專利名稱：具有覆層的深孔鉆頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有直排屑槽的深孔鉆頭，其中至少鉆頭尖部和鉆頭尖部周圍的區(qū)段被覆層。
背景技術(shù)：
覆層的鉆頭早已為人所知。多數(shù)情況下可利用覆層來嘗試提高鉆頭尤其在鉆頭尖部區(qū)域內(nèi)的耐磨性。覆層的鉆頭多數(shù)涉及螺旋鉆頭。就螺旋鉆頭而言，另外也已知的是對切削段完全地進(jìn)行覆層，也就是在排屑槽的全部螺旋形區(qū)域內(nèi)進(jìn)行覆層。這種覆層的目的是切屑輸送的簡化以及鉆頭尖部的耐磨性。已知用于鉆出非常深的孔的螺旋鉆頭。但是本說明書范疇內(nèi)的深孔鉆頭并非是螺旋鉆頭，而是指具有基本上直的用于排出切屑的排屑槽的鉆頭。通過一個或多個沿著鉆頭軸線在鉆頭內(nèi)延伸并且終止于鉆頭尖部處的冷卻流道通常使流體例如氣體或者用于冷卻并且起到潤滑劑作用的液體利用高壓被泵送至鉆頭尖部、從鉆頭尖部流出并且基本上沿著刀具從孔中沖洗出來，同時帶出切屑。也就是說，這意味著沒有真正實(shí)現(xiàn)利用覆層改善排屑。因此迄今為止已知的用于深孔鉆頭的覆層僅限于鉆頭尖部的區(qū)域。例如W02004087356公開了一種具有功能覆層的單刃鉆頭。該功能覆層在此的主要目的是減小參與切削過程的功能面的磨損。深孔通常是直徑介于大約I至1500mm之間并且孔深從大約三倍于公稱直徑算起的鉆孔。其中另外在單刃鉆頭和雙刃鉆頭之間有所區(qū)分。與深孔鉆頭關(guān)聯(lián)的基本特征在于，深孔鉆頭并非像在螺旋鉆頭的情況中那樣通過盡可能居中的尖部在端面上定心，而是在鉆孔的圓柱形罩面處對準(zhǔn)。而這就意味著深孔鉆頭的負(fù)責(zé)用于導(dǎo)引鉆頭的區(qū)域會扮演重要的角色。盡管該區(qū)域不會遭受如同在鉆頭尖部處出現(xiàn)的極高負(fù)荷，但是這里也會出現(xiàn)磨損，尤其當(dāng)較長時間 使用的時候，會出現(xiàn)不利于鉆孔特性的磨損。該問題的一種解決方法在于，給深孔鉆頭的用于導(dǎo)引鉆頭的區(qū)域同樣也設(shè)置與給鉆頭尖部所設(shè)那樣的層。就此已經(jīng)提出，將鉆頭尖部覆層擴(kuò)展到明顯超過公稱直徑且例如大約相應(yīng)于八倍公稱直徑的區(qū)域就已足夠。但是隨后面臨的問題是，主功能區(qū)域中增大的磨損會使得這里的磨損防護(hù)層磨蝕速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于導(dǎo)引區(qū)域。當(dāng)主功能區(qū)域中磨損防護(hù)層已然被劇烈侵蝕的時候，在導(dǎo)引區(qū)域中磨損防護(hù)層可能尚且完全正?！，F(xiàn)在如果進(jìn)行第二次覆層，就會在導(dǎo)引區(qū)域內(nèi)尚且完全正常的層上覆層。這就會使得該區(qū)域內(nèi)的鉆孔直徑隨之增大，這在經(jīng)過幾次循環(huán)之后可能在十分之一或十分之幾的范圍內(nèi)。為了避免這種情況，可以在下一次覆設(shè)磨損防護(hù)層之前完全去除深鉆頭的覆層。但是用以去除磨損防護(hù)層的除層方法復(fù)雜，而且通常會侵蝕基底。這意味著導(dǎo)引區(qū)域盡管不再由于實(shí)際的鉆孔作業(yè)而受到侵蝕，但是在多次除層之后將會由 于腐蝕作用而脆弱不堪。

發(fā)明內(nèi)容
因此存在對這樣一種深孔鉆頭的需求，其在經(jīng)受載荷之后能夠以簡單的方式和方法重復(fù)利用，其中在鉆孔性能持久良好的情況下始終獲得穩(wěn)定的導(dǎo)引和穩(wěn)定的切邊。本發(fā)明面臨的是這一相應(yīng)的任務(wù)。按照本發(fā)明，通過具有權(quán)利要求I的特征的深孔鉆頭即可解決這一任務(wù)。本發(fā)明的深孔鉆頭的特征在于，從鉆頭尖部開始在導(dǎo)引邊就導(dǎo)引鉆頭尖部來說有效的范圍上具有第一覆層，并且僅在鉆頭尖部周圍的微小區(qū)域中設(shè)置不同于第一覆層的第
二覆層。第一覆層適宜在大約相應(yīng)于八倍的鉆頭公稱直徑的區(qū)域上延伸。在覆設(shè)第一層之后，如有需要可以打磨鉆頭尖部，以便在第一使用周期時就已形成與后繼使用周期近似相 同的條件。然后適宜的是，第二覆層在從鉆頭尖部開始量起在最大相應(yīng)于兩倍的鉆頭公稱直徑的區(qū)域上延伸。采用本發(fā)明的深孔鉆頭可以實(shí)現(xiàn)的是，在重磨時在同一個工序中盡可能完全去除第二層。不用對整個鉆頭進(jìn)行除層。經(jīng)打磨之后只要再次覆設(shè)第二覆層。如前所述，對第一覆層的涉及耐磨的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對能夠在鉆頭尖部處發(fā)揮其作用的第二覆層的要求。因此作為第一覆層可以使用除了有良好磨損性能之外還例如能穩(wěn)定鉆頭刃帶的層或?qū)酉到y(tǒng)。
具體實(shí)施例方式以下將根據(jù)示例詳細(xì)解釋本發(fā)明。在示例I中給一個直槽單刃深孔鉆頭覆以3μπι厚度的TiN層作為第一覆層。鉆頭具有6mm的公稱直徑。從鉆頭尖部開始測量，TiN覆層在5cm的范圍上延伸。利用PVD法覆設(shè)TiN覆層。作為第二覆層利用PVD法覆設(shè)TiAlN層，該層從鉆頭尖部開始延伸到8mm的范圍。在使用之后可以重磨被如此覆層的鉆頭并利用PVD法將第二覆層重新覆設(shè)到現(xiàn)已無層的主功能(面)上。在刀具的使用壽命內(nèi)可以重復(fù)這一循環(huán)。示例 2在示例2中給一個直槽雙刃深孔鉆頭覆以4 μ m厚度的TiAlN層作為第一覆層。鉆頭具有8mm的公稱直徑。從鉆頭尖部開始測量，TiAlN覆層在7cm的范圍上延伸。利用PVD法覆設(shè)TiAlN層。作為第二覆層覆設(shè)TiAlN層，該層從鉆頭尖部開始延伸到IOmm的范圍。在使用之后可以重磨被如此覆層的鉆頭，并利用PVD法僅僅將第二層重新覆設(shè)到現(xiàn)已無層的主功能(面)上。在刀具的使用壽命內(nèi)可以重復(fù)這一循環(huán)。示例 3在示例3中給一個直槽單刃深孔鉆頭覆以4 μ m厚度的TiAlN層作為第一覆層。鉆頭具有8mm的公稱直徑。從鉆頭尖部開始測量，TiAlN層在7cm的范圍上延伸。利用PVD法覆設(shè)TiAlN覆層。作為第二覆層覆設(shè)AlTiN層，該層從鉆頭尖部開始延伸到IOmm的范圍。在使用之后可以重磨被如此覆層的鉆頭，并利用PVD法將AlCrN層作為第二覆層覆設(shè)到現(xiàn)已無層的主功能(面)上。在刀具的使用壽命內(nèi)可以以可變的第2層來重復(fù)該循環(huán)。
權(quán)利要求
1.深孔鉆頭，具有至少一個基本上呈直線狀的帶有一個或多個刀刃的排屑槽、至少部分被覆層的導(dǎo)引區(qū)域，其中被覆層的部分定義一個導(dǎo)引段，其特征在于，導(dǎo)引段在其有效長度范圍內(nèi)具有第一覆層，并且附加地僅在鉆頭的尖部的區(qū)域內(nèi)在切削區(qū)域中覆設(shè)第二覆層，其范圍在沿軸向的長度上延伸，所述長度最大對應(yīng)于鉆頭的公稱直徑的兩倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的深孔鉆頭，其特征在于，第一覆層在至少明顯大于所述公稱直徑的長度上延伸，但是優(yōu)選至少八倍于鉆頭公稱直徑地延伸。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的深鉆頭，其特征在于，第一覆層包括基于Ti和或Al和或Cr和或Zr和或碳和其組合物以及它們的氮化物和或碳化物和或硼化物以及氧化物的層，并且第二覆層包括基于Ti和或Al和或Cr和或Zr和或碳及其組合物以及它們的氮化物和或碳化物和或硼化物以及氧化物的層。
4.深孔鉆頭的重復(fù)利用方法的特征在于以下步驟 (a)提供按權(quán)利要求I所述的深孔鉆頭，該深孔鉆頭在鉆頭尖部上具有磨損現(xiàn)象， (b)去除第二覆層，優(yōu)選基本上完全去除，例如利用重磨方式。
(c)在處于步驟(b)之后的步驟中對深鉆頭覆以另外的覆層，尤其是與原始第二覆層相同的覆層。
全文摘要
深孔鉆頭，具有在導(dǎo)引段的有效長度上延伸的第一覆層并且具有在鉆頭尖部處在切削區(qū)域內(nèi)覆設(shè)的第二覆層，其范圍在最大相應(yīng)于兩倍的鉆頭公稱直徑的軸向長度上延伸。由此就能在鉆頭尖部因?yàn)槭褂枚p時在其銳化之后重新覆層，尤其即使經(jīng)過多次重磨鉆頭尖部的公稱直徑也不會顯著變大。
文檔編號B23P6/00GK102725088SQ201080053186
公開日2012年10月10日 申請日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者D·布羅斯, G·佩耶爾, J·埃格曼, K·施普林格 申請人:歐瑞康貿(mào)易股份公司(特呂巴赫)