专利名称：：涂层麻花钻的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种麻花钻，该麻花钻具有钻杆和切削部分，该切削部分由排屑槽的轴向长度所限定并且被至少局部地涂布。本发明还涉及一种用于生产相应麻花钻的方法。
背景技术：
：长期以来，涂层麻花钻是已知的。在这个方面，涂层能够用于完全不同的目的。通常，已经作出尝试以利用相应的涂层而增加钻、尤其在钻尖端区域中的耐磨性。如果进而钻几何形状或者特殊用途意味着钻的圆台或者引导台或者周边表面也受力，则还能够利用在切削部分上的完整涂层而防止它们过早磨损。除了增加耐磨性，通常被限制于钻的尖端区域的其它涂层还用来特别地影响切屑形状并且产生快速断裂或者非常紧密地巻起并且能够比长的、没有那么严重弯曲的切屑更加容易地利用以螺旋形结构延伸的排屑槽输送的切屑。尤其关于其切削部分与直径(切削部分的标称直径)相比较大的钻而言，例如切削部分大于标称直径的六倍的钻，切屑输送是重要的。然而，能够频繁发生的是，相对于无涂层钻而言，由于排屑槽上的涂层，切屑输送甚至恶化，该涂层将被认为至少部分地依赖于所述的层是否包括例如通过磨削、抛光或者平滑处理的表面处理。然而，根据排屑槽表面相应的加工状态或者可加工性以及磨损特征，在排屑槽上的涂层能够另外地改进切屑输送。可以理解在这里涉及的钻是金属钻，也就是说，被提供用以在金属工件上进行加工的钻，然而在这方面，不同的金属材料还可以呈现完全不同的切屑切削特征。在这个方面，在过去，涂层的主要关注点显然在于改进磨损特征和产生易于输送的切屑。这两个方面基本上均涉及钻的尖端区域，尤其是主切削刃区域和直接地与其邻接的排屑槽部分，也就是说前刀面。虽然如此，迄今根据现有技术的钻被主要地沿着全部切削部分涂布，这是因为与完整涂层相比，在传统的涂层涂覆中，将涂层限制于尖端区域是更加复杂和昂贵的。同时，多种不同的涂层已被研究出来以优化磨损和切屑形成特征，最广为认知的并且最为普遍的涂层是氮化钛(TiN)。基于这个层已经研究出来多种进一步的层，所述进一步的层另外地含有例如碳或者铝如，诸如(AlTi)N、(TiAl)N或者Ti(CN)。钛也已经部分地被铬替代(例如在(CrAl)N的情形中)，并且还已经研究出来基于碳化钨(WC/C)的涂层。只有在高复杂度和成本下，并且同时遵守复杂的工艺参数，那些涂层中的一些才是可能的。因为高度发展的涂层工艺的复杂度并且因为高效率涂覆的特殊组分，只有在非常少的专业操作领域中，这种涂层才是可能的。然而，在另一方面存在对于在它们的主切削刃区域中被磨损的相应钻进行再磨削的需要，在此情形中，在钻尖端区域中的涂层也需被再次更新。然而，对于个体钻或者对于较小数目的产品而言，对相应的高效率涂层进行更新是不经济的，如典型地在使用相应钻的工业操作中关于进行再磨削所发生的那样。相反，如长期以来已知的简单涂层则是无需特别费力而比较容易获得的。与前述问题无关，存在与在它们的周边处，也就是说，具体沿着圆台或者引导台和钻槽台的外侧表面被涂布的这种钻特别有关的进一步的问题。该问题利用技术术语"点蚀(pitting)"或者"点蚀形成"来描述，并且它涉及耐磨层从引导台、更加具体地通常在与钻尖端或者与利用从主切削刃到副切削刃的过渡部限定的切削角部隔开的区域中崩裂。在点蚀形成的情形中，经常不仅所涂覆的层而且被牢固地连接到所涂覆层的、钻的引导台或者圆台下面的基础材料的一个部分崩裂。当首次使用时，由于如已经述及的那样，在引导台处层的崩裂仅仅发生在距切削角部或者距主切削刃特定距离处，所以主切削刃和去屑前刀面不受点蚀影响，从而钻尚不具有有害效果。然而，将会注意到，当对钻进行再磨削时，更加具体地当磨损钻尖端被移除以使主切削刃沿着钻杆的方向进一步向后移位并且然后新近产生的切削角部(在从主切削刃到副切削刃的过渡部处)能够非常容易地进入受到点蚀影响的区域中时，那些崩裂区域成为问题。这意味着切削角部不确定并且钻能够仅仅被有限地使用，它更加快速地磨损并且必须被縮短，直至偶然地在相对地设置的圆台上的两侧处到达不受点蚀影响的位置。可以理解，这还降低了钻的有用工作寿命。首先，己经发现，关于这种点蚀形成，特别地尤其适用于在主切削刃和去屑前刀面处提供磨损保护的、更近类型的非常硬质和脆性的层具有非常严重的趋势。
发明内容与现有技术相比，本发明的目的在于提供一种具有在本说明书的开始部分中所阐述的特征的麻花钻以及用于生产该麻花钻的方法，一方面它关于使用寿命和切屑形成以及切屑输送方面保证了非常良好的性能，而且在另一方面还高度适合于再加工，包括另一方面随后的涂布。关于麻花钻本身，所述目的通过以下所述实现，即，切削部分基本上在切削部分的全部可用长度上具有第一涂层，其中仅在钻的尖端处提供不同于第一涂层的第二涂层并且该第二涂层包括从钻尖端处测量最大对应于钻的标称直径两倍的区域。这使得能够满足部分地相互矛盾的要求，即，在一方面，关于非常耐用然而不会不利地影响切屑输送的层，并且在另一方面，关于钻尖端的特殊耐磨性而且还有可再加工性。例如，在钻的首次制造中，能够基本上在切削部分的全部长度上为该切削部分提供高性能层，所述层可能在耐磨性方面尚不是最佳的，但是作为回报，还不存在层的点蚀或者剥落的危险。优选地，这种高性能层应该相对于切屑提供低摩擦水平。然后能够有可能将另外的、特别硬和耐磨的层涂覆到这个层上，然而其中所述另外的层被限制于钻的尖端并且仅仅由于这个原因不受或者仅仅非实质性地受到点蚀的影响，并且由于它的较短的长度，所以也不会不利地影响切屑输送。不仅由于第二层仅仅在超过切削刃的较短距离上延伸的事实，而且还由于在切削刃的附近第二层被涂覆到第一层而非直接地涂覆到钻的基础材料的事实，点蚀得以避免，其中，即便第二层在这个区域中从第一层崩裂，第一层本身也绝对不会受到崩裂的影响。当加工和再磨削已磨损钻时，钻尖端被有效地縮短一定的量并且被移除，达到具体围绕主切削刃集中的所有的严重磨损区域消失的程度。第二层通常在钻端部处和/或围绕主切削刃具有它的最大厚度并且然后朝向钻杆端部逐渐变得更薄，直至在从钻尖端测量的大致两倍直径处，它最后被降低为零。据此，第二层的较厚区域被与钻尖端的移除同时地移除，从而随后在第二层的有可能仍然存在的残余部分和有可能尚未受到最初的第二层影响的邻接区域上，利用第二层对新的尖端进行再涂布，从而结果得到与最初钻尖端完全相同的涂布钻尖端。在这个方面，令人期望的是，选择第二层，使得它能够被不太复杂地和不费力地并且无需复杂过程控制地恢复。在钻的再处理操作中，切削部分的从尖端延伸到钻杆端部的第一层保持基本被保存，因为钻基本上仅在带有主切削刃的、特别严重磨损的尖端处被縮短或者移除，从而在切屑输送、避免表面剥离现象以及保护导台方面，第一层的有利性质也得以保持。优选地，本发明被应用于其切削部分具有为直径的至少四倍的轴向长度的麻花钻。在更短的钻的情形中，切屑形成和切屑输送较不重要，从而能够基本上关注磨损保护，为此目的，通常能够利用单层，但是关于具体的使用场合，对于短钻而言，根据本发明的双层可能仍然是适当的。根据本发明的一种具体优选的麻花钻是其中切削部分是它的直径的至少六倍的麻花钻。在此情形中，切削部分由排屑槽或者能够向下地移动到钻孔中而不阻碍排屑的可用部分的轴向长度限定。在优选实施例中，在每一情形中均从钻尖端处测量，第二层在它的的轴向长度方面被限制在标称直径的0.3和1.5倍之间，具体是在0.3和1.2倍之间。在位于钻端部处的主切削刃的自由间隙表面上能够完全不需要第一涂层，特别地由于当再修理磨损的钻时，这个尖端区域在任何情形中均被完全地磨掉，从而在再磨削操作和随后利用第二层进行再涂布的过程中，在任何情形中，仅仅第二层被涂覆到端部处的间隙表面。根据本发明的一种具体优选的麻花钻是其中至少切削部分但是优选地包括钻杆的整个钻利用坚固的硬质金属生产的麻花钻。虽然通常包括碳化钨-钴化合物的坚固的硬质金属钻本身已经是比较耐磨的，然而尽管如此还可能关于坚固的硬质金属钻利用涂层，从而仍然显著地改进关于耐磨性以及关于切屑形成和切屑输送这两个方面的性能。关于全系列性能，特别地但是不仅仅关于坚固的硬质金属钻，第一层能够具有有利的效果。在一方面，构成被加工材料的很多金属元素能够扩散到坚固的硬质金属钻的、也基本上为金属的WC-Co化合物中。相反地，元素还能够从坚固的硬质金属扩散出去，并且这分别地在相应的有害的老化效果中自身体现出来。另外，具体在切削刃的附近，当加工很多种金属材料时，存在切屑由于焊接效果而积聚的严重趋势。很多现代涂层相反包括或多或少的陶瓷特征，就是说，它们不是金属性的，它们作为用于金属的扩散屏障层并且它们也不遭受切屑焊接积聚的风险。另外，这种陶瓷层具有热绝缘性质并且最终它们还有助于进一步的耐磨性，这是因为它们基本上甚至比钻的基础材料更加坚硬，即便钻自身也包括坚固的硬质金属。那些性能中的很多种例如热绝缘和耐切屑焊接积聚的性能在切削刃的附近是特别重要的，但是其它性能对于钻的切屑输送和负荷承受能力以及断裂强度而言也是意义重大的，并且因此对于钻的整个切削部分而言是重要的。利用根据本发明的两个涂层，能够最优地实现并且结合有关切削刃的附近和进一步向后的区域中的涂层的不同要求。然而，此外，使得第一涂层和第二涂层包括相同材料不是不可能的，然而在这个方面，应指出它们当然可以在层厚、层厚根据轴向位置的变化和表面性能(也就是说是否平滑方面)仍然是不同的。在这个方面，特别地对于以下事实加以考虑，S卩，在磨削或者平滑处理操作中，原则上切削刃也被不利地影响，从而可能适当的是，仅仅在对第一层进行平滑处理或者磨削之后并且在对钻尖端进行磨削之后才在主切削刃的附近涂覆第二层。本发明的一种具体优选的构造是其中所涂覆的第一层和第二层具有不同的颜色的构造。以此方式，能够清楚地看见第二层在钻尖端上延伸多远、哪一个层磨损多远、以及其处理人员所面对的钻类型，这是因为带有不同涂层的钻当然能够适于特殊的、不同的加工操作或者材料。另外，期望第一完整层的颜色还不同于基础材料的颜色。这也使得更加易于在第一层上识别出任何缺陷或者任何磨损现象。本发明的一种具体优选的实施例是这样一种，其中在被第二层覆盖的至少尖端区域的外侧，至少在排屑槽的区域中以及在那些排屑槽中对第一层进行平滑处理。还能够对于被涂覆到圆台和邻接的钻槽台的浮凸(relieved)周边表面的涂层选择性地进行平滑处理。在这个方面，具体钻尖端能够被保持不变从而在一开始便不会由于平滑操作而引起主切削刃磨损。然而，可替代地，能够仅仅在对设有第一层并且尤其是排屑槽的切削部分进行平滑的步骤之后执行尖端磨削和利用第二层的涂布操作。一种用于生产相应麻花钻的、根据本发明的方法具有以下特征a)提供包括钻杆和切削部分的基本柱形的钻坯体，该切削部分具有可能地被预成形的排屑槽以及将设有主切削刃的钻尖端，b)除了仍然待被涂覆的涂层，以最终尺寸产生排屑槽、圆台和邻接圆台的浮凸，c)利用第一层完全地涂布至少圆台的排屑槽和形成钻台周边的周边表面，d)磨削钻尖端，包括移除也被涂覆到端部间隙表面的任何第一层，和e)利用第二层涂覆钻尖端，其中从钻的尖端处测量，所述第二层在最大对应于钻的标称直径的两倍的区域上沿着轴向延伸。在这个方面，步骤(c)和(d)的顺序还能够颠倒，但是以上规定的顺序是优选的。关于方法步骤的这个顺序，如当重修理钻尖端时也被执行的方法在生产新的钻时已经被有效地使用。据此，除了由于再磨削操作而已经变得稍微更短的事实之外，已被重修理的钻在它的所有性质方面实际上完全对应于新的钻。进而，一种优选方法是这样一种，其中至少在排屑槽中并且在这个方面至少在受第二层影响的区域外侧对第一层进行平滑处理。另外，如果在涂覆第一层之后也对引导台和钻台的周边表面进行平滑处理，则可能是有利的。这种平滑操作旨在减小与所钻孔壁和/或由钻尖端产生的切屑的摩擦并且尤其是促进切屑输送。然而，如已经述及的那样，可以指出平滑处理能够被限制于距主切削刃一定间隔处的区域，或者能够在前述的步骤(C)和(d)之间执行平滑操作。根据在下文中对优选实施例的说明和附图，本发明的进一步的优点、特征和可能的使用将是明显的。图1示出根据本发明的麻花钻的侧视图；图2示出沿着图1中的线II-II通过图1的钻的截面图；图3示出沿着轴线12的钻的端部或者尖端3上的视图；以及图4示出钻的尖端和邻接区域的放大侧视图。具体实施例方式图l示出总体上利用参考标记IOO标识并且具有钻杆IO和切削部分1的钻。切削部分1的特征在于从钻尖端3延伸到靠近钻杆10的排屑槽2。排屑槽围绕钻的轴线12以特定的螺旋角度或者扭转角度呈螺旋形延伸，其中排屑槽2的扭转角度，或者更准确地说在排屑槽2到引导台6的过渡部处形成的副切削刃的扭转角度，必需被选择为相对于轴线12足够的大，从而提供从钻的尖端3到钻杆并且离开排屑槽的有效切屑输送。通常，这个所谓的"扭转角度"相对于轴线12在20°和40°之间的范围内。如能够通过参考图1到4而详细看到地，根据在这里示出的实施例的钻在它的尖端处具有两个稍微凸出地弯曲的切削刃5，并且在两个主切削刃5上桥接的横向切削刃在切削刃方面被基本上减小。主切削刃5在钻端部处被间隙表面所邻接，该间隙表面包括第一斜面状部分4a和相对于此并且以更大下降角度倾斜的部分4b。在钻的如在图3中所示的端部处能够看到冷却剂孔11(并且还在图2和4中)。利用两个相对设置的切削角部13限定了钻的直径，利用在主切削刃5和围绕钻以螺旋结构沿着切削部分的周边延伸的副切削刃8之间的过渡部形成所述切削角部。所谓的"引导台(guideland)"或者也叫"圆台(roundland)"与副切削刃8邻接，它们有效地是副切削刃8的位于柱形表面上的间隙表面，并且有助于在钻孔中稳定和引导钻。与引导台6邻接的钻的周边表面9(见图2到4)相对于圆台6被底切或者降低至更小直径，从而减小钻在钻孔中的摩擦。图2在沿着图1中的线II-II的截面中示出钻，并且这里还能够看见冷却剂孔11以及排屑槽2和排屑槽2的底部2a，该底部设有第一层。利用包括促进切屑输送的耐磨材料的第一层涂布整个切削部分1，就是说，从钻尖端3到排屑槽2的端部的部分。仅仅在钻的尖端3处的前端部分7具有除了第一涂层之外被涂覆到第一层的并且包括特别耐磨的材料的第二层。在这个方面，端部间隙表面4a、4b能够保持不被第一层的接触，从而它们仅被涂布有第二层。所述部分7的轴向长度优选地在0.3和1.2倍直径之间的范围中并且在所示出的实施例中大致与直径对应。至少在排屑槽内，在第二涂层的区域7上面对第一涂层进行平滑处理。能够例如通过湿法或者干法喷砂、通过刷拭或者通过磁性磨料移除处理而执行所述平滑处理。当再磨削相应的钻尖端时，基本上在前刀面4a、4b上的材料被移除，在此情形中，有可能还在钻的中心处的切削尖端或者它到排屑槽的过渡部也必须被再磨削。这意味着设有第二层的区域7的相当一部分也被减少。在包括切削角部就是说在圆台6处形成的到副切削刃的过渡部的主切削刃处于完成磨削的状态中之后，在相应的、新的区域7上再次专门地利用第二层的材料进行涂布，在此情形中，第一层在任何情形中均被保留。以此方式，仅需利用第二层的材料进行再涂布。第二层的在钻尖端处仍然保留于以前的区域7上的任何残余均不会在这个方面具有不利的效果，特别地由于第二层的厚度优选地从钻尖端沿着钻杆的方向连续地降低。优选地，第一层和第二层包括不同的材料，从而原则上稍有不同的对于它们的性能的要求还能够被适当地优化。然而，此外，有关涂层^^能力的，也起到一定作用。如果需要，该两个涂层还能够包括相同的材料。下面的涂层已被证实为是特别理想的，在这个方面，表格的左半部指定了优选的第一层，并且右半部指定了优选的第二层，它们原则上能够根据需要而被结合在一起第一层第二层成分*颜色涂布工艺后处理成分*颜色涂布工艺后处理TiN金离子氮化(ionitron)-(TiAl)N灰蓝电弧-TiN金离子氮化-(AlCr)N铜-微红电弧-Ti(CN)灰蓝离子氮化-(AlCr)N铜-微红电弧-Ti(CN)微红离子氮化-(TiAl)N灰蓝电弧-Ti(CN)十TiN金离子氮化-(TiAl)N灰蓝电弧-14<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>权利要求1.一种麻花钻，包括钻杆(10)和切削部分(1)，该切削部分(1)由排屑槽(2)的轴向长度所限定并且被至少局部地涂布，其特征在于，所述切削部分(1)基本上在其可用长度上具有第一涂层，其中另外仅仅在所述钻的尖端(3)处的区域(7)中涂覆第二涂层，该第二涂层在最大对应于所述钻(100)的标称直径的两倍的轴向长度上延伸。2.如权利要求l所述的麻花钻，其特征在于，所述切削部分(1)具有为所述标称直径的至少四倍的轴向长度。3.如权利要求2所述的麻花钻，其特征在于，所述切削部分(1)的轴向长度是所述标称直径的至少六倍。4.如权利要求1到3中任何一项所述的麻花钻，其特征在于，所述第二涂层被限制于所述钻的尖端的区域，所述区域在所述标称直径的O.3倍和1.5倍之间，优选地在O.3倍和1.2倍之间。5.如权利要求1到4中任何一项所述的麻花钻，其特征在于，在除了端部间隙表面(4)之外的所述切削部分(1)的整个可用长度上涂覆所述第一涂层，其中所述端部间隙表面(4)仅仅设有所述第二涂层。6.如权利要求1到5中任何一项所述的麻花钻，其特征在于，所述钻的至少切削部分并且优选地整个钻包括坚固的硬质金属。7.如权利要求1到6中任何一项所述的麻花钻，其特征在于，所述两个涂层至少颜色不同。8.如权利要求1到7中任何一项所述的麻花钻，其特征在于，至少所述第一涂层的颜色不同于所述钻的基础颜色。9.如权利要求1到8中任何一项所述的麻花钻，其特征在于，至少在所述第二涂层的区域的外侧，在所述排屑槽(2)中对所述第一涂层进行平滑处理。10.如权利要求9所述的麻花钻，其特征在于，另外还对钻台的周边表面(5)和/或所述切削部分的圆台(6)进行平滑处理。11.一种用于生产麻花钻的方法，包括下面的步骤a)提供包括钻杆(10)和切削部分(1)的钻坯体，该切削部分(1)可能具有预成形的排屑槽(2)以及将设有主切削刃的钻尖端(3)，b)磨削所述排屑槽、圆台(6)和邻接该圆台的周边表面(5)，c)利用第一涂层完全地涂布至少所述圆台(6)的排屑槽(2)和形成钻台周边的所述周边表面(5)，d)磨削所述钻尖端，包括移除也被涂覆到端部间隙表面(4)的任何第一涂层，和e)利用不同于所述第一涂层的第二涂层涂布所述钻尖端，其中从所述钻的尖端处测量，所述第二涂层在最大对应于所述钻的标称直径的两倍的区域(7)上沿着轴向延伸，其中步骤c)和d)的顺序能够颠倒。12.如权利要求ll所述的方法，其特征在于，所述钻的端部间隙表面(4)在步骤(d)之前未涂布有所述第一涂层并且然后仅仅利用所述第二涂层涂布。13.如权利要求11或者权利要求12所述的方法，其特征在于，至少在设有所述第二涂层的尖端部分的外侧，在所述排屑槽区域中，对所述第一涂层进行平滑处理。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，另外在所述圆台和所述浮凸的周边表面(5)的区域中对所述第一涂层进行平滑处理。15.如权利要求11到14中任何一项所述的方法，其特征在于，所述第一涂层和第二涂层包括相同材料。全文摘要本发明涉及一种麻花钻，该麻花钻包括钻杆(10)和切削部分(1)，该切削部分(1)由排屑槽(2)的轴向长度限定，其中该切削部分被至少局部地涂布。为了提供一种具有前述特征的麻花钻以及一种用于生产该麻花钻的方法，一方面它在使用寿命和切屑形成或者切屑输送方面具有非常良好的性能，并且另一方面它还非常适合于包括涂布的再加工，本发明提出切削部分(1)基本上在其可用长度上具有第一涂层，其中仅仅在钻的尖端(3)处的区域中设置不同于第一涂层的第二涂层，并且该第二涂层在最大对应于所述钻(100)的标称直径的两倍的轴向长度上延伸。文档编号C23C30/00GK101600531SQ200780033094公开日2009年12月9日申请日期2007年8月24日优先权日2006年9月6日发明者彼得·米勒,托马斯·施奈德,托马斯·海尔申请人:瓦尔特公开股份有限公司