替代性布置中，耐磨损层124可以如图7中所示在头部112的外表面128下方以允许暴露耐磨损层124，这是由于头部112的外表面128比耐磨损层124磨损地更快。替代地，耐磨损层124可以在头部112的外表面128上方或者从外表面128突出，如图8中所示。诸如此类的替代方案以及它们的组合，也同样落入本发明的范围内。
耐磨损材料可以覆层在形成在保持件102的外表面128上的凹槽126内。耐磨损材料可以包括硬质颗粒材料或者硬质颗粒材料和金属的基质。进一步地，耐磨损材料可以包括硬质颗粒沉淀材料或者硬质颗粒沉淀材料和金属的基质。在一些实例中，耐磨损材料包括碳化物、硼化物和/或金属陶瓷。在一个实例中，耐磨损材料包括碳化物形成物或硼化物形成物。在另一实例中，耐磨损材料包括固态碳化物或固态硼化物。应当注意的是，耐磨损材料可以包括在切削工具100的操作期间耐磨损的任何组合物。
应当注意的是，耐磨损材料可以基于切削工具100执行的操作以及在操作期间头部112上的应力或磨损的量来选择。进一步地，凹槽126(以及耐磨损层124)的尺寸可以基于头部112上的应力或磨损的量或者切削工具100的尺寸而变化。
在一个实例中，可以使用激光覆层工艺来将耐磨损层124设置在凹槽126中。激光覆层工艺可以包括粉末激光覆层工艺或有线激光覆层工艺的任意一种或两种。进一步地，耐磨损材料可以通过金属沉积工艺或金属喷镀工艺设置在凹槽126中。热喷涂工艺、汽相淀积工艺或化学汽相沉积工艺的任意一种可以用来在凹槽126中设置耐磨损材料。替代地，可以采用任意已知的方法来将耐磨损材料覆层在凹槽126中。
图8是具有耐磨损层124的切削工具100的透视图。在示出的实例中，耐磨损层124在轴向方向上测量具有长度“L”。应当注意的是，在幅图中描绘的耐磨损层124的长度“L”在本质上是示例性的。在一些实例中，耐磨损层124的长度“L”可以大于或等于保持件102的头部112的全部轴向长度“l1”的一半，而并不限制本发明的范围。
进一步地，耐磨损层124可以位于以轴向方向测量离保持件102的头部112的上表面132一定距离“D”处。在其中凹槽126体现为圆锥形底切的实例中，耐磨损层124可以从由上表面132所限定的上周边134轴向地延伸。在此实例中，距离“D”可以近似等于零。应当注意的是，长度“L”和距离“D”可以最佳地选择以为了有效地减轻保持件102的磨损。长度“L”和距离“D”可以基于操作需要被改变。替代地，耐磨损层124还可以涂覆至上表面132，如图9中所示。作为又另一种可能，耐磨损层124可以仅涂覆至上表面132，如图10中所示。例如，可以在将切削尖端118联接至保持件102的第一端部114之前，实现耐磨损层124到上表面132的涂覆。
现在参考图11至图13，切削工具100可以包括涂覆至头部112的外表面128的一个或多个旋转辅助条带140。旋转辅助条带140可以从头部112的外表面128突出，并且当切削工具100正在向某结构内钻进或钻孔时(参见图13)用作辅助推进该切削工具的翅片或肋条。如此，条带140可以促进切削工具100的旋转，由此防止围绕切削尖端118和/或保持件102的圆周产生不均匀的磨损。通过减少切削工具100的不均匀磨损，旋转辅助条带140可以有利地延长切削工具100的使用寿命。
旋转辅助条带140可以从第一端部114(例如，从上周边134)沿头部112的外表面128延伸至第二端部116，同时每个条带140具有等于头部112的长度(l3)的长度(l2)(参见图11)。如果切削工具100包括环形凹部120，头部112的第二端部116可以设置在环形凹部120的上方，以使得条带140在环形凹部120上方终止(参见图11)。如果切削工具100没有环形凹部120，如图12中所示，头部112的第二端部116可以设置在上凸缘108上方，以使得条带140在上凸缘108上方终止。替代地，条带140的长度(l2)可以小于外表面128的长度(l3)，以使得条带140在第一端部114和第二端部116之间的某处延伸。作为又另一种可能，条带140可以具有可变的长度(l2)，此时一些条带140长于另一些。
此外，在一些布置中，切削工具100可以具有至少四个或至少五个旋转辅助条带140。在其他布置中，切削工具100可以具有任意数目的旋转辅助条带140。另外，如图13中所示，条带140围绕头部112的圆周可以是等间隔开的。替代地，条带140围绕头部112的圆周可以不均匀间隔开或者不对称分布。而且，条带140的每一个可以具有宽度(w)和高度(h)(参见图13)。条带140的宽度(w)可以大于条带140的长度(h)。替代地，条带140的宽度(w)可以等于或小于条带140的长度(h)。无论怎样，条带140的每一个可以按等于条带140的高度(h)的距离从头部112的外表面128突出(参见图13)。例如，条带140的高度(h)范围可以从约0.1毫米(mm)至约10mm，尽管取决于切削工具100的尺寸高度可能大幅偏离该范围。
条带140可以沿外表面128以对应于轴线105的方向线性地延伸，如图11至图12中所示。此类布置可以支持工具100的旋转而不管使用中工具100的旋转方向(顺时针或逆时针)。替代地，条带140可以关于轴线105以螺旋形图案成角度或弯曲，如图14中所示。条带140的螺旋形图案可以具有右旋扭曲(如图所示)或左旋扭曲，取决于切削工具100在使用期间的旋转方向。具体地，螺旋形图案的扭曲(右旋或左旋)可以对应于使用中切削工具100的旋转方向(逆时针或顺时针)。
旋转辅助条带140可以彼此相分离，如图11至图14中所示。替代地，如图15中所示，旋转辅助条带140的数目和/或宽度(w)可以足够大以使得条带140在头部112的第一端部114处结合或合并。作为另又一种可能，条带140的宽度(w)可以沿其长度(l2)变化。举例来说，如图16中所示，条带140可以在第一端部114处较窄并且随着它们达到第二端部116逐步变宽。类似地，在其他布置中，条带140可以在第一端部114处较宽并且随着它们接近第二端部116变得更窄。诸如此类的变型以及前述布置的组合，也同样落入本发明的范围内。
如果头部112没有凹槽126和耐磨损层124，条带140可以仅涂覆至头部112的外表面128，如图17中所示。替代地，如果头部112包括凹槽126和耐磨损层124，条带140可以涂覆在头部112的外表面128以及耐磨损层124的外表面135两者的至少一部分上(参见图18)。例如，如图18中所示，条带140可以沿包括耐磨损层124的外表面135的外表面128的整个长度(l3)涂覆，同时条带140从外表面128和外表面135两者突出(也参见图11和图13)作为又另一种可能，如果头部112包括耐磨损层124，条带140可以仅涂覆在头部112的外表面128上，如图19中所示。例如，如果耐磨损层124邻近于第一端部114，则条带140可以在耐磨损层124与头部112的第二端部116之间沿外表面128涂覆而无需接触耐磨损层124(参见图19)。在其他布置中，条带140可以仅涂覆在耐磨损层124上而并不沿头部112的外表面128涂覆。诸如此类的变型以及它们的组合，也同样落入本发明的范围内。
转到图20，在替代性布置中，旋转辅助条带140可以涂覆或沉积在沿头部112的外表面128垂直形成的凹槽150内。就此而言，形成在头部112中的凹槽150的数目可以对应于条带140的数目。凹槽150可以沿头部112的整个长度(l3)延伸，或者在头部112的第一端部114和第二端部116之间的某处延伸。正如圆周凹槽126，凹槽150可以通过金属去除工艺形成在头部112中，比如机械加工，或者在保持件102的制造期间形成，比如通过模制、铸造或锻造。在替代性设计中，凹槽150可以具有螺旋形图案以支持螺旋形条带(参见图14)，或者它们可以具有沿头部112的长度(l3)变化的宽度(参见图16)。涂覆在凹槽150内的条带140可以从头部112的外表面128突出，如图20中所示。替代地，条带140可以与外表面128齐平(参见图21)，或者条带140可以在外表面128的下方(参见图22)。在后一种配置中，磨损掉头部112的金属材料可以允许条带140变得暴露并提供肋条以在工具100的整个使用寿命中辅助切削工具100的旋转。随着使用可能发生条带140的暴露，这是由于保持件102的材料可能比条带140磨损地更快。诸如此类的变型以及前述布置的组合，也同样落入本发明的范围内。
旋转辅助条带140可以由耐磨损材料形成。条带140的耐磨损材料可以包括沉淀硬化材料、硬质颗粒材料或者硬质颗粒材料和金属的基质。例如，硬质颗粒材料可以包括碳化物、硼化物、金属陶瓷、碳化物形成物、硼化物形成物或者它们的组合。条带140可以由和耐磨损层124的耐磨损材料相同的耐磨损材料形成，尽管条带140和耐磨损层124还可以由不同的材料形成。替代地，条带140可以由金属、金属合金、金属基质复合材料、其他类型的复合材料以及它们的组合形成。
激光覆层工艺可以用来将旋转辅助条带140涂覆至头部112，直接涂覆至外表面128或涂覆在凹槽150内。具体地，粉末激光覆层和有线激光覆层的任一或两者可以用来将条带140沉积在外表面128上(和/或在耐磨损层124的外表面135上)，如本领域普通技术人员所将理解的。替代地，条带140可以利用对本领域技术人员而言显而易见的另一种沉积技术涂覆至头部112，比如但不限于，焊接、钎焊、电镀、热喷涂或化学气相沉积。
通过前述方法将条带140和/或耐磨损层124涂覆至头部112可能将保持件102暴露于加热，这可能软化并改变保持件102的金属材料的微观结构。因此，在将条带140和/或耐磨损层124涂覆至保持件102的硬化材料之后，可以对保持件102热处理。可以在切削尖端118被联接至保持件102的头部112之前或之后，对保持件102热处理。热处理工艺可以包括对本领域技术人员而言显而易见的热处理工艺的任一种或组合，比如但不限于，退火、表面硬化、沉淀硬化、回火、正火、淬火硬化以及它们的组合。
工业实用性
总的来说，本发明的技术可以应用于许多工业，包括但不限于，采矿、道路建设、建筑以及挖掘。更具体地，本发明可以应用于使用可旋转切削工具的任何工业，该可旋转切削工具经受使用时的磨损和或经受由切削工具的不良或不一致旋转所导致的不均匀磨损。
参考图23，示出了选择性耐磨堆焊切削工具100的保持件102的方法200的流程图。在框202处开始，可以在保持件102的外表面128上形成凹槽126。凹槽126可以邻近头部112的第一端部114形成，该第一端部容纳切削工具尖端118(参见图3)。凹槽126可以围绕保持件102的头部112周向地延伸。凹槽126可以包括凹面弓形横截面构造或圆锥形底切，以及各种其他可能的形状。在框204处，耐磨损材料可以涂覆在保持件102的凹槽126内以形成耐磨损层124。涂覆耐磨损材料的步骤可以包括将耐磨损材料激光覆层在保持件102的凹槽126内。耐磨损材料可以包括硬质颗粒沉淀材料或者硬质颗粒沉淀材料和金属的基质中的一种。在一个实例中，耐磨损材料可以包括碳化物、硼化物和/或金属陶瓷的至少一种。在框206处，可以热处理具有耐磨损层124的保持件102。此外，可以在热处理之前将切削尖端118联接至保持件102的头部112。在另一实例中，可以在热处理之后将切削尖端118联接至头部112。
现在转向图24，示出了可以用于制造具有旋转辅助条带140的切削工具100的方法210。在第一框212处开始，可以制造保持件102的主体103。例如，框212可以涉及将头部112和柄部104锻造或铸造成整体件。或者，头部112和柄部104可以分开制造并且随后组装以形成保持件102。根据下一个框214，可以通过激光覆层或另一种沉积工艺将旋转辅助条带140涂覆至头部112的外表面128(或凹槽150内)。旋转辅助条带140可以涂覆成沿头部112的外表面128在第一端部114和第二端部116之间轴向延伸的直线(例如，参见图11至图12)。替代地，条带140可以涂覆至外表面128，以螺旋形图案成角度或成弯曲线(参见图14)。
由于将条带140涂覆至头部112可能将保持件暴露于加热并造成保持件102的金属材料软化，根据下一个框218，可以在条带140被涂覆之后热处理保持件102以硬化保持件102的金属材料。任选地，根据在框218之前的框216，切削尖端118可以联接(例如，钎焊、胶粘等)至头部112的第一端部114。替代地，可以在热处理之后执行框216。
现在转向图25，示出了可以用于制造具有耐磨损层124和旋转辅助条带140两者的切削工具100的方法220。在第一个框222处，可以制造保持件102的主体103，其包括头部112和柄部104。框222可以涉及将头部112和柄部104锻造或铸造成整体件，或者其可以涉及将头部112和柄部104锻造或铸造成分离单元并将单元组装到一起。根据下一个框224，可以沿保持件102的头部112的外表面128形成凹槽126。例如，框224可以涉及在头部112内邻近于第一端部114机械加工出凹槽126(参见图3)。替代地，在框222期间，可以将凹槽126锻造或铸造成保持件102的特征。根据下一个框226，随后可以在凹槽126中形成耐磨损层124。框226可以涉及通过激光覆层或另一种沉积工艺将耐磨损层124涂覆在凹槽126中。
根据框228，可以将旋转辅助条带140涂覆至头部112。具体地，可以将条带140沉积在头部112的外表面128以及耐磨损层124的外表面135的任一或两者上，如以上所解释的。条带140在头部112上的沉积可以通过利用对于本领域技术人员而言显而易见的激光覆层工艺或另一种沉积方法来实现。如果条带140仅涂覆在头部112的外表面128上(参见图13)，则可以按照任意顺序执行框226和框228。
根据框232，在框226和框228之后则可以热处理保持件102。以此方式热处理保持件102可以硬化并坚韧化保持件102的金属材料，由此补偿由于将耐磨损层124和旋转辅助条带140涂覆至保持件102所引起的至少一些硬度损失。任选地，在框232之前，可以将切削尖端118联接(例如，钎焊、胶粘等)至保持件102的第一端部114。替代地，在框232之后可以将切削尖端118联接至保持件102的第一端部114以提供切削工具100。
如本文所公开的，可旋转切削工具可以包括切削尖端和支撑该切削尖端的保持件，该保持件包括柄部和头部。可以通过将耐磨损层涂覆至经受磨损的保持件的头部的一部分来选择性地耐磨堆焊该切削工具。具体地，可以在使用期间易遭受磨损的头部的该部分处形成凹槽，以及可以在凹槽内涂覆耐磨损材料以形成耐磨损层。耐磨损层可以不改变保持件的总体几何结构和设计，因为其可以和头部的外表面的形状相符合。因此，本发明提供了对改进切削工具的耐磨损性的经济有效解决方案，而无需破坏切削工具的原始几何结构。具体地，通过选择性地硬面堆焊切削工具的保持件，可以增加切削工具的保持时间。进一步地，耐磨损层可以降低保持件由于磨损和撕裂所引起的故障的可能性，由此允许顾客增加更换间隔时间。耐磨损层还增加了保持件的使用寿命并降低了顾客的拥有和操作成本。
替代地，或者与此相结合，可旋转切削工具可以包括呈现在头部上的旋转辅助条带，当切削工具正在向某结构内钻进或钻孔时其可以改进切削工具的旋转。通过促进工具的旋转，条带可以防止围绕切削工具的圆周产生不均匀的磨损，正如在一些缺少此类旋转辅助特征的现有技术切削工具中所见到的。因此，条带提供了额外的经济有效的途径以延长切削工具的使用寿命并减少随着延长使用更换工具的需要。
尽管已经参考以上实施例具体示出并描述了本发明的方面，本领域技术人员应当理解，通过修改所公开的机器、系统以及方法可以构想中各种附加的实施例，而并不偏离所公开内容的精神和范围。此类实施例应当被理解为落入根据权利要求及其任何等价物所确定的本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种用于制造可旋转切削工具的方法，包括：
制造所述可旋转切削工具的保持件的主体，所述保持件的所述主体沿轴线延伸并包括头部和柄部，所述头部从第一端部延伸至第二端部，所述第一端部配置为容纳切削尖端；
沿所述头部的外表面涂覆多个旋转辅助条带，所述多个旋转辅助条带在所述第一端部和所述第二端部之间延伸，所述旋转辅助条带从所述头部的所述外表面突出；以及
热处理具有所述多个旋转辅助条带的所述保持件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述旋转辅助条带在所述头部的所述第一端部和所述第二端部之间沿所述头部的所述外表面轴向地延伸。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述旋转辅助条带以螺旋形图案关于所述保持件的所述轴线成角度。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述旋转辅助条带从所述头部的第一端部延伸至第二端部，所述头部的所述第二端部通过上凸缘与所述柄部轴向分开。
5.根据权利要求1所述的方法，其中热处理所述保持件包括退火、表面硬化、沉淀硬化、回火、正火以及淬火中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的方法，其中沿所述头部的所述外表面涂覆所述多个旋转辅助条带包括通过激光覆层涂覆所述多个旋转辅助条带。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述旋转辅助条带由包括硬质颗粒材料或硬质颗粒材料和金属的基质的耐磨损材料形成。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述硬质颗粒材料包括碳化物、硼化物以及金属陶瓷的至少一种。
9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在热处理所述保持件之前将所述切削尖端联接至所述头部的所述第一端部。
10.一种包括保持件和切削尖端的可旋转切削工具，所述可旋转切削工具通过以下方法制造，包括：
制造所述保持件的主体，所述主体沿轴线延伸并包括头部和柄部，所述头部从第一端部延伸至第二端部，所述第一端部配置为容纳所述切削尖端；
邻近于所述第一端部沿所述头部的外表面形成凹槽，所述凹槽围绕所述头部周向地延伸；
在所述凹槽中形成耐磨损层，所述耐磨损层具有与所述头部的所述外表面相符合的外表面；
在所述头部的所述外表面和所述耐磨损层的所述外表面上涂覆多个旋转辅助条带，所述旋转辅助条带在所述第一端部和所述第二端部之间延伸并从所述头部的所述外表面和所述耐磨损层的所述外表面突出；以及
热处理具有所述耐磨损层和所述旋转辅助条带的所述保持件。
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