物25填充模具105以使金屬圍繞刀尖15滲透或流動；以及通常，添加115少量蠟或粘結(jié)劑120 ；以及壓實125粉末摻混物25與所包括的刀尖15以得到“坯料”主體45或組件。刀尖15通常足夠強固以耐受壓實，通常小于250ton/in2，而不會損壞它們自身和/或壓制工具。
[0028]刀尖15由粉末金屬摻混物25中的蠟/粘結(jié)添加劑120而粘附到坯料主體部分50上并且可以正常搬運。限定一個或多個刀尖15的坯料組件45，嵌入于由壓制的粉末金屬25形成的相對柔軟主體部分50中，坯料組件45然后通過任何多種常規(guī)方法加熱55到大約1000°C，通常以充分緩慢的斜坡速率來造成移除粘結(jié)劑和/或有機材料120而不會損壞坯料主體50，以及將金屬粉末粒子25燒結(jié)在一起。燒結(jié)55使坯料主體50圍繞刀尖15收縮，使刀尖15壓縮，同時使刀片主體部分75硬化。刀尖15因此被機械地保持在硬化的、凝固的刀片主體部分75中，主體部分75已圍繞刀尖15形成，并且在某些情況下，與刀尖15交纏和/或纏結(jié)。
[0029]在另一實施例127中，描述了一種形成新穎切削刀片的方法。該方法包括將預(yù)定量的粉末金屬25，通常與較少預(yù)定量的粘結(jié)劑120 —起，成形40為坯料刀片主體50，坯料刀片主體50中形成有容置件或擱架或空隙體積130。一個或多個刀尖15被放置100到坯料刀片主體中，與空隙體積相符。在施加125緩和壓縮力之前或之后，刀尖15可以放置100于粉末金屬刀片主體部分50中，以限定坯料壓制的刀片主體135。刀尖15可以經(jīng)由粘合劑暫時地附連到坯料壓制的刀片主體135以允許正常搬運和輸送。然后將組件135加熱55直到約1200°C，造成坯料主體135燒結(jié)并且收縮成與所包括的刀尖15接觸并且機械地粘結(jié)刀尖15并且使任何粘合劑揮發(fā)掉。通常，燒結(jié)坯料刀片主體135所致收縮足以引起在燒結(jié)的刀片主體部分75與所包括的刀尖15之間的完全和適形/仿形(conformal)接觸，得到固化的復(fù)合刀片主體70，其中刀尖被機械地連接。
[0030]熱刀尖15和與刀尖15成機械接觸的熱燒結(jié)硬化金屬基主體部分25都在冷卻80時熱收縮。刀尖15材料通常具有比刀片主體材料更低的熱膨脹系數(shù)，并且因此刀尖15比主體20更小地緊縮，使刀尖15壓縮。金屬刀片主體20保持所述刀尖15的夾緊強度至少部分地由主體材料的彈性模量、接觸面積和刀尖15和主體20的膨脹系數(shù)差異來限定。仿形和均勻接觸幫助最小化在刀尖15上的點荷載壓縮效果，點荷載壓縮效果可能造成刀尖15或固化的粉末金屬主體20開裂。隨著刀尖15受壓縮，刀片主體20同樣被張緊。主體20通常具有足夠高的抗拉強度來耐受這種張力而不開裂。
[0031]這種將刀尖15連接到主體20上的機械連接方法與常規(guī)熱收縮配合的不同在于主體材料在與收縮配合相同的熱循環(huán)內(nèi)原位形成。刀片主體20并不像常規(guī)附連方法的情況那樣在單獨過程中預(yù)成型。另外，刀尖15并不像它們在常規(guī)鑲刀尖刀片制備技術(shù)中那樣通過粘合力而結(jié)合到刀片主體20上。
[0032]刀尖15通常經(jīng)由本領(lǐng)域中熟知的常規(guī)燒結(jié)技術(shù)來制備。刀尖15可以由便于機械加工、切削或鉆孔應(yīng)用的任何材料形成，包括(但不限于)碳化物、陶瓷或超硬磨料，諸如氮化硅、碳化硅、碳化硼；碳化鈦-氧化鋁陶瓷諸如碳化鈦、熔融鋁、碳化鉭、氧化鈰、石榴石、硬質(zhì)合金(例如WC-Co)、合成和天然金剛石、氧化鋯、立方氮化硼、這些材料的層合件、復(fù)合材料、其組合等。這些材料可以呈單晶、燒結(jié)多晶主體等形式。
[0033]通常，刀尖15比所希望的工件更硬，并且在鑲刀尖刀片10的情況下，比刀片主體20更硬。刀片15通常應(yīng)能耐受高達約250 ton/in2或更高的粉末金屬成型壓力65，并且同樣應(yīng)能耐受單獨地或同時施加的高達約1100°C或更高的燒結(jié)溫度60，而不會經(jīng)歷不可逆扭曲、硬度或粗糙度減小、開裂、碎裂和/或?qū)е赂浵嗟幕瘜W(xué)反應(yīng)。
[0034]刀尖15可以經(jīng)由研磨水射流、EDM、鋸、激光切削、研磨等手段形成為所希望的形狀，并且可能替代地在燒結(jié)期間形成特定形狀而無需任何機械加工。刀尖15通常尺寸適于裝配到刀片主體20內(nèi)使得金屬在至少一個維度上封閉刀尖15，具有充分接觸以足夠好地夾緊刀尖15以在使用期間暴露于預(yù)期力期間支承它。刀尖15可以定位于刀片主體20內(nèi)使得向切削金屬暴露的充分刀尖面積具有可接受的后刀面磨損和充分前刀面面積用于移除切肩，不會使刀片主體材料暴露于工件材料。任意多種幾何形狀特征可以添加到刀尖15以改進附連。特別地，刀尖15可以包括孔口或通道或類似特征，在成型期間，粉末金屬25可流入并且通過孔口或通道等，但孔口或通道等原本將不能與實心、預(yù)成型刀片主體接合，以便在一旦刀片主體部分20已硬化的情況下螺紋地或交纏地接合刀片主體部分20。如上文詳細描述的粉末金屬主體生成過程自動地確保類似配合幾何特征被添加到主體20以成為相兼容的所包括的刀尖15，并且可以包括額外幾何特征以使得刀片主體20同樣與各種刀具保持方法和固定件相兼容，包括孔、錐形、倒角、角度和(圓角)半徑。
[0035]可以選擇任何粉末金屬摻混物25，其在如上文所討論的成型壓力65和燒結(jié)溫度60與刀尖15相符。粉末金屬摻混物25可以包含流體、助熔劑或添加劑以改進燒結(jié)或者改進刀尖15的機械夾緊。
[0036]通常，刀尖15添加到模具105并且根據(jù)需要定位和固定。刀尖充分良好地保持在模具內(nèi)，諸如通過對準銷、彈簧、楔狀物等，以抵抗由粉末金屬流動造成的錯位(旋轉(zhuǎn)、傾斜、平移等)。粉末金屬摻混物25然后圍繞刀尖15填充110模具105以形成切削刀具刀片10的形狀。粉末金屬體積25通常符合、濕潤和/或接觸構(gòu)成切削刀具刀片10的所包括的刀尖15。刀尖15在模具105內(nèi)被保持就位。粉末金屬25通常在壓力下流入110到模具105內(nèi)，其通常改進了模具105的裝填并且加速模具填充。粉末金屬符合固定于模具中的刀尖15的形狀。
[0037]粉末金屬25的粒度140通常在約2微米與200微米之間。粉末金屬25的顆粒大小145可以在從50微米至1000微米。粉末金屬25可以被氣體霧化或水霧化。實際上，本領(lǐng)域已知的任何粉末金屬摻混物25，包括金屬或非金屬的、有機或無機的、磁性、順磁性或反磁性的任何化合物或元素可以用作刀片主體，但通常粉末25是金屬的并且更通常地得到硬金屬刀片主體。
[0038]經(jīng)由粉末金屬模制來模制刀片的一個優(yōu)點在于用以在主體20與刀尖15之間形成結(jié)合的尺寸精度，不再需要通常所需的用于對預(yù)制的固體(不可流動)刀片主體的釬焊和/或壓配附連。刀尖15可以經(jīng)由更快、更不精密的切削或成型手段而形成。粉末金屬25通常是可流動的并且填充所述刀片主體模具105的粉末金屬體積將在坯料壓制125和/或燒制55期間改變形狀并且符合以接觸刀尖15。
[0039]本新穎技術(shù)的另一優(yōu)點源自刀尖15可以被形成具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)特征(諸如翅片、齒、尖銳拐角)的方式，這些復(fù)雜的特征通常減弱釬焊和/或在機械結(jié)合期間導(dǎo)致切削刃裂開。相反，在本新穎技術(shù)中，這種復(fù)雜形狀特征實際上改進了刀尖15到刀片主體20的機械附連。
[0040]本新穎技術(shù)所擁有的另一優(yōu)點在于可流動、可模制的固化粉末鋼25比軟致密鋼、硬致密鋼或硬碳化物(這些是用于鑲刀尖切削刀具的常規(guī)主體材料)更易于研磨。這意味著精細特征，諸如斷肩器、冷卻通道等，可以在成型期間包括于刀片主體20中或者在刀片研磨期間稍后添加，而不會使研磨輪過早地變鈍。而且，由于粉末金屬部分是多孔性的，流體或蠟35可以在固化后留下或滲透150，諸如用以定制新穎刀片10的機械加工性能(machinability)。
[0041]任何常規(guī)模具105，諸如鋼模具，可以用于形成刀片10。模具105可以具有切削刀片10的任何所需形狀。通常，模具105將是近凈的(near-net)，表示固化的刀片70的大小將接近于最終刀片大小。此外，模具105的形狀、尺寸或厚度可變并且可能對應(yīng)于所希望的切削刀具保持架形狀或大小。模具105可能接受單個刀尖15，或多個刀尖15或者與模具大小和幾何形狀相容的任何大小或形狀。
[0042]在一實施例中，刀尖15可以最初放置于模具105中并且然后將粉末金屬25引入于模具105內(nèi)。模具然后可以被加熱、冷壓制或同時地或并發(fā)地既加熱又冷壓制，以形成固化的刀片70。粉末金屬25可以被預(yù)熱、在輸送中被加熱或者簡單地在模具105中以任何已知手段被加熱，或者保持不加熱。同樣，刀尖15可以在冷或熱的情況下使用。
[0043]經(jīng)壓制的鋼/刀尖復(fù)合物135從模具105移除并且然后通過常規(guī)分批式爐或隧道式爐或者微波或本領(lǐng)域中已知的任何其它熱方法燒制5