CN203091760U - 一种硬质合金刀具的刀头连接结构 - Google Patents

一种硬质合金刀具的刀头连接结构 Download PDF

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Abstract

一种硬质合金刀具的刀头连接结构，所述硬质合金刀具包括钢质的刀具本体和硬质合金刀头，长条形的刀具本体头部带有直角形的切口，切口的切面为垂直相交的水平切面和竖直切面，硬质合金刀头的非工作面为垂直相交的水平面和竖直面所组成的直角面，硬质合金刀头非工作面的水平面顺次通过因瓦合金层和镍基合金层固定在相对应的刀具本体的水平切面上，硬质合金刀头非工作面的竖直面顺次通过因瓦合金层和镍基合金层固定在相对应的刀具本体的竖直切面上。通过在刀具本体和刀头之间配置中间层，有效解决了硬质合金焊接刀具在使用中易崩齿、开裂问题；结果简单，加工方便，利于硬质合金焊接刀具的推广和应用。

Description

一种硬质合金刀具的刀头连接结构
技术领域
本实用新型涉及硬质合金刀具领域，尤其涉及硬质合金刀具的刀头和本体连接结构。
背景技术
硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。
硬质合金刀具以钢作为刀具本体材料，以硬质合金作为刀头材料，综合了硬质合金的耐磨性、热强性等性能和钢的韧性、经济性，是硬质合金应用中最重要的发展方向之一。
硬质合金刀具的刀头和刀具本体之间的连接方式目前主要以钎焊、机械夹持为主。其中又以硬质合金焊接刀具的运用较为广泛，但硬质合金焊接刀具在长期使用过程中易发生崩齿、开裂的问题，这是由于热胀系数等物理属性差异较大的硬质合金刀头与钢质刀具本体连接过程中产生了较大的热应力。因此，市场急需一种新的刀头刀具连接方式，使硬质合金刀具能避免服役过程中崩齿、开裂，从而实现高效切削。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种通过中间层连接刀头和刀具本体，以解决现有硬质合金焊接刀具在服役过程中的崩齿、开裂问题的刀头连接结构。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种硬质合金刀具的刀头连接结构，所述硬质合金刀具包括钢质的刀具本体和硬质合金刀头，
长条形的刀具本体头部带有直角形的切口，切口的切面为垂直相交的水平切面和竖直切面，
硬质合金刀头的非工作面为垂直相交的水平面和竖直面所组成的直角面，
硬质合金刀头的非工作面与刀具本体的切口相匹配，其特征在于：
硬质合金刀头非工作面的水平面顺次通过因瓦合金层和镍基合金层固定在相对应的刀具本体的水平切面上，
硬质合金刀头非工作面的竖直面顺次通过因瓦合金层和镍基合金层固定在相对应的刀具本体的竖直切面上。
加工时，先将因瓦合金层预先喷涂在硬质合金片表面，然后将硬质合金片表面的因瓦合金层通过镍基合金层与钢质的刀具本体之间通过真空热压烧结的方式复合在一起。
因瓦合金invar，也称为殷钢，是一种镍铁合金，其成分为镍36%，铁63.8%，碳0.2%，它的热膨胀系数极低，能在很宽的温度范围内保持固定长度。
镍基合金是指在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。
与现有技术相比，由于采用了热胀系数与硬质合金更接近的因瓦合金作为缓冲材料，并预先喷涂在硬质合金刀头的非工作面上，所以当因瓦合金层通过镍基合金层与钢质的刀具本体真空热压烧结复合时，可大大缓解硬质合金刀头的热应力；同时，镍基合金增加了烧结的活性，降低烧结结合温度，进一步降低了烧结结合过程的硬质合金刀头上产生的热应力，解决了现有硬质合金焊接刀具在服役过程中的崩齿、开裂难题，有利于硬质合金焊接刀具的推广应用。
进一步的，硬质合金片为A1型硬质合金焊接刀片（硬质合金A1型焊接刀片），其厚度为2.5～12mm。
再进一步，因瓦合金层的厚度为120～350μm。
再进一步，镍基合金层是纳米Sc2O3镍基合金层，纳米镍和纳米Sc2O3（氧化钪）的比量为94%:6%，镍基合金层厚度为0.3～1.5mm。
本实用新型的有益效果在于：
1、通过在刀具本体和刀头之间配置中间层，有效解决了硬质合金焊接刀具在使用中易崩齿、开裂问题；
2、结果简单，加工方便，利于硬质合金焊接刀具的推广和应用。
附图说明
图1为现有硬质合金焊接刀刀具的连接结构剖视图
图2为本实用新型硬质合金焊接刀刀具的连接结构剖视图
图3为图2中圆圈部分的放大示意图
图1-3中：1为刀具本体，2为硬质合金刀头，3为因瓦合金层，4为镍基合金层，5为焊点。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
硬质合金刀具包括钢质的刀具本体1和硬质合金刀头2，长条形的刀具本体1头部带有直角形的切口，切口的切面为垂直相交的水平切面和竖直切面，硬质合金刀头2的非工作面为垂直相交的水平面和竖直面所组成的直角面，硬质合金刀头2的非工作面与刀具本体1的切口相匹配。
图1中，现有技术中，硬质合金刀头2与刀具本体1之间利用H62黄铜钎料或HL105钎料，满焊或点焊为一体，焊接的位置是硬质合金刀头2与刀具本体1接触面的外缘，如图中所示焊点5。两者的接触面之间直接接触，由于两种材料热胀系数等物理属性差异较大，导致焊接过程中产生了较大的热应力，硬质合金刀头2在服役过程中易崩齿、开裂，影响切削效率。
图2～3中，硬质合金刀头2非工作面的水平面顺次通过因瓦合金层3和镍基合金层4固定在相对应的刀具本体1的水平切面上，硬质合金刀头2非工作面的竖直面顺次通过因瓦合金层3和镍基合金层4固定在相对应的刀具本体1的竖直切面上。其中，因瓦合金层3预先喷涂在硬质合金刀头2表面，再将因瓦合金层3通过镍基合金层4与刀具本体1真空热压烧结，从而将硬质合金刀头2固定在刀具本体1上。
实施例1：
硬质合金刀头2为A1型硬质合金焊接刀片，其厚度为6mm；
镍基合金层4是纳米Sc2O3镍基合金，厚度为0.8mm，包括纳米镍和纳米Sc2O3，比重为94%:6%；
因瓦合金层的厚度为120μm；
刀具本体1为42CrMo钢质刀具本体。
实施例2
硬质合金刀头2为A1型硬质合金焊接刀片，其厚度为10mm。
镍基合金层4是纳米Sc2O3镍基合金，厚度为1.1mm，包括纳米镍和纳米Sc2O3，比重为94%:6%；
所述因瓦合金层的厚度为200μm；
刀具本体1为42CrMo钢质刀具本体。
与现有技术相比，由于采用了热胀系数与硬质合金更接近的因瓦合金作为缓冲材料，并预先喷涂在硬质合金表面，所以当预先喷涂在硬质合金刀头2上的因瓦合金层3通过镍基合金层4与刀具本体1真空热压烧结复合时，可大大缓解热应力；同时，纳米Sc2O3镍基合金增加了烧结的活性，降低烧结结合温度，进一步降低了烧结结合过程的热应力，解决了现有硬质合金焊接刀具在服役过程中的崩齿、开裂难题，有利于硬质合金焊接刀具的推广应用。

Claims (4)

1.一种硬质合金刀具的刀头连接结构，所述硬质合金刀具包括钢质的刀具本体（1）和硬质合金刀头（2），
长条形的刀具本体（1）头部带有直角形的切口，切口的切面为垂直相交的水平切面和竖直切面，
硬质合金刀头（2）的非工作面为垂直相交的水平面和竖直面所组成的直角面，
硬质合金刀头（2）的非工作面与刀具本体（1）的切口相匹配，其特征在于：
硬质合金刀头（2）非工作面的水平面顺次通过因瓦合金层（3）和镍基合金层（4）固定在相对应的刀具本体（1）的水平切面上，
硬质合金刀头（2）非工作面的竖直面顺次通过因瓦合金层（3）和镍基合金层（4）固定在相对应的刀具本体（1）的竖直切面上。
2.根据权利要求1所述的硬质合金刀具的刀头连接结构，其特征在于：
所述因瓦合金层（3）的厚度为120～350μm。
3.根据权利要求1所述的硬质合金刀具的刀头连接结构，其特征在于：
所述镍基合金层（4）是纳米Sc2O3镍基合金层，厚度为0.3～1.5mm。
4.根据权利要求1所述的硬质合金刀具的刀头连接结构，其特征在于：
所述硬质合金刀头（2）为硬质合金A1型焊接刀片，其厚度为2.5～12mm。
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