切削工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種切削工具的制作方法，所述切削工具包括設(shè)計(jì)有臺(tái)座的鋼制臺(tái)金，和連接在所述臺(tái)座上的切刃刀頭，所述臺(tái)金的含碳量在0.5%以上，所述切刃刀頭由硬質(zhì)材料制成，其特征在于，包括如下步驟：（1）焊接：使用高能源光束照射熔化所述臺(tái)座來連接所述切刃刀頭；（2）回火：使用高能源光束再次照射所述臺(tái)座進(jìn)行回火，來與步驟（1）的焊接相配合。經(jīng)所述步驟（1）-（2）處理后的臺(tái)金的金屬硬度在700HV以下，臺(tái)座適當(dāng)?shù)捻g性得到確保，能夠抑制切削時(shí)臺(tái)金的破損。
【專利說明】切削工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種切削工具的制作方法，該切削工具由剛性臺(tái)金的臺(tái)座上連接硬質(zhì)材料的切刃刀頭形成，用于切割包括金屬、木材、塑料和陶瓷在內(nèi)的各種材料，尤其涉及一種使用激光等高能源光束的照射來制作切割工具的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以前，這樣切削工具的制作方法如日本專利特許文獻(xiàn)(專利第3 5 8 4 7 I 6號(hào)公報(bào))中所示的那樣，在臺(tái)座與切刃刀頭的連接部位處配置鎳系列的金屬片，使用激光等高能源光束僅僅照射在連接部位旁邊的臺(tái)座以及切刃刀頭內(nèi)側(cè)的臺(tái)座處，通過鎳系列的金屬片在連接層處將切刃刀頭連接到臺(tái)座上，這樣的制造方法被大家所知。
[0003]以帶有鋼制臺(tái)金、厚度為0.5mm?3mm左右的圓鋸作為切削工具的舉例，為了確保臺(tái)金的剛性，制作臺(tái)金的鋼材含碳量必須0.5%以上。像這樣的圓鋸，運(yùn)用上述只在臺(tái)座處通過高能源光束照射來將切刃刀頭連接到臺(tái)座上的制造方法。但是，根據(jù)照射的加熱以及之后的急劇變冷導(dǎo)致的鋼材淬火，臺(tái)座的金屬硬度會(huì)達(dá)到700HV以上。因此，臺(tái)座的韌性就會(huì)降低、材質(zhì)變脆，這樣切削時(shí)的沖擊導(dǎo)致臺(tái)金破損的可能性就會(huì)變大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用激光等高能源光束照射將硬質(zhì)材料的切刃刀頭連接在剛性臺(tái)金的臺(tái)座上時(shí)，能夠確保臺(tái)金的金屬硬度在700 H V以下的切削工具制作方法。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種切削工具的制作方法，所述切削工具包括設(shè)計(jì)有臺(tái)座的鋼制臺(tái)金，和連接在所述臺(tái)座上的切刃刀頭，所述臺(tái)金的含碳量在
0.5%以上，所述切刃刀頭由硬質(zhì)材料制成。另外，作為高能源光束，有C O 2激光，Y A G激光，人造纖維激光，綠色激光等的激光光束，或者電子光束等。還有，作為硬質(zhì)材料，有超硬合金，金屬陶瓷，高速鋼，陶瓷(鋁，氮化系列元素，碳化系列元素，氧化鋯，立方氮化硼等)，多結(jié)晶的金剛石等。
[0006]其特征在于，包括如下步驟:
(1)焊接:使用高能源光束照射熔化所述臺(tái)座來連接所述切刃刀頭；
(2)回火:使用高能源光束再次照射所述臺(tái)座進(jìn)行回火，來與步驟(I)的焊接相配合； 經(jīng)所述步驟(I) - (2)處理后的臺(tái)金的金屬硬度在700HV以下。
[0007]優(yōu)選的，所述回火工序中高能源光束的輸出功率比所述焊接工序中高能源光束的輸出功率低。
[0008]優(yōu)選的，所述回火工序中高能源光束的焦點(diǎn)相對(duì)于所述焊接工序中高能源光束焦點(diǎn)偏移。
[0009]優(yōu)選的，所述回火工序中高能源光束的輸出功率比所述焊接工序中高能源光束的輸出功率低，同時(shí)，所述回火工序中高能源光束的焦點(diǎn)相對(duì)于所述焊接工序中高能源光束焦點(diǎn)偏移。
[0010]優(yōu)選的，所述回火工序中，高能源光束在所述臺(tái)座的同一位置進(jìn)行多次照射，或者在所述臺(tái)座的不同位置進(jìn)行多次照射。
[0011]本發(fā)明解決了【背景技術(shù)】中存在的缺陷，本發(fā)明對(duì)于含有0.5%以上碳元素的鋼制臺(tái)金的切削工具，通過適當(dāng)?shù)臈l件使高能源光束照射該臺(tái)金的臺(tái)座和硬質(zhì)材料的切刃刀頭的交界處，來進(jìn)行焊接，特別是通過比焊接用光束能源低的光源照射來進(jìn)行回火，與之前的焊接工序相結(jié)合就形成了連接。這樣的話，臺(tái)金的金屬硬度就能保持在7 O O H V以下。其結(jié)果就是，在本發(fā)明中，臺(tái)座適當(dāng)?shù)捻g性得到確保，這樣就能抑制切削時(shí)臺(tái)金的破損。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0013]圖1是本發(fā)明實(shí)施例方法中所述圓鋸的正視圖；
圖2是圖1中與臺(tái)座相連的一個(gè)切刃刀頭的正視放大圖；
圖3是圖1中與臺(tái)座相連的一個(gè)切刃刀頭的側(cè)視斷面放大圖；
圖4是激光照射前，臺(tái)座、中間層以及切刃刀頭的組裝過程示意圖；
圖5是焊接工序中，激光照射狀態(tài)的側(cè)視放大圖；
圖6是回火工序中，激光照射狀態(tài)的側(cè)視放大圖；
圖7是回火工序中，激光照射狀態(tài)的正視放大圖。
[0014]圖中:10、圓鋸，11、臺(tái)金，12、中心孔，13、臺(tái)座，14、刃袋，15、安裝座，18、鎳合金片，18a、側(cè)部，21、切刃刀頭，23、線性激光。
【具體實(shí)施方式】
[0015]現(xiàn)在結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0016]以圖1所示圓鋸10的制作方法為例來說明本發(fā)明切削工具的的制作方法。圓鋸10，設(shè)計(jì)了鋼制的臺(tái)金11，臺(tái)金11即圓鋸10的圓盤狀本體。臺(tái)金11，是碳元素含量0.5%以上的鋼制，為金屬硬度在700HV以下的厚度為2mm的薄板。在中心處的加工機(jī)械的旋轉(zhuǎn)軸處設(shè)計(jì)了被插入中心孔12。臺(tái)金11的外周處，周向等間隔的多個(gè)地方向徑向突出形成臺(tái)座13。臺(tái)座13之間相對(duì)的徑向處有凹進(jìn)去的刃袋14。臺(tái)座13的旋轉(zhuǎn)前方側(cè)的尖端處，如圖2詳細(xì)所示，設(shè)有用于安裝切刃刀頭21的多個(gè)安裝座15，安裝座15被設(shè)計(jì)成中心角成略成6 0° V字形狀的切缺狀態(tài)。
[0017]如圖2、圖3所示，在安裝座15上，夾住比較薄的鎳合金制的中間層使切刃刀頭21被連接。作為鎳合金，有F e—N 1、F e—N i — C ο等。另外，作為中間層的材質(zhì)，以鎳單體，銀材，銅材等代替鎳合金都是可以的。更進(jìn)一步的說，根據(jù)必要省去中間層也是有可能的。切刃刀頭21，是超硬合金制的厚度為3 mm的四邊形形狀，在安裝座15上大體呈與安裝座15緊密吻合的形狀。
[0018]接下來，具體說明圓鋸10的制作方法。
[0019]最初進(jìn)行焊接。如圖4所示，在臺(tái)金11上設(shè)計(jì)了臺(tái)座13，在安裝座15上安裝淡紅色的中間層，中間層為鎳合金片18。更重要的是，鎳合金片18側(cè)部18a處被重疊的切刃刀頭21壓著，鑲嵌入安裝座15處。在這里，臺(tái)金11的焊接有切刃刀頭21的臺(tái)座13旁邊位置，通過夾具(未圖示)被固定在工作臺(tái)上。關(guān)于夾具，是用導(dǎo)熱性能良好的銅等素材制成的。也可能抑制住臺(tái)金11或者切刃刀頭21因熱能造成的影響。還有，根據(jù)切刃刀頭21，通常從外側(cè)開始使用如刀頭加壓汽缸那樣的押力型材來押住安裝座15是最好的。如此，焊接時(shí)切刃刀頭位置由于不能移動(dòng)，對(duì)后來安裝座15處的切刃刀頭21的焊接精度是很好的。
[0020]接下來，如圖5所示，在臺(tái)座13與切刃刀頭21的分界處、鎳合金片18側(cè)部18a以及近旁的臺(tái)座13單側(cè)面處，通過照射規(guī)定的高輸出功率的線性激光23，臺(tái)座13與鎳合金片18被焊接，與切刃刀頭21連接形成。這時(shí)，由于臺(tái)座13的厚度為2mm，厚度薄，傳熱快，激光的照射只從臺(tái)座13的單側(cè)面開始進(jìn)行均勻加熱即可。但是，臺(tái)座13如果厚的情況下，最好從臺(tái)座13的兩側(cè)開始進(jìn)行激光照射，以確保熱能傳導(dǎo)均一來形成連接。
[0021]線性激光23的照射，如圖5所示，相對(duì)于臺(tái)座13的平坦面從垂直方向開始離臺(tái)座13側(cè)略成I 0°程度的傾斜。根據(jù)這種狀態(tài)，反射光就會(huì)抑制射入光等無用的干涉。還有，在線性激光23照射時(shí)，臺(tái)座13與切刃刀頭21的連接部分處有氮素氣體或者氬氣體或者其它防護(hù)型惰性氣體是最好的，如此在照射時(shí)就能抑制臺(tái)座13與切刃刀頭21的氧化。上述焊接工序即是對(duì)臺(tái)金11進(jìn)行淬火。臺(tái)座13以及周邊的臺(tái)金11部分，金屬硬度在7 O O HV以上。金屬硬度用微型金屬硬度計(jì)進(jìn)行測定。
[0022]接下來，通過線性激光23的再次照射來對(duì)臺(tái)金11進(jìn)行回火。如圖6所示，再次照射與上述焊接工序不同，不僅偏移線性激光23的焦點(diǎn)來擴(kuò)大照射領(lǐng)域的區(qū)域，而且使用輸出功率比焊接工序低的照射能源進(jìn)行回火。這樣在降低光束自身輸出功率的同時(shí)也能使照射到臺(tái)金11上的單位面積的能源降低。由于被臺(tái)金11吸收的單位面積的能源降低，在焊接工序中被淬火的臺(tái)金11的回火就能確實(shí)的實(shí)行。
[0023]如圖7所示，再次照射的位置，不同于臺(tái)金11與切刃刀頭21連接部分的旁邊位置，而是寬闊領(lǐng)域M，如箭頭所示那樣沿著安裝座15反復(fù)來回運(yùn)動(dòng)3次。還有，與臺(tái)座13的形狀相對(duì)應(yīng)，照射開始位置以及停止位置，還有使其往復(fù)的地方能夠?qū)Ψ祷匚恢眠M(jìn)行調(diào)節(jié)。這樣的話包括臺(tái)座13的端部在內(nèi)的位置的熱能就會(huì)很難釋放，就能抑制熱能的集中化，使照射到臺(tái)座13的能源均勻分布。由于照射的能源低即使再次照射淬火狀態(tài)的形成也會(huì)被避免，也能抑制臺(tái)金11的金屬硬度高于7 O O H V。更進(jìn)一步的說，上述各次的照射回火如果是在臺(tái)金11還有余熱的狀況下持續(xù)進(jìn)行是最好的，這樣的話就能縮短回火的時(shí)間。在本實(shí)施例中，圓鋸10在切削時(shí)，臺(tái)金11的破損就會(huì)被抑制，就會(huì)使長時(shí)間的安定切削成為可能。
[0024]在上述實(shí)施例中的回火工序中，線性激光23開始的激光焦點(diǎn)的偏移使其范圍擴(kuò)大，更進(jìn)一步的說通過低于焊接時(shí)的輸出功率的照射能源進(jìn)行再次照射。取代這個(gè)是，只通過低照射能源來進(jìn)行回火也有可能實(shí)現(xiàn)。那樣的話，增加激光光束的照射次數(shù)，照射區(qū)域如圖7所示的那樣進(jìn)行擴(kuò)大?；蛘?，只偏移焦點(diǎn)進(jìn)行再次照射也是可以的。
[0025]另外，在上述實(shí)施例中，以圓鋸10為例對(duì)切削工具的制作方法進(jìn)行說明，但是并不僅限于此，刨刀等也同樣適用于本發(fā)明。還有，作為切刃刀頭21的材質(zhì)，不僅僅限于超硬合金，金屬陶瓷，高速鋼，和各種類的陶瓷，多結(jié)晶體的金剛石等也是可以的，其中，陶瓷的材質(zhì)可以是鋁，氮化系列元素，碳化系列元素，氧化鋯，立方氮化硼等。還有，高能源光束不限于激光，電子光束也是可以的。關(guān)于激光也不僅僅限于線性激光，C O 2激光，Y A G激光，和綠色激光也是可以的。
[0026] 以上依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種切削工具的制作方法，所述切削工具包括設(shè)計(jì)有臺(tái)座的鋼制臺(tái)金，和連接在所述臺(tái)座上的切刃刀頭，所述臺(tái)金的含碳量在0.5%以上，所述切刃刀頭由硬質(zhì)材料制成，其特征在于，包括如下步驟: (1)焊接:使用高能源光束照射熔化所述臺(tái)座來連接所述切刃刀頭； (2)回火:使用高能源光束再次照射所述臺(tái)座進(jìn)行回火，來與步驟(I)的焊接相配合； 經(jīng)所述步驟(I) - (2)處理后的臺(tái)金的金屬硬度在700HV以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削工具的制作方法，其特征在于:所述回火工序中高能源光束的輸出功率比所述焊接工序中高能源光束的輸出功率低。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的切削工具的制作方法，其特征在于:所述回火工序中高能源光束的焦點(diǎn)相對(duì)于所述焊接工序中高能源光束焦點(diǎn)偏移。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的切削工具的制作方法，其特征在于:所述回火工序中，高能源光束在所述臺(tái)座的同一位置進(jìn)行多次照射，或者在所述臺(tái)座的不同位置進(jìn)行多次照射。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的切削工具的制作方法，其特征在于:所述回火工序中，高能源光束在所述臺(tái)座的同一位置進(jìn)行多次照射，或者在所述臺(tái)座的不同位置進(jìn)行多次照射。
【文檔編號(hào)】B23P15/28GK103522030SQ201310465742
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】山田亙秀, 中野貴雄, 西尾悟 申請(qǐng)人:昆山兼房高科技刀具有限公司