[发明专利]一种用于硬脆材料钻削的钎焊金刚石细孔钻

说明书

本发明公开了一种用于硬脆材料钻削的钎焊金刚石细孔钻，属于超硬磨料钻头的制作领域，包括转接基座，钻削柄，钻削头；钻头转接基座用于连接钻削设备，钻削柄为圆筒状细长结构，钻削头为钻削的工作部位。钻削柄长度大于工作要求钻削深度，钻削柄与连接基座芯部为孔，用于通冷却液；钻头顶端开单条宽槽，宽槽两边顶部开若干细槽，细槽内与钻头顶端其余部位排布金刚石；本发明所设计钻头具有钻削效率高，钻削寿命长，钻削过程稳定等优势，可广泛应用于陶瓷、大理石、水晶等硬脆材料的细小孔、长孔、盲孔等加工。

技术领域

本发明属于超硬磨料钻头的制作领域，具体是指一种用于硬脆材料钻削的钎焊金刚石细孔钻。

背景技术

金刚石钻头主要用于在陶瓷、玻璃、大理石等硬脆材料上钻削、取芯等，这些材料通常硬度高，表面光滑，采用普通的钢质及合金钻头无法正常的打孔，由于金刚石钻头硬度比陶瓷和玻璃等硬脆材料高，且金刚石磨粒具有一定的自锐性，所以能在上述材料上进行打孔。

常用的金刚石钻头多是由一定组分的金属合金与金刚石混合烧结将金刚石固结把持制备，其金刚石由于未被完全牢固把持，金刚石颗粒较易脱落，且出露不高，这样在钻削的过程中极易造成钻头堵塞使钻头失去钻削性能。同样的，利用电镀技术将金刚石磨粒电镀在钻头基体之上制备的电镀钻头其金刚石的把持强度亦较低，虽然出露程度尚可，但牢固性较低，寿命不高。而且在上述的局限条件下，钻头的外形多为圆筒状，顶端排屑能力弱，进一步影响了其性能。钎焊金刚石钻头利用焊料中活性元素铬、钛等对金刚石的化学冶金结合，使金刚石与基体之间产生了牢固把持，这样金刚石可以出露一半以上并有很好的把持强度，在这种情况下，钻削力可以增加，因此提高了钻削效率，又由于金刚石的牢固把持与自锐性，亦可得到较好的寿命。

虽然钎焊金刚石钻头具有上述的优势，在应用中亦发挥出较大的潜力，但在一些微细孔、盲孔、深孔加工中，其加工的效率、寿命、表面质量等仍然存在需要提高的地方。普通的金刚石钻头钻削时，由于内孔较大，一定压力的冷却液可以顺利进入钻头内壁，通过钻头和被加工材料的内外孔壁的微小间隙形成通路，对正在工作的金刚石磨粒进行热交换冷却，并将钻削下来的钻屑带走排出，达到冷却和排屑效果。这样金刚石磨粒可以继续在材料表面进行去除材料形成钻进动作，当钻头内孔较大时，甚至在不添加冷却液的情况下亦能进行钻削工作，这也说明了钻削过程中对废屑的排除是最为关键的过程。而当钻削孔十分细小时(不大于6mm)传统的冷却液在一定压力情况下难以有效地通过仅有3mm个左右的内孔进行冷却与排屑，多数碎屑堆积于钻头金刚石附近，靠钻头与钻孔间隙缓慢排出，这样不仅对金刚石磨粒的散热效果影响较大，而且导致钻削不锋利，影响钻削性能。虽然钎焊金刚石钻头可以做到比传统钻头更好的性能，但在细孔、长孔、盲孔等领域仍然存在需要改进之处。对于上述问题目前尚未有相关文献进行详细报道或分析。

中国发明专利申请CN103071833A公开了一种用于钻削碳纤维增强复合材料的专用刀具，该现有技术中：在刀体侧壁上开有清屑孔，在所述的刀体的头部连接钻头，所述的钻头带有一组槽口。其钻头为常规的钎焊金刚石钻头设计方案，若应用于细孔钻削，则由于侧壁开孔导致基体强度严重不足，影响钻削性能，而且钻头壁厚较小，不利于钻削寿命的提高。

中国发明专利申请CN102275228A公开了一种钎焊金刚石薄壁钻头，包括同轴设置的钻头基体和呈筒状的钻头，该现有技术中：在钻头的外端边缘上具有若干个钻齿，所述的钻齿呈非连续地排列，相邻的钻齿之间具有U型槽，所述的钻齿为圆弧形，并且其表面以钎焊的方式施加有金刚石磨粒。该钻头所实施方案具有一定的适用范围(25mm～150mm)，顶端钻齿只能用于大孔钻头，微细钻头上无法加工钻齿且不易排布磨粒。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题公开了一种用于硬脆材料钻削的新型钎焊金刚石细孔钻，本发明从基体设计入手，结合钻削条件，优选金刚石磨粒匹配方案，提高钻头钻削时的效率与稳定性，从根本上提高钻削寿命，解决了现有技术中有关细孔钻中的钻头基体顶端钻削部分设计方面以及钻头顶端磨粒参数匹配方面等的缺陷。

本发明是这样实现的：