(57)【要約】  複数の部品を接合して単一構造体を形成する方法であって、少なくとも２つの焼結部品を提供するステップであり、部品の各々は超硬合金またはサーメットから形成される、提供するステップと、少なくとも２つの焼結部品を単一構造体の形状に組み立てるステップであり、少なくとも２つの部品の各々は接合面を有し、各接合面が接触するようになると、接合された表面はそれらの間にボンディング界面を形成する、組み立てるステップと、組み立てられた少なくとも２つの焼結部品を、外圧を加えることなく真空またはガス雰囲気に晒し、単一構造体を形成するために、ボンディング界面において組み立てられた少なくとも２つの焼結部品がともに融着するのに十分な温度に晒すステップとを含む、方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部品を接合して単一構造体を形成する方法であって、
少なくとも２つの焼結部品を提供するステップであり、前記部品の各々は超硬合金またはサーメットから形成される、提供するステップと、
前記少なくとも２つの焼結部品を単一構造体の形状に組み立てるステップであり、前記少なくとも２つの部品の各々は接合面を有し、各接合面が接触するようになると、前記接合された表面はそれらの間にボンディング界面を形成する、組み立てるステップと、
前記組み立てられた少なくとも２つの焼結部品を、外圧を加えることなく真空またはガス雰囲気に晒し、前記単一構造体を形成するために、ボンディング界面において前記組み立てられた少なくとも２つの焼結部品がともに融着するのに十分な温度に晒すステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記少なくとも２つの焼結部品の各々が、同じまたは異なる超硬合金またはサーメットから作成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記部品の各々は超硬合金である、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記超硬合金は、タングステンカーバイドおよびコバルトのバインダを含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記組み立てられた少なくとも２つの焼結部品は、これらの部品を前記ボンディング界面において融着するために、前記組み立てられた少なくとも２つの焼結部品の各々の、より低い焼結温度の融点よりも低いか、または中間の温度まで加熱されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記組み立てられた少なくとも２つの焼結部品は、約１３４０℃〜約１３６０℃の温度まで約１０分間〜約３０分間加熱されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記組み立てられた少なくとも２つの部品は、約１３５０℃の温度まで約１５分間加熱される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも２つの焼結部品の各々は、異なる形状および／または異なるサイズを有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記単一構造体は、耐摩耗性工具、工具ブランクまたは摩耗部品であることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記耐摩耗性工具はドリルであり、前記ドリルのシャンクを形成する第１の焼結部品が、第１の材種の超硬合金またはサーメットから作成され、第２の材種の超硬合金またはサーメットから作成される、前記ドリルの刃先を形成する第２の焼結部品、および、第３の材種の超硬合金またはサーメットから作成される、前記ドリルの先端部を形成する第３の焼結部品が提供されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第３の焼結部品は、前記第１の焼結部品および前記第２の焼結部品の前記材種よりも品質の高い材種から成ることを特徴とする、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数の部品の各々はサイズの異なる焼結棒であり、前記複数の焼結棒の各々は、異なるサイズの直径を有することを特徴とする、請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記工具はドリルであり、複数の焼結部品が提供され、前記焼結部品の各々は、前記ドリルの部分を形成し、第１の部分はフルートフリーであり、少なくとも１つの他の部分は前記第１の部分に融着され、前記少なくとも１つの他の部分は溝を付けられ、前記部分の各々は、異なる硬質金属材料組成物から形成されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記ドリルの少なくとも２つの部分は溝を付けられ、前記溝を付けられた部分の各々は異なるらせん角度を有することを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法に従って作成される耐摩耗性工具、工具ブランクまたは摩耗部品。
【請求項１６】
耐摩耗性工具であって、
複数の焼結部品であり、前記複数の焼結部品の各々は超硬合金またはサーメットから形成され、前記複数の焼結部品は単一構造体の形状に組み立てることができる、複数の焼結部品と、
前記複数の焼結部品の各々の上に配置されている接合面であり、前記焼結部品が組み立てられると、各接合面は接触するようになって、それらの間にボンディング界面を形成し、それによって、前記組み立てられた焼結部品が、外圧を加えることなく真空またはガス雰囲気に晒され、前記組み立てられた複数の焼結部品を融着するのに十分な温度に晒されると、前記組み立てられた複数の焼結部品は、それぞれのボンディング界面においてともに接合されて、前記摩耗工具の前記単一構造体が形成される、接合面と
を備える、耐摩耗性工具。
【請求項１７】
前記複数の焼結部品の各々は、異なるサイズおよび／または異なる形状を有することを特徴とする、請求項１６に記載の耐摩耗性工具。
【請求項１８】
前記複数の焼結部品の各々が、同じまたは異なる超硬合金またはサーメットから作成されることを特徴とする、請求項１６または請求項１７に記載の耐摩耗性工具。
【請求項１９】
前記超硬合金は、タングステンカーバイドおよびコバルトのバインダを含むことを特徴とする、請求項１６から１８のいずれか一項に記載の耐摩耗性工具。
【請求項２０】
前記組み立てられた複数の焼結部品は、前記部品を前記ボンディング界面において融着するために、前記組み立てられた複数の焼結部品の各々のより低い焼結温度の融点よりも低いか、または中間の温度まで加熱されることを特徴とする、請求項１６から１９のいずれか一項に記載の耐摩耗性工具。
【請求項２１】
前記工具はドリルであり、第１の材種の超硬合金またはサーメットから成る第１の焼結部品が前記ドリルのシャンクを形成し、第２の材種の超硬合金またはサーメットから成る第２の焼結部品が前記ドリルの刃先を形成し、第３の材種の超硬合金またはサーメットからから成る第３の焼結部品が前記ドリルの先端部を形成し、前記第３の焼結部品は、前記第１の焼結部品および前記第２の焼結部品の前記材種よりも品質の高い材種から成ることを特徴とする、請求項１６から２０のいずれか一項に記載の耐摩耗性工具。
【請求項２２】
前記複数の焼結部品の各々はサイズの異なる焼結棒であり、前記複数の棒の各々は、異なるサイズの直径を有することを特徴とする、請求項１６から２０のいずれか一項に記載の耐摩耗性工具。
【請求項２３】
前記複数の部品の各々はサイズの異なる焼結棒であり、前記工具はドリルであり、前記複数の焼結部品の各々は前記ドリルの部分を形成することを特徴とする、請求項２０または請求項２１に記載の耐摩耗性工具。
【請求項２４】
第１の部分はフルートフリーであり、少なくとも１つの他の部分は前記第１の部分に融着され、前記少なくとも１つの他の部分は溝を付けられ、前記部分の各々は、異なる超硬合金またはサーメットから形成されることを特徴とする、請求項２０から２２のいずれか一項に記載の耐摩耗性工具。
【請求項２５】
前記ドリルの前記少なくとも２つの部分は溝を付けられ、前記溝を付けられた部分の各々は異なるらせん角度を有することを特徴とする、請求項２０から２３のいずれか一項に記載の耐摩耗性工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、サイズおよび／または形状の異なる部品または部材を接合して単一構造体を形成する方法に関し、より詳細には、サイズおよび／または形状の異なる焼結部品を接合して単一構造工具または摩耗部品を形成するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超硬合金のような高耐摩耗性材料が、岩石および金属穴あけ工具のために人気が高い。これらの材料体は、通常、粉末冶金法、すなわち、加圧および焼結によって作成される。
【０００３】
多部材超硬合金体（ｍｕｌｔｉ−ｍｅｍｂｅｒ  ｃｅｍｅｎｔｅｄ  ｃａｒｂｉｄｅ  ｂｏｄｙ）を接合するためのいくつかの方法がある。多部材超硬合金体は、別個の素地から単独で形成され得る。時として、単独で形成される素地はまた、単独で焼結もされ、時として、研削後、たとえば、はんだ付け、ろう付け、直押しまたは焼き嵌めによって組み立てられて、多領域超硬合金体（ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｒｅｇｉｏｎ  ｃｅｍｅｎｔｅｄ  ｃａｒｂｉｄｅ  ｂｏｄｙ）が形成される。したがって、焼結体の機械加工には費用がかかるため、焼結体の所望の形状は通常、焼結前に、部分体がともに焼結された後、所望の、複雑であることが多い幾何形状を有するボディが形成されることで得られる。
【０００４】
たとえば、マルチサイズの工具を製造する標準的な方法は、最大サイズを有する部品を製造し、その後、焼結の前、焼結の後、またはその両方において材料を除去することを含む。この結果として、相当量の超硬合金が失われることになる。
【０００５】
または、単独で形成されたボディが組み立てられ、その後、焼結される。しかしながら、単独で形成されたボディを含む、同じ成分から成る異なる組み合わせは、焼結に対して異なった反応を示す。成分の各組み合わせは、焼結温度、時間、雰囲気または上記の任意の組み合わせに固有に応答し、したがって、固有に収縮する。
【０００６】
その上、大量の液相がボディの各々へと相当の距離を移動することに起因する欠点がある。この結果、深刻な組成変化が起こることがある。
【０００７】
類似していない材料から構成される複雑な形状の製品を形成することが既知であり、ここで、材料間の界面が非常に狭くなり得る。各別個のボディが少なくとも１つの他の別個のボディと接触して集合体を形成するように、複数の別個のボディが構成される、米国特許第６，３１５，９４５号明細書を参照されたい。この集合体はその後、強化成形製品を形成するのに十分な温度、過圧、その温度にある時間およびその過圧にある時間で強化される。強化成形製品は、その製品を作成するのに使用される別個のボディの各々によって規定される形状を有する。しかしながら、過圧の使用は時間および費用がかかる。
【０００８】
米国特許第６，９０８，６８８号明細書も、複数の異なる接合体を有する硬質金属工具を形成するために過圧を使用することを開示している。この方法および他の既知の方法では、部品の境界にわたる成分の相当の移動が起こる。これによって、脆化相が発生し、中間特性の勾配領域が長くなって、深刻な場合には、大規模な密度変化およびその結果としての部品の歪みが生じる可能性がある。
【０００９】
したがって、圧力の必要性、境界における粒成長または高価な材料の浪費なしに、予備焼結した部材を接合または融着して複雑な幾何形状の工具を形成する方法が必要とされている。
【発明の概要】
【００１０】
本発明の一態様において、複数の部品を接合して単一構造体を形成する方法であって、少なくとも２つの焼結部品を提供するステップであり、部品の各々は超硬合金またはサーメット（ｃｅｒｍｅｔ）から形成される、提供するステップと、少なくとも２つの焼結部品を単一構造体の形状に組み立てるステップであり、少なくとも２つの部品の各々は接合面を有し、各接合面が接触するようになると、接合された表面はそれらの間にボンディング界面を形成する、組み立てるステップと、組み立てられた少なくとも２つの焼結部品を、外圧を加えることなく真空またはガス雰囲気に晒し、単一構造体を形成するために、ボンディング界面において組み立てられた少なくとも２つの焼結部品が、ともに融着するのに十分な温度に晒すステップとを含む、方法が提供される。
【００１１】
別の態様において、複数の部品を接合して単一構造体を形成する方法が提供される。少なくとも２つの焼結部品が提供される。部品の各々は、硬質金属材料組成物から形成される。少なくとも２つの焼結部品が、単一構造体の形状に組み立てられる。少なくとも２つの部品の各々は、接合面を有し、各接合面が接触するようになると、表面が、それらの間にボンディング界面を形成する。組み立てられた部品は、外圧を加えることなく真空またはガス雰囲気に晒され、少なくとも２つの焼結部品がボンディング界面においてともに融着して単一構造体を形成するのに十分な温度に晒される。
【００１２】
また別の態様において、耐摩耗性工具は、複数の焼結部品であり、部品の各々は超硬合金またはサーメットから形成され、複数の焼結部品は単一構造体の形状に組み立てることができる。複数の焼結部品の各々の上に接合面が配置され、複数の焼結部品が組み立てられると、各接合面は接触するようになってそれらの間にボンディング界面を形成し、それによって、組み立てられた焼結部品が、外圧を加えることなく真空またはガス雰囲気に晒され、組み立てられた複数の焼結部品を融着するのに十分な温度に晒されると、組み立てられた複数の焼結部品は、それぞれのボンディング界面においてともに接合されて、単一構造体の摩耗工具が形成される。
【００１３】
また別の態様において、耐摩耗性工具は、複数の焼結部品を含む。部品の各々は、硬質金属材料組成物から形成され、複数の焼結部品は、単一構造体の形状に組み立てることができる。複数の焼結部品の各々の上に接合面が配置され、部品が組み立てられると、各接合面は接触するようになってそれらの間にボンディング界面を形成し、それによって、組み立てられた部品が、外圧を加えることなく真空またはガス雰囲気に晒され、複数の部品を融着するのに十分な温度に晒されると、複数の部品は、それぞれのボンディング界面においてともに接合されて、単一構造体が形成される。
【００１４】
本開示のこれらのおよび他の目的、特徴、および利点は、添付の図面に関連する以下の好適な実施形態の詳細な説明からより明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本方法のステップを示す流れ図である。
【図２】図２は、図１のプロセスに従って作成されるボディの斜視図である。
【図３】図３は、本発明の方法による接合用材料固定具内に配置されている複数の部材の斜視図である。
【図４】図４（ａ）−（ｃ）は、図３に示す線Ｉ−Ｉによる断面図である。
【図５】図５は、本方法に従って形成される別のボディの断面図である。
【図６】図６は、本方法に従って作成されるまた別のボディの断面図である。
【図７】図７は、本方法に従って作成されるなお別のボディの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１および図２を参照すると、少なくとも一対の部品の結合または接合方法が記載されている。第１のステップ１２において、複数の部品３２、３４および３６が提供される。部品は、同じ材料から成ってもよく、または、異なる材料から作成されてもよい。部品はまた、同じサイズもしくは形状または異なるサイズもしくは形状であってもよい。本開示に従って多数の部品を接合することができるが、これは、単一構造体３０を形成するのに使用される特定数の部品に限定されるべきではないことも諒解されたい。単一構造体は、複数の接続された部品から成る単数のボディとして定義される。たとえば、ボディ３０は、直径の異なる複数の部品を有する段付きドリルであってもよい。
【００１７】
部品３２、３４および３６は、低融点相成分および高融点相成分を含む液相焼結材料の成形体から成る超硬合金またはサーメットから作成することができる。超硬合金は、タングステンカーバイド、および、金属相バインダ、一般的にはコバルト、ニッケル、鉄または様々な割合におけるそれらの化合物であるチタン、クロム、バナジウム、タンタル、ニオブの１つ、または複数のカーバイド、窒化物または炭窒化物から構成される硬質相を有する。サーメットは、金属相、一般的にはコバルト、ニッケル、鉄または様々な割合におけるそれらの化合物であるチタン、クロム、バナジウム、タンタル、ニオブの１つまたは複数のカーバイド、窒化物または炭窒化物から構成される硬質相を有する。
【００１８】
サーメットおよび超硬合金は種々の材種で存在する。材種とは、本明細書においては、いくつかの割合のうちの１つにあり、特定の粒径を有する超硬合金またはサーメットを指す。材種の性能および信頼性は、サーメットおよび超硬合金の組成に応じて決まる。高品質材種は、所与の用途において、定量化可能な、より高い性能および信頼性を有する材料である。
【００１９】
たとえば、本明細書においてさらに説明するように、部品は、同じ組成、または、ともに融着される、材種および／もしくは粒径に関して異なる、２つ以上の異なる組成の超硬合金とすることができる。
【００２０】
各部品は、実質的にその完全密度および硬度を得るために焼結されている。ステップ１４を参照されたい。各部品は、接合面２８を有する。ステップ１６において、部品は、部品間に十分に平滑な仕上げをもたらすために、合わせ面／接合面において研削または機械加工される。部品はまた、接合面において清浄な界面をもたらすために、たとえば、水素洗浄プロセスにおいて洗浄されてもよい。その後、ステップ１８において、個々の部品が組み立てられて、所望の工具形状にされる。
【００２１】
ステップ２０は、２つの部品の間の第１の結合面または接合面２８が、他の部品の間の第２の結合面または接合面と嵌め込み係合して各々が結合または境界領域２６を画定することによって、部品を組み立てられた関係において接触するようにすることを含む。その後、組み立てられた関係にある部品を加熱するステップが、部品をともに融着するために利用される。
【００２２】
ステップ２０において、部品は、粒成長が発生しないよう十分に低い温度で融着される。たとえば、約１３４０℃〜約１３６０℃で約１０〜約３０分間、より好ましくは、約１３５０℃で約１５分間である。言い換えれば、部品は、部品の元の最も低い焼結温度を有する超硬合金の融点よりも低いか、または中間の温度で融着する。このより低いおよびより短い時間によって、融着が、結合金属の短距離の拡散で進行することが可能になり、微細構造において粒径変化が誘発されない。
【００２３】
図３を参照すると、一例において、組み立てられたボディ３０が、標準的な焼結炉内に配置されるプレート４０上に配置されている。環境を制御するために、焼結プロセス中に真空または水素雰囲気が使用される。その後、ボディは室温から、組成に応じて約１３５０℃またはそれ以上の融着温度まで１時間あたり約４５０℃で上げられ、最高温度にある滞留時間は約１５分間である。この融着および熱サイクルは、最低の融解温度を有するボディの部品（複数の場合もあり）の元の焼結温度および加熱サイクルよりも低い。
【００２４】
このステップは、すでに高密度および硬質の超硬合金片またはサーメット片を取り出し、再び焼結炉に戻す。しかし、最初の焼結動作のように、収縮およびより高い密度を得る代わりに、部品は基本的に同じ物理特性のままである。生じる液相は最小量だが、依然として結合は有効に行われる。
【００２５】
再び図２および図３を参照すると、本発明は、直径の異なる焼結部品を接合して単一構造工具または摩耗部品を形成することを可能にする。本方法の一態様によれば、各々が異なる直径を有する複数の焼結棒３２、３４、および３６が提供される。この棒は組み立てられて単一構造体を形成することができる。
【００２６】
多径体３０がこの例において説明されているが、本方法に従って材料、サイズまたは形状の異なる複数の部品から作成されるボディを作成することができることが諒解されるべきであり、以下の例に示されているとおりである。したがって、部品のサイジングおよび／または成形は、所望の特定の単一構造体または工具に応じて決まり、それゆえ、特定の物理的特性および／または寸法特性は、意図される用途に十分満足に適合するものである。
【００２７】
図３に示すように、ボディ３０は材料固定具４０内に位置付けられる。図４（ａ）〜図４（ｃ）を参照すると、各部品は、各部品の長手方向軸が同じ面Ｘ内にあるように、材料固定具４０上に位置付けられる。図４（ａ）は、図３の線Ｉ−Ｉによる材料固定具４６の断面である。図４（ｂ）は、線ＩＩ−ＩＩによる断面図である。図４（ｃ）は、線ＩＩＩ−ＩＩＩによる断面図である。図示されているように、部品３６は、材料固定具のプレート４６に直に固定されている第１のブロック４２の溝付き部分内に位置する。棒３４の軸を棒３６の軸と整列させるために、プラットフォーム４４が設けられる。同様に、棒３２を支持するブロック４２が２つのプラットフォーム４４上に位置付けられる。プレート４６は傾斜され、ブロック４２は、それぞれの棒が界面２８、３８においてともに押圧されて、焼結中に領域２６を結合することを可能にするように位置付けられる。
【００２８】
上記のように、特定の部品の提供が、所望される端面消耗部品または工具に依存するのと同様に、材料固定具４０の配置もまた、特定の部品および所望される単一構造体に依存する。したがって、本発明の方法は、特定の材料固定具設計には限定されない。
【００２９】
本方法は、加えて、例示であり限定ではないように理解されるべきである、以下の説明と関連して例示され得る。
【００３０】
材種の異なる複数の材料を接合して、工具または摩耗部品のローカル特性を最適化することができる。したがって、たとえば、材料の抵抗性、強靭性、ろう付け性、摩擦係数および／または立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）含量は、工具または摩耗部品内の材料の位置に応じて選択することができる。その上、コバルトまたは粒子のサイズの不整合も、結合金属の融着およびその結果としての密度変化を誘発するように選択することができる。これによって、工具または部品の表面において圧縮応力を生じて、強靭化効果をもたらすことができる。また、コバルト含量または粒径の大きい多層構造を、亀裂偏向に対して組み込むことができる。
【００３１】
以下は、本発明の方法に従って形成される異なる材種／形状の材料の提供のほんの数例である。
【００３２】
図５を参照すると、本発明の方法を使用して、工具の複数の異なる部分としての複数の材料を有するドリルまたは工具を製造することができる。３つの異なる材料がこの態様を参照して説明されるが、多数の異なる材料が接合されてもよいことが諒解されるべきである。ドリル５０は、本発明の方法に従ってともに融着されている異なるタイプの硬質金属組成を有することができる。図示されているように、高級または高品質材種の材料５２を、先端部５４に配置することができる。別の、より高級の材料５６を、工具の刃先５８に設けることができる。たとえば、材料５２および５６は、耐摩耗性または切断面のためにｃＢＮをドープしたＳａｎｄｖｉｋ硬質材料Ｈ１２Ｎおよび６ＵＦ（Ｓａｎｄｖｉｋｅｎ、スウェーデン）のような高級材料であってもよい。
【００３３】
異なる材種を有する第３の材料６０を、ドリルのシャンク６２に使用することができる。たとえば、材料６０は、溶融亜鉛を使用してリサイクル／再生された粉末再生亜鉛（ＰＲＺ）炭化物であってもよい。材料６０は、任意のより費用の安い材料であってもよく、本発明の態様は、いかなる特定のリサイクルまたは供給方法にも限定されるべきではないが、ただ材料の費用を低減するようなものである。ＰＲＺまたは何らかの割合のリサイクル材料を、高級な作用面を有する基材として使用することによって、高いリサイクル内容および費用の低減による持続可能性が得られる。
【００３４】
図６および図７を参照すると、本発明の方法を使用して、ツイスト−ストレートロングドリル（ｔｗｉｓｔ  ｔｏ  ｓｔｒａｉｇｈｔ  ｌｏｎｇ  ｄｒｉｌｌ）（図６）および可変ツイストドリル（ｖａｒｉａｂｌｅ  ｔｗｉｓｔ  ｄｒｉｌｌ）（図７）を形成することができる。図６に示すように、深い穴を空けるためのロングドリル８０は、らせん端部７８に融着されているストレート孔メイン部分７６を含むことができる。部分７６は、フルートフリー、すなわち、溝なしとすることができる。部分７８は、溝７９を含む。そのような構成は、削り屑により目詰りすることなく、削り屑の経路および／または非常に積極的な切削を最小限に抑える。ストレート部分７６およびらせん端部７８は、異なる材料から形成することができることが諒解されるべきである。または、溝のある押し出し部分がシャンクに融着されてもよい。
【００３５】
図７に示すように、ドリル９０のらせん角度は、いくつかの部分８４、８６および８８をともに融着することによって変更され得、各部分は異なるらせん角度を有する溝のある部分を予備成形されている。任意の数の部分がともに融着されてもよいことが諒解されるべきである。その上、この部分は、同じ材料から成ってもよいし、または異なる材料から成ってもよい。異なる特性および／または高い割合のリサイクル材料を有するカーバイドを、いくつかの部分に使用し、これに融着することができる。上述したように、ドリルの先端部は、異なる材料８２から作成することができる。独立して最適化された特性を有する材料を、たとえば、低品質カーバイドのようなより品質の低い組成、およびより品質の高い材料のような、複数の異なる特性を必要とし、複数の異なる要求が課される複合工具の複数の異なる部品に使用することができる。この態様によって、種々のらせん角度が接合されることが可能になる。しかしながら、ウェブが平行になっている必要がある。さらに、種々の溝を、本発明の方法に従って部分に融着することができる。
【００３６】
開示される方法を使用して、種々の部品のストックから複雑な形状を構築することができ、アンダーカット、側孔、空隙、外形の変更などが可能になるが、ＭＡＰ／ＰＩＭまたは機械加工は回避される。
【００３７】
最も重要なことは、上述した特徴の任意のものを組み合わせて単一の工具または摩耗部品にすることができる。たとえば、種々の部品を、耐摩耗性、耐化学性などが必要とされる特定の用途に適するように慎重に選択し、ともに接合することができる。
【００３８】
本発明は、複数の部品を接合して単一構造体を形成する方法であって、少なくとも２つの焼結部品を提供するステップであり、部品の各々は硬質金属材料組成物から形成される、提供するステップと、少なくとも２つの焼結部品を単一構造体の形状に組み立てるステップであり、少なくとも２つの部品の各々は接合面を有し、各接合面が接触するようになると、接合された表面はそれらの間にボンディング界面を形成する、組み立てるステップと、組み立てられた部品を、外圧を加えることなく真空またはガス雰囲気に晒し、単一構造体を形成するために、ボンディング界面において少なくとも２つの焼結部品がともに融着するのに十分な温度に晒すステップとを含む、方法を開示する。
【００３９】
耐摩耗性工具は、複数の焼結部品を含む。部品の各々は、硬質金属材料組成物から形成され、複数の焼結部品は、単一構造体の形状に組み立てることができる。複数の焼結部品の各々の上に接合面が配置され、部品が組み立てられると、各接合面は接触するようになってそれらの間にボンディング界面を形成し、それによって、組み立てられた部品が、外圧を加えることなく真空またはガス雰囲気に晒され、複数の部品を融着するのに十分な温度に晒されると、複数の部品は、それぞれのボンディング界面においてともに接合されて、単一構造体が形成される。
【００４０】
硬質金属材料組成物は、超硬合金は、様々な割合における、金属相、一般的にはコバルト、ニッケル、鉄（または化合物）などによって結合されるタングステン、チタン、クロム、バナジウム、タンタル、ニオブ（など）の１つまたは複数のカーバイド、窒化物または炭窒化物から構成される硬質相を通常有する複合材料である。硬質金属材料組成物は、超硬合金またはサーメットであってもよい。少なくとも２つの焼結部品の各々は、同じまたは異なる超硬合金から作成される。
【００４１】
組み立てられた部品は、部品をボンディング界面において融着するために、部品の各々の超硬合金のより低い溶融温度の融点の中間の近い温度まで加熱される。
【００４２】
本発明の方法は、限定ではない、大幅な費用節約および環境に配慮した製品を含む多くの利点を提供する。重要な利点はまた、従来の処理または機械加工では可能でない複雑な形状を形成することも含む。また、現行の方法では可能でない材料の組み合わせも達成することができる。
【００４３】
本開示はその特定の実施形態に関連して説明されているが、多くの他の変形形態および修正形態ならびに他の用途が、当業者には明らかとなろう。それゆえ、本開示は、本明細書に開示されている細目によってではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることが好ましい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2016516131.tif 000011