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" Perfectionnements à des compositions de matières dures et à leur production ".
La présente invention concerne des compositions de matières dures destinées à servir de taillants d'outils pour la taille de métaux, pour l'emploi comme étampes, pour créer des surfaces résistant à l'usure et pour des applications analogues, et elle concerne plus particulièrement des compositions dures contenant, avec du cobalt ou du nickel ou d'autres matières comme liant, un nouveau composé de carbure comprenant en dernière analyse chimique les éléments tungstè- ne , titanium et carbone et mis sous la forme de compositions très résistantes et très dures,ainsi qu'an procédé pour la formation de ces compositions dures.
L'invention concerne également des compositions dures de cette nature, et un procédé de fabrication de ces compositions qui contiennent outre le nouveau composé de carbure indiqué , des oarbures des éléments mantale, columbium, titanium et/ou zirco-
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nium, et des solutions solides de certains de ces carbures dans un autre de ces carbures, et plus spécialement l'invention concerne des compositions dures oontenant cmmme ingrédients le nouveau composé chimique correspondant à la formule chimique WTiC2, ce composé de carbure dur et un procédé pour le fabriquer étant décrits et revendiqués dans une autre demande de brevet portant la même date.
Le but principal de la présente invention est de fournir de nouvelles compositions dures de matière ainsi qu'un nouveau procédé de production de ces compositions dures qui auront une plus grande résistance, une plus grande dureté et une plus grande ténacité combinées comme le montre le fait qu'elles sont capables de supporter une plus grande flexion sans rupture, spécialement aux températures élevées,que cela n'a été possible jusqu'à présent.
D'autres buts de l'invention sont de fournir de nouvelles compositions dures de cette nature et un procédé pour leur production, ces compositions ayant une grande résistance et une grande dureté combinées et étant particulièrement durables lors de l'emploi comme pointes d'outil pour tailler les matières dures à grande vitesse. Un but spécial de la présente invention est de fournir une matière à outil pour l'usinage des aciers de toutes duretés à des vitesses élevées.
D'autres buts de la présente invention sont de fournir des oompositions dures de matière et un procédé de production de celles-ci , ces compositions contenant de petites particules de carbure dur dans lesquelles la croissance du grain ou l'agglomération des particules pendant l'opération de aimentation a été réduite au minimum, ce qui produit une composition ayant une plus grande résistance et dureté combinées et une meilleure résistance à l'usure que ce n'était possible jusqu'à présent,avec une conductibilité thermique désirable .
D'autres buts encore de l'invention sont de fournir des compositions dures de matière dans lesquelles la
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grande surface totale des petites particules de carbure a pour effet de produire des pellicules extrêmement minces de la matière liante même lorsqu'un grand pourcentage en poids de la matière liante est employé, ce qui a pour oonséquence une augmentation de la capacité de plier l'outil sans rupture,et de faire en sorte que la matière liante elle-même soit résistante aux températures ordinaires et aux températures élevées auxquelles ces outils sont soumis en service.
D'autres buts de l'invention sont de fournir des compositions dures et un procédé de production de ces compositions, qui sont exemptes d'impuretés les rendant cassantes et qui sont de constitution uniforme dans toute leur masse, en particulier quand à la teneur en matière liante.
Jusqu'à présent on a décrit des compositions dures de matière qui contiennent un mélange de carbure de tungstène, de carbure de tantale, de carbure de titanium et d'un métal auxiliaire tel que le cobalt, le fer ou le nickel, comme cela a été proposé par exemple dans le brevet américain n 1.973.428 Comstock, lequel brevet se rapporte également à la formation d'une matière de carbure cimentée contenant du carbure de tungstène et du carbure de titane cimentés dans une matrice métallique auxiliaire.
De même le brevet américain n 1.959.879, Schwarzkopf, propose le mélange ensemble de carbures d'au moins deux des éléments des troisième, quatrième, cinquième et sixième groupes du tableau périodique pour former des cristaux mixtes et pour former une matière dure par cimentation de ces cristaux mixtes avec un métal auxiliaire du groupe du fer comme liant.
Le composé chimique ici décrit et employé pour former des compositions dures par la méthode ici décrite,composé de carbure que l'on a indiqué être WTiC2, est distinct d'un mélange de carbure de tungstène et de carbure de titane tel qu'il est indiqué par Comstock et distinct de cristaux mixtes tels qu'ils sont décrits par Schwarzkopf même si le
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tungstène et le titane sont présents dans ce mélange ou dans ces cristaux mixtes dans les mêmes proportions que dans le WTiC2, par le fait que le WTiC2 est plus dur, a un poids spéoifique différent du mélange de carbures ou d'une solution solide d'un de ces carbures dans l'autre,n'est pas attaqué par l'eau régale et présente de nombreuses autres caractéristiques le distinguant d'un mélange de carbures ou de cristaux mixtes de ces carbures.
L'inventeur a fabriqué des matières dures de carbure cimenté conformément à l'exposé du brevet Comstock et également conformément à l'exposé du brevei Schwarzkopf , en employant du carbure de tungstène et du carbure de titane dans des proportions telles qu'on ait la même teneur atomique finale que dans le nouveau composé de carbure WTiC2, et on a trouvé que ces matières dures cimentées ont des caractéristiques différentes de façon définie, en comparaison des compositions dures de matières faites par l'emploi du composé nouveau de carbure WTiC2 comme ingré dient de carbure conformément au présent procédé, en ce sens que les compositions dures de matière faites suivant le procédé ici décrit en employant WTiC2 au lieu de cristaux mixtes ou de mélanges de WC et TiC,
sont de beaucoup supérieurs en résistance de rupture et dureté combinées et ont une conduotibilité thermique inférieure de façon désirable et offre une plus grande résistance au creusement et à l'usure lorsqu'elles sont employées comme pointes d'outils de coupe de métaux pour l'usinage d'acier ou de fonte au cuivre et au silicium.
On a fabriqué de même des matières dures de carbure cimenté en suivant exactement dans chaque cas le procédé décrit ici, sauf que des mélanges de carbure de tungstène et de carbure de titane étaient employés au lieu de WTiC2, dans des proportions capables de produire la même teneur en tungstène et en titane.
Des essais comparatifs avec des pièces faites de façon analogue mais contenant WTiC2 ont montré que les compositions dures de matière contenant WTiC2 comme
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ingrédient étaient de beaucoup supérieures à la matière fabriquée par le même procédé mais avec emploi d'un mélange de carbure de tungstène et de carbure de titane, en ce sens qu'elles avaient une résistante égale ou plus grande aux essais de rupture transversale, qu'elles étaient nettement plus dures, qu'elles avaient une plus faible conductibilité thermique et duraient au moins deux fois aussi longtemps lors de l'emploi comme pointes d'outil pour l'usinage de tambours de frein en fonte au cuivre et au silicium,et cinq fois aussi longtemps lors de l'emploi comme pointes d'outil pour l'usinage dacier,dans les mêmes conditions d'essai dans chaque cas.
En général pour la mise en pratique de la présente invention , des particules dures de carbure sont moulues dans un broyeur à boulets ayant une surface d'acier trenpée, au moyen de boulets durs en carbure,de préférence d'mviron 16 mm de diamètre, et sont mises en une composition dure correspondant sensiblement à la composition à f ormer,le broyeur à boulets étant rempli d'un hydrocarbure tel que du naphte qui a au préalable été traité par du sodium pour enlever les impuretés. Après broyage pendant une longue période, qui peut varier de 1 à 5 jours ou plus, la charge est enlevée, le surplus de naphte est décanté et le résidu est séché par un jet d'air jusqu'à ce qu'il contienne seulement environ 1% à 2% de naphte.
Du cobalt finement divisé ou du nickel ou du tungstène ou d'autres métaux liants tels que du tungstène carburé, qui est appelé ci-après "W-C" , ou un mélange de ces matières liantes sous la forme de particules finement divisées et mélangées si on le désire sous le naphte dans un moulin colloïdal, sont ajoutés à la matière carburée broyée saturée d'hydrocarbure ou bien de préférence les matériaux de carbure choisis et les matériaux de liant sont d'abord broyés ensemble dans un broyeur à boulets tel que celui décrit.
En tout cas les particules finement divisées de matière de carbure et les particules finement
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divisées de matière de liant sont mélangées complètement dans du naphte purifié ou un hydrocarbure analogue qui est enlevé pour laisser seulement environ 1% à 2 % de l'hydrocarbure ; dans cet état la masse est facilement moulable et peut aisément être mise sous n'importe quelle forme désirée. A partir de cette masse moulable on préparé-une pièce de la forme désirée et de dimensions suffisamment plus grandes que celles @ désirées pour compenser le retrait de 15 à 25 %, et cette pièce est soumise à une pression la rendant compacte, de préférence dans une chambre hydraulique de l'ordre d'environ 2250 kg par centimètre carré.
La pièce ainsi formée est placée dans un four électrique à vide à induotion, avec du magnésium métallique dans la proportion d'environ 1 partie de magnésium pour 200 à 300 parties de la pièce ou des pièces, et le four est chauffé lentement pour atteindre en environ 2 heures une température supérieure à 1315 0 et de préférence voisine de 1445 C et est maintenu à cette température pendant une période variant de 15 à 60 minutes.
Pendant le ohauffage, la chambre du four est vidée d'air jusqu'à obtention d'une pression de 40 à 7 miorons de mercure, ce vide élevé étant maintenu tandis que la température des pièces est supérieure à 1400 C, de préférence au moyen d'une pompe à mercure à diffusion reliée à la chambre du four, et d'une pompe à huile appropriée reliée de préférence à l'orifice de sortie de la pompe à mercure à diffusion,comme on l'a représenté et décrit au brevet américain du même inventeur n 2.093.845 publié le 21 septembre 1937. Après que le four et son contenu se sont refroidis,la pièce ou les pièces moulées peuvent être enlevées et sont prêtes à l'usage.
Un exemple particulier d'une semblable composition dure, expliquant l'invention a été formé au moyen du procédé suivant à partir d'un mélange consistant en 45% de WTiC2, 17 % de TaC à gros cristaux , 15% de Co finement divisé et
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23% de W-C (tungstène carburé obtenu par chauffage de tungstène et de carbone et contenant 6,08% de carbone à l'analyse). Ces ingrédients ont été placés dans un broyeur à boulets, en acier trempé, avec une charge de boulets en carbure dur de 16 mm de diamètre, le broyeur a été rempli de naphte qui a été au préalable traité par du sodium, et les ingrédients ont été broyés ensemble pendant environ 100 heures.
La charge a été enlevée du broyeur à boulets et le surplus de naphte a été enlevé jusqu'à obtention d'un résidu d'environ 1% à 2%, état dans lequel la masse était facilement moulable. Au moyen de cette masse on a fermé un certain nombre de pièces de dimension et de forme telles qu'elles avaient approximativement 5 mm x 7,5 mm x 19 mm, En prévoyant approximativement 20 % de retrait pendant les traitements pour chauffer et rendre les pièces compactes.
Plusieurs de ces pièces ont été placées avec 1 gr. de métal magnésium dans un four électrique à induction à vide de 23 cm auquel était reliée une pompe à mercure à diffusion pour l'enlèvement des vapeurs et des gaz et une pompe mécanique à huile à vide pour l'enlèvement des gaz ; les deux pompes en fonctionnement pendant tout le chauffage, les pièces ont été chauffées lentement 'ci environ 1100 C sur une période de 30 minutes et ensuite chauffées de 1100 C à environ 1450 C au cours des trois minutes suivantes, et maintenues à une température de 1450 C pendant quinze minutes, après quoi le four et son contenu ont été autorisés à se refroidir et les pièces ont été enlevées pour l'essai.
Des essais de ces pièces par un essai normal de rupture transversal ont montré qu'une force de 2300 kg est nécessaire pour les briser lorsqu'ellesµsont supportées entre des centres à 1,43 cm et pressées au milieu au moyen d'une bille de Brinell,oe qui par le calcul indique une force en formule de poutre de 19987 kg par cm2. Un essai de ces pièces par l'essai de dureté normal Rookwell "A" a montré qu'elles avaient une dure-
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té de 91,0 Rockwell "A". Lors des essais elles ont montré une conductibilité thermique de 0,0685 cal./ C/cm./sec. c'est-à-dire 0,0685 calorie par degré centigrade par centimètre par seconde.
En comparaison de pièces telles, des pièces analogues ont été faites moyennant l'emploi des carbures séparés dans la proportion atomique dernière de tungstène et de titane, renfermant du TiC à gros cristaux de grande pureté,pièces qui étaient formées identiquement de la même manière; la résistance de ces pièces de carbure formée des carbures séparés a été trouvée presque aussi élevée que celle des pièces oontenant WTiC2, mais la dureté a été trouvée de 89,9 Rockwell "A" et la conductibilité thermique a été trouvée approximati- vement 0,094 cal./ C/cm/sec.
Les pièces ont été essayées comme outils de coupe par l'emploi sur une machine Bullard pour usiner des tambours de freins en fonte au cuivre et au silicium, à 45 à 50 m/Min. et avec un avancement de 0,05 cm par tour et 0,16 à 0,24 cm de proondeur de coupe sur des surfaoes rugueuses. Dans ces conditions les pièces contenant WTiC2 ont produit 1273 pièces avant que l'outil doive être remeulé tandis que les pièces contenant les carbures séparés, employées dans la même machine, au même travail et à la même coupe et à la même vitesse ne fonctionnaient plus à cause d'émoussage avant d'avoir produit 425 pièces de travail.
Des pièces d'essai comparatif semblables ont été formées, l'une oontenant 50% de WTiC2, 17 % de TaO, 8% de Co et 25% de W-C, et l'autre contenant 50% d'un mélange de WC et TiO en proportion métallique monoatomique, 17 % de TaC, 8% de Co et 25 % de W-C de façon à avoir la même analyse chimique dernière et fabriquée par la même méthode et avec les mêmes quantités des mêmes matières liantes, et lors de l'essai les pièces contenant WTiC2 avaient une résistance de 14765 kg par cm2 avec une dureté de 92,3 et une conductibilité thermique de 0,0645, tandis que lespièces
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contenant WC et TiC avaient une résistance légèrement inférieure avec une dureté de 91,4 et une conductibilité thermique de 0,091.
Des essais comparatifs d'éprouvettes formées de façon analogue ont été faits dans un grand nombre de cas avec des proportions variables de teneur en carbure et de teneur en liant, et avec les mêmes résultats comparatifs, et même de plus grande supériorité des compositions de matière contenant WTiC2 ont été notées dans leur résistance à la formation de cratères et à l'usure lors de l'emploi pour la coupe d'aciers. De même, la conductibilité thermique ces pièces contenant WTiC2 était de façon caractéristique plus faible, au moins lorsque la matière liante valait moins de 60% de la composition.
L'inventeur a formé de nombreuses compositions différentes dures, suivant le procédé décrit ci-dessus, avec des proportions variables de WTiC2 et avec des matières liantes diverses et en faisant varier le pourcentage de celles-ci , ainsi qu'en incorporant d'autres matières de carbure, outre le WTiC2 ; ces compositions comprennent celles représentées au tableau "A" suivant qui indique les ingrédients de quelques exemples particuliers, avec leurs caractéristiques montrées par des essais ; le premier et le cinquième exemples de ce tableau ont été mentionnés précédemment.
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<tb>
<tb>
Exemple <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7
<tb> Teneur
<tb> en <SEP> % <SEP>
<tb> Carbures
<tb> WTiC2 <SEP> 45 <SEP> 45 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 58
<tb> TaC <SEP> 17 <SEP> 17 <SEP> 17
<tb> TiC <SEP> 17
<tb> Ta(Cb)C <SEP> 17 <SEP> 17 <SEP> 17
<tb> Cb(Ta)C
<tb> Liant
<tb> Co <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> 12 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 10
<tb>
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<tb>
<tb> Ni <SEP> 8
<tb> W(métal)
<tb> W-C <SEP> 23 <SEP> 23 <SEP> 21 <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> 15
<tb> Propriétés
<tb> Résistance <SEP> 19987 <SEP> 18952 <SEP> 17085 <SEP> 14647 <SEP> 14765 <SEP> 15187 <SEP> 13499
<tb> Dureté <SEP> 91. <SEP> 0 <SEP> 91.1 <SEP> 90.9 <SEP> 92.1 <SEP> 92.3 <SEP> 91.8 <SEP> 91.2
<tb> Conductib.
<tb> thermique' <SEP> . <SEP> 0685 <SEP> .0650 <SEP> . <SEP> 0645 <SEP> . <SEP> 0645 <SEP> . <SEP> 0645 <SEP> .
<SEP> 0640
<tb> Exemple <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> 11 <SEP> 12 <SEP> 13 <SEP> 14
<tb> Teneur
<tb> en <SEP> % <SEP>
<tb> Carbures
<tb> WTiCg <SEP> 58 <SEP> 58 <SEP> 60 <SEP> 72 <SEP> 75 <SEP> 36 <SEP> 17
<tb> TaC <SEP> 17 <SEP> 17 <SEP> 17
<tb> TiC
<tb> Ta <SEP> (Cb)C
<tb> Cb(Ta)C <SEP> 11
<tb> Liant
<tb> Co <SEP> 5 <SEP> 25 <SEP> 16 <SEP> 25 <SEP> 12 <SEP> 4
<tb> Ni <SEP> 14
<tb> W(métal) <SEP> 14
<tb> W-C <SEP> 20 <SEP> 13 <SEP> 35 <SEP> 79
<tb> Propriétés
<tb> Résistance <SEP> 11249 <SEP> 22921 <SEP> 18843 <SEP> 17015 <SEP> 24608 <SEP> 17226 <SEP> 15890
<tb> Dureté <SEP> 94.1 <SEP> 89.2 <SEP> 90.8 <SEP> 91. <SEP> 0 <SEP> 88.0 <SEP> 91.
<SEP> 0 <SEP> 91.9
<tb> Conduotib.
<tb> thermique <SEP> 0.150
<tb>
Dans le tableau ci-dessus "Ta(Cb)C" est employé pour indiquer une solution solide de CbC dans TaC , et la substanoe employée contenait approximativement 84% de TaC et 16% de CbC. "Cb(Ta)C" est de même employé pour indiquer une solution solide de TaC dans CbC et la substance employée contenait approximativement 83% de CbC et 17% de TaC. "W(métal)" est employé pour indiquer de la poudre de tungstène métallique.
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" W-C " est employé pour indiquer du tungstène carburé amorphe formé par chauffage de particules de tungstène ou d'oxyde de tungstène avec du carbone dans une atmosphère d'hydrogène ou par n'importe quelle méthode de carburation, et la matière employée contenait de 6,08% à 6,1% de carbone à l'essai.
L'exemple 14 ci-dessus indiqué était formé de la manière indiquée à part cela sauf que le chauffage se faisait dans une atmosphère d'hydrogène sans emploi de magnésium ou du procédé à vide, à 1482 C. La conductibilité thermique des exemples 7 à 13 inclusivement était en dessous de 0,07.
Les nouvelles propositions que l'on a formées contenaient des ingrédients/que l'on peut classer en (1) le nouveau composé de carbure WTiC2, avec (2) une matière liante qui peut être (a) un ou plusieurs métaux du groupe comprenant le cobalt et le nickel ou bien (b) un ou plusieurs métaux du groupe com - prenant le cobalt et le nickel, avec un ou plusieurs métaux d'un groupe consistant en tungstène et en molybdène, ou bien (o) un ou plusieurs métaux d'un groupe consistant en cobalt et en nickel avec un ou plusieurs métaux d'un groupe consis- tant en tungstène et en molybdène, ces deux derniers métaux ayant avec eux du carbone soit sous la forme d'un métal carbu- ré, soit d'un mélange du métal ou des métaux avec du carbone.
L'inventeur a formé également de nouvelles compositions dures contenant des ingrédients qui peuvent être classés en (I) le nouveau composé chimique WTiC2, avec (II) du carbure de tantale ou du carbure de columbium ou des corps multicarbures contenant CbC ou TaC comme constituant principal et contenant comme constituant accessoire, en solution solide dans le constituant principal, un ou plusieurs composés choisis dans le groupe consistant en TaC, CbC, TiC et ZrC , et (III) une matière liante qui peut être (A) un ou plusieurs métaux du groupe consistant en cobalt et en nickel, ou bien (B) un ou plusieurs métaux du groupe consistant en cobalt et en nickel, avec un ou plusieurs métaux du groupe consistant
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en tungstène et en molybdène, ou bien (0) un ou plusieurs métaux du groupe consistant en oobalt, et en nickel,
avec un ou plusieurs métaux du groupe consistant en tungstène et en molybdène, ces deux derniers métaux ayant avec eux du carbone so,it sous la forme de métal ou de métaux carburés, soit en un mélange du métal ou des métaux avec du carbone.
Si WTiC2 est employé comme matière de carbure dure sans comprendre aucun carbure auxiliaire, la matière de liant uti- lisée sera de préférence un ou plusieurs métaux du groupe consistant en cobalt et en nickel, auquel cas la quantité de la matière liante peut être de 3% à 30% de la compo'si- tion, ou bien, en second lieu, un ou plusieurs métaux du groupe consistant en cobalt et en nickel avec un ou plu- sieurs métaux du groupe consistant en tungstène et en molyb- dène, auquel cas la quantité totale de cette matière de liant peut être de 10% à 50% de la compasition, et jusqu'à 80% de la matière liante peuvent être un métal ou des métaux du groupe consistant en tungstène et en molybdène, ou bien en troisième lieu, un ou plusieurs métaux du groupe consistant en cobalt et en nickel,
avec un ou plusieurs métaux du grou- pe consistant en tungstène et en molybdène, ce tungstène et ce molybdène ayant absorbé du carbone, auquel cas la quantité de cette matière liante peut être de 10% à 55% de la composition et jusqu'à 80% de la matière liante peuvent être un ou plusieurs métaux du groupe consistant en tungstè- ne et en molybdène, y compris le carbone qu'ils ont absorbé.
Si WTiC2 est employé avec un carbure auxiliaire tel que TaC , CbC, Ta(Cb)C, Ta (Ti)C, Ta(Zr)C, Ta(CbTi)C, Ta(CbZr)c, Ta(TiZr)C,Ta(CbTiZr)C, Cb(Ta)C, Cb(Ti)C, Cb(Er)C, Cb(TaTi)C, Cb(TaZr)C, Cb(TiZr)C, ou Cb(TaTiZr)C, qui sont exposés avec une méthode de production dans le brevet américain du même inventeur n 2.124.509 du 19 juillet 1938, et si le pour- centage du nouveau carbure WTiC2 est diminué du pourcentage du carbure auxiliaire ajouté, les spécifications pour les pourcentages de matières liantes et la composition de la ma-
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tière liante restent dans les limites indiquées ici.
Pour former les compositions de la catégorie indiquée en premier lieu ci-dessus, c'est-à-dire ne comprenant pas, avec le nouveau composé de carbure WTiC2, de oarbure auxiliaire ni de métal carburé à part un liant, on a employé 17% à 95% de WTiC2 avec le reste de 83% à 5% en matière liante, et pour l'emploi pour la fabrication de pièces pour la taille d'aciers, la composition contient de préférence de 45% à 95% de WTiC et il est préférable d'employer comme liant à la fois du cobalt et du tungstène et du molybdène carburé, le cobalt dissolvant le tungstène ou le molybdène carburé et formant un liant solide qui produit une composition dure pouvant être déformée dans une plus grande mesure sans rupture que ne le peut une composition analogue utilisant W-C au lieu de WTiC2,
avec la même quantité de cobalt comme liant, et est également beaucoup plus dure . L'inventeur pense que jusqu'à un pourcentage donné, le W-C est dissous dans le oobalt eu le nickel, à la température de cimentation utilisée, pour former un eutectique fondu, qui n'attaque pas les particules de WTiC2, malgré leur petite dimension, en mouillant complètement les surfaces de ces particules excessivement petites de WTiC2 pour former une liaison solide,sans les dissoudre, et réduisant l'agglomération ou la croissance de ces particules , en les laissant enchevêtrées.
L'inventeur pense que dans les compositions telles qu'elles sont faites jusqu'à présent, en cimentant W-C au moyen de cobalt comme liant, le cobalt métallique s'unit aux plus fines des particules de tungstène carburé dans le mélange broyé pour former un eutectique, lorsque la température dépasse 13500C, ce qui a pour résultat leur élimination comme matière de carbure dure et laisse seulement les particules plus grandes noyées dans ce liant eutectique, tandis que si on emploie, comme matière de carbure dure, des particules de WTiC2, broyées à des dimensions excessivement petites avec où sans autres carbures tels que TaC Ta(Cb)C, Cb(Ta)C,
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ou des carbures analogues broyés de façon semblable, qui sont également insolubles dans la matrice,
on produit des compositions de matière qui ont un grain fin et dans lequel toute tendance à la croissance du grain ou à l'agglomération est réduite au minimum. Il est à remarquer que comme dans tout acier à outil à grande vitesse ou toute autre matière employée pour des opérations de coupe, la durabilité augmente avec la finesse du grain.
L'emploi de magnésium dans l'opération de cimentation pour former la composition dure agglomérée de matière, a différents effets précieux. Il agit comme "getter" , en se combinant à des gaz tels que l'oxygène et l'azote pour empécher une oxydation et pour contribuer notablement à obtenir le vide extrêmement élevé désiré. Il a été remarqué également que dans certains cas des traces de magnésium restent dans les pièces finies soit en carbure de magnésium, soit allié à d'autres substances et semblent améliorer la résistance de la composition.
Des essais comparatifs avec et sans emploi de magnésium ont montré que dans certains cas si le magnésium n'est pas utilisé et particulièrement si on emploie une température supérieure à 1400 C, il y a une tendance pour le cobalt, lorsqu'il est employé comme liant, à se vaporiser dans une mesure minime à la surface de la pièce, de sorte qu'il y a un léger manque de cobalt à la surface en comparaison du reste de la pièce et qu'un dépôt de cobalt a été remarqué sur des parties froides du four. Il a au contraire été observé que lorsque du magnésium était employé ce manque de cobalt à la surface de la pièce, ainsi que les dépôts sur la paroi du four ne se présentent pas.
L'inventeur pense que le magnésium fournit une atmosphère de vapeur métallique dans le voisinage des pièces, ce qui réduit ou empêche la vaporisation du cobalt.
La faible conductibilité thermique, d'environ 0,0645, trouvée dans ces compositions dures de matières est particu- lièrement désirable dans des outils pour la coupe d'aciers.
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D'autre part, pour la coupe rapide d'une fonte qui a un copeau granulaire ou s'émiettant, une conductibilité thermique élevée est très désirable et est essentielle si une durée d'existence raisonnable de l'outil doit être obtenue à des vitesses supérieures à 90 m/min. La raison de ceci est que lorsque les copeaux sont courts la production de chaleur par frottement est localisée tres près du tranchant,habituel- lement dans la surface entre le tranchant et une ligne située à quelques millièmes de millimètre de celui-cde sorte qu'il est désirable que l'outil ait une conductibilité thermique élevée pour faciliter la conduction rapide de cette chaleur au corps de l'outil, en vue de réduire au minimum la température la plus élevée développée au bord tranchant.
On comprend que dans les aciers de coupe à grande vitesse,le problème était tout à fait différent parce que les copeaux sont fendus et enroulés et viennent en prise avec la surf a- ce de l'outil dans une zone espacée du tranchant d'une distance notable,c'est-à-dire dans la zone où la formation de cratères se présenterait. Comme le copeau est rapidement déformé et par conséquent chauffé à une température élevée, habituellement à l'incandescence , il est désirable que l'outil évacue de cette surface aussi peu de ohaleur que possible, principalement parce qu'il est avantageux que le copeau ne soit pas refroidi notablement par son contact avec l'outil vu qu'il est moins facilement ondulé ou déformé lorsqu'il est refroidi.
L'exemple 14 du "tableau A" ci-dessus donné, était destiné à l'emploi pour la coupe de la fonte et a été trouvé très efficace pour cette application, sa conductibilité thermique élevée servant à évacuer la chaleur du tranchant.
REVENDICATIONS.
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"Improvements to hard material compositions and their production".
The present invention relates to hard material compositions for use as cutting tools for cutting metals, for use as stamps, for creating wear-resistant surfaces and for similar applications, and more particularly relates to hard compositions containing, together with cobalt or nickel or other materials as a binder, a novel carbide compound ultimately comprising the elements tungsten, titanium and carbon and formed into very strong and very hard compositions , as well as a process for forming these hard compositions.
The invention also relates to hard compositions of this nature, and to a method of making such compositions which contain, in addition to the indicated novel carbide compound, carbides of the elements mantale, columbium, titanium and / or zirconia.
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nium, and solid solutions of some of these carbides in another of these carbides, and more especially the invention relates to hard compositions oontaining like ingredients the new chemical compound corresponding to the chemical formula WTiC2, this hard carbide compound and a process to manufacture it being described and claimed in another patent application of the same date.
The main object of the present invention is to provide new hard compositions of matter as well as a new process for the production of such hard compositions which will have greater combined strength, toughness and toughness as shown. that they are able to withstand greater bending without breaking, especially at elevated temperatures, than has heretofore been possible.
Further objects of the invention are to provide new hard compositions of this nature and a process for their production, these compositions having combined high strength and hardness and being particularly durable when used as tool tips. for cutting hard materials at high speed. A special object of the present invention is to provide a tool material for machining steels of all hardnesses at high speeds.
Further objects of the present invention are to provide hard compositions of matter and a method of producing them, such compositions containing small hard carbide particles in which grain growth or particle agglomeration during processing. Feeding operation has been reduced to a minimum, resulting in a composition having greater combined strength and hardness and better wear resistance than heretofore possible, with desirable thermal conductivity.
Still other objects of the invention are to provide hard compositions of matter in which the
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The large total surface area of the small carbide particles has the effect of producing extremely thin films of the binder material even when a large percentage by weight of the binder material is employed, resulting in an increase in the ability to bend the binder. tool without breaking, and to ensure that the binding material itself is resistant to ordinary temperatures and to the high temperatures to which these tools are subjected in service.
Other objects of the invention are to provide hard compositions and a process for the production of these compositions which are free from impurities making them brittle and which are of uniform constitution throughout their mass, in particular as regards the content of binding material.
Hitherto, hard compositions of matter have been described which contain a mixture of tungsten carbide, tantalum carbide, titanium carbide and an auxiliary metal such as cobalt, iron or nickel, as has been done. has been proposed, for example, in U.S. Patent No. 1,973,428 Comstock, which patent also relates to forming a cemented carbide material containing tungsten carbide and titanium carbide cemented in an auxiliary metal matrix.
Likewise U.S. Patent No. 1,959,879, Schwarzkopf, proposes the whole mixture of carbides of at least two of the elements of the third, fourth, fifth and sixth groups of the periodic table to form mixed crystals and to form a hard material by cementation. of these mixed crystals with an auxiliary metal of the iron group as a binder.
The chemical compound described here and used to form hard compositions by the method described here, composed of carbide which has been indicated to be WTiC2, is distinct from a mixture of tungsten carbide and titanium carbide as it is. indicated by Comstock and distinct from mixed crystals as described by Schwarzkopf although the
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tungsten and titanium are present in this mixture or in these mixed crystals in the same proportions as in WTiC2, by the fact that WTiC2 is harder, has a specific weight different from the mixture of carbides or a solid solution of one of these carbides in the other, is not attacked by aqua regia and has many other characteristics distinguishing it from a mixture of carbides or mixed crystals of these carbides.
The inventor manufactured hard cemented carbide materials in accordance with the disclosure of the Comstock patent and also in accordance with the disclosure of the Schwarzkopf brevei, employing tungsten carbide and titanium carbide in such proportions as to have the following same final atomic content as in the novel carbide compound WTiC2, and these cemented hard materials were found to have definite different characteristics compared to the hard compositions of matter made by using the novel carbide compound WTiC2 as the ingredient dient of carbide according to the present process, in that hard compositions of matter made according to the process described herein employing WTiC2 instead of mixed crystals or mixtures of WC and TiC,
are much superior in combined breaking strength and hardness and have desirably lower thermal conductivity and offer greater resistance to digging and wear when employed as metal cutting tool tips for machining of steel or cast iron with copper and silicon.
Likewise, hard cemented carbide materials were made by following exactly the process described herein in each case, except that mixtures of tungsten carbide and titanium carbide were employed instead of WTiC2, in proportions capable of producing the same. tungsten and titanium content.
Comparative tests with parts made in a similar fashion but containing WTiC2 have shown that hard compositions of matter containing WTiC2 such as
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ingredient were far superior to the material made by the same process but with the use of a mixture of tungsten carbide and titanium carbide, in that they had equal or greater strength in transverse fracture tests, which '' they were significantly harder, had lower thermal conductivity and lasted at least twice as long when used as tool tips for machining copper-silicon cast iron brake drums, and five times as long when used as tool tips for machining steel, under the same test conditions in each case.
In general for the practice of the present invention, hard carbide particles are ground in a ball mill having a trenped steel surface, by means of hard carbide balls, preferably about 16 mm in diameter, and are made into a hard composition corresponding substantially to the composition to be formed, the ball mill being filled with a hydrocarbon such as naphtha which has previously been treated with sodium to remove impurities. After grinding for a long time, which can vary from 1 to 5 days or more, the filler is removed, the excess naphtha is decanted and the residue is air-blasted until it contains only about 1% to 2% naphtha.
Finely divided cobalt or nickel or tungsten or other binding metals such as carburized tungsten, which is hereinafter referred to as "WC", or a mixture of these binding materials in the form of finely divided particles and mixed if one As desired under the naphtha in a colloid mill, are added to the ground carburized material saturated with hydrocarbon or preferably the selected carbide materials and binder materials are first ground together in a ball mill such as that described .
In any case the finely divided particles of carbide material and the finely
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divided binder material is mixed thoroughly into purified naphtha or similar hydrocarbon which is removed to leave only about 1% to 2% of the hydrocarbon; in this state the mass is easily moldable and can easily be put into any desired shape. From this moldable mass a part is prepared of the desired shape and of dimensions sufficiently larger than those desired to compensate for the shrinkage of 15 to 25%, and this part is subjected to a pressure making it compact, preferably in a hydraulic chamber of the order of approximately 2250 kg per square centimeter.
The part thus formed is placed in an electric furnace with vacuum induction, with metallic magnesium in the proportion of about 1 part of magnesium to 200 to 300 parts of the part or parts, and the furnace is slowly heated to reach in about 2 hours a temperature above 1315 0 and preferably close to 1445 C and is maintained at this temperature for a period varying from 15 to 60 minutes.
During heating, the furnace chamber is emptied of air until a pressure of 40 to 7 miorons of mercury is obtained, this high vacuum being maintained while the temperature of the parts is above 1400 C, preferably by means of a diffusion mercury pump connected to the furnace chamber, and a suitable oil pump preferably connected to the outlet of the diffusion mercury pump, as shown and described in the patent American Inventor No. 2,093,845 issued September 21, 1937. After the furnace and its contents have cooled, the part (s) may be removed and are ready for use.
A particular example of a similar hard composition explaining the invention was formed by the following process from a mixture consisting of 45% WTiC2, 17% coarse crystal TaC, 15% finely divided Co and
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23% W-C (carburized tungsten obtained by heating tungsten and carbon and containing 6.08% carbon on analysis). These ingredients were placed in a ball mill, made of hardened steel, with a charge of 16mm diameter hard carbide balls, the mill was filled with naphtha which had been previously treated with sodium, and the ingredients were been ground together for about 100 hours.
The feed was removed from the ball mill and the excess naphtha was removed until a residue of about 1% to 2% was obtained, a state in which the mass was easily moldable. By means of this mass a number of pieces of size and shape were sealed such that they were approximately 5mm x 7.5mm x 19mm, providing for approximately 20% shrinkage during the treatments to heat and render the materials. compact parts.
Several of these pieces were placed with 1 gr. of magnesium metal in a 23 cm vacuum electric induction furnace to which was connected a diffusion mercury pump for removing vapors and gases and a mechanical vacuum oil pump for removing gases; with both pumps running throughout the heating, the rooms were slowly heated to about 1100 C over a period of 30 minutes and then heated from 1100 C to about 1450 C over the next three minutes, and maintained at a temperature of 1450 C for fifteen minutes, after which the furnace and its contents were allowed to cool and the parts were removed for testing.
Tests of these parts by a normal transverse fracture test have shown that a force of 2300 kg is required to break them when they are supported between 1.43 cm centers and pressed in the middle by means of a Brinell ball. , oe which by calculation indicates a force in the beam formula of 19987 kg per cm2. A test of these parts by the Rookwell "A" normal hardness test showed that they had a hardness.
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91.0 Rockwell "A" tee. During tests they showed a thermal conductivity of 0.0685 cal./ C / cm. / Sec. that is, 0.0685 calories per degree centigrade per centimeter per second.
In comparison with such parts, analogous parts were made by using the carbides separated in the last atomic proportion of tungsten and titanium, containing TiC with large crystals of high purity, parts which were identically formed in the same manner; the strength of these carbide pieces formed from the separate carbides was found to be nearly as high as that of the pieces containing WTiC2, but the hardness was found to be 89.9 Rockwell "A" and the thermal conductivity was found to be approximately 0.094 cal. ./ C / cm / sec.
The parts were tested as cutting tools by use on a Bullard machine to machine copper and silicon cast iron brake drums at 45 to 50 m / min. and with a feed of 0.05 cm per revolution and 0.16 to 0.24 cm of cutting depth on rough surfaces. Under these conditions the parts containing WTiC2 produced 1273 parts before the tool had to be re-grinded while the parts containing the separate carbides, used in the same machine, at the same job and at the same cut and at the same speed no longer worked. due to blunting before having produced 425 workpieces.
Similar comparative test pieces were formed, one containing 50% WTiC2, 17% TaO, 8% Co and 25% WC, and the other containing 50% of a mixture of WC and TiO. in monoatomic metallic proportion, 17% TaC, 8% Co and 25% WC so as to have the same last chemical analysis and manufactured by the same method and with the same quantities of the same binding materials, and during the test the parts containing WTiC2 had a strength of 14765 kg per cm2 with a hardness of 92.3 and a thermal conductivity of 0.0645, while the parts
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containing WC and TiC had a slightly lower strength with a hardness of 91.4 and a thermal conductivity of 0.091.
Comparative tests of similarly formed specimens have been made in a large number of cases with varying proportions of carbide content and binder content, and with the same comparative results, and even greater superiority of material compositions. containing WTiC2 have been noted for their resistance to crater formation and wear when used for cutting steels. Likewise, the thermal conductivity of those parts containing WTiC2 was characteristically lower, at least when the binder material was less than 60% of the composition.
The inventor has formed many different hard compositions, according to the process described above, with varying proportions of WTiC2 and with various binder materials and varying the percentage thereof, as well as by incorporating others. carbide materials, in addition to WTiC2; these compositions include those shown in the following Table "A" which indicates the ingredients of some specific examples, with their characteristics shown by tests; the first and fifth examples of this table have been mentioned previously.
EMI10.1
<tb>
<tb>
Example <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7
<tb> Content
<tb> in <SEP>% <SEP>
<tb> Carbides
<tb> WTiC2 <SEP> 45 <SEP> 45 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 58
<tb> TaC <SEP> 17 <SEP> 17 <SEP> 17
<tb> TiC <SEP> 17
<tb> Ta (Cb) C <SEP> 17 <SEP> 17 <SEP> 17
<tb> Cb (Ta) C
<tb> Binder
<tb> Co <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> 12 <SEP> 8 <SEP> 8 <SEP> 10
<tb>
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EMI11.1
<tb>
<tb> Ni <SEP> 8
<tb> W (metal)
<tb> W-C <SEP> 23 <SEP> 23 <SEP> 21 <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> 25 <SEP> 15
<tb> Properties
<tb> Resistance <SEP> 19987 <SEP> 18952 <SEP> 17085 <SEP> 14647 <SEP> 14765 <SEP> 15187 <SEP> 13499
<tb> Hardness <SEP> 91. <SEP> 0 <SEP> 91.1 <SEP> 90.9 <SEP> 92.1 <SEP> 92.3 <SEP> 91.8 <SEP> 91.2
<tb> Conductib.
<tb> thermal '<SEP>. <SEP> 0685 <SEP> .0650 <SEP>. <SEP> 0645 <SEP>. <SEP> 0645 <SEP>. <SEP> 0645 <SEP>.
<SEP> 0640
<tb> Example <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> 11 <SEP> 12 <SEP> 13 <SEP> 14
<tb> Content
<tb> in <SEP>% <SEP>
<tb> Carbides
<tb> WTiCg <SEP> 58 <SEP> 58 <SEP> 60 <SEP> 72 <SEP> 75 <SEP> 36 <SEP> 17
<tb> TaC <SEP> 17 <SEP> 17 <SEP> 17
<tb> TiC
<tb> Ta <SEP> (Cb) C
<tb> Cb (Ta) C <SEP> 11
<tb> Binder
<tb> Co <SEP> 5 <SEP> 25 <SEP> 16 <SEP> 25 <SEP> 12 <SEP> 4
<tb> Ni <SEP> 14
<tb> W (metal) <SEP> 14
<tb> W-C <SEP> 20 <SEP> 13 <SEP> 35 <SEP> 79
<tb> Properties
<tb> Resistance <SEP> 11249 <SEP> 22921 <SEP> 18843 <SEP> 17015 <SEP> 24608 <SEP> 17226 <SEP> 15890
<tb> Hardness <SEP> 94.1 <SEP> 89.2 <SEP> 90.8 <SEP> 91. <SEP> 0 <SEP> 88.0 <SEP> 91.
<SEP> 0 <SEP> 91.9
<tb> Conduotib.
<tb> thermal <SEP> 0.150
<tb>
In the above table "Ta (Cb) C" is used to indicate a solid solution of CbC in TaC, and the substance employed contained approximately 84% TaC and 16% CbC. "Cb (Ta) C" is likewise used to indicate a solid solution of TaC in CbC and the substance employed contained approximately 83% CbC and 17% TaC. "W (metal)" is used to indicate metallic tungsten powder.
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"WC" is used to denote carburized amorphous tungsten formed by heating particles of tungsten or tungsten oxide with carbon in a hydrogen atmosphere or by any method of carburizing, and the material employed contained 6 .08% to 6.1% carbon tested.
Example 14 above was formed as stated except that the heating was in a hydrogen atmosphere without the use of magnesium or the vacuum process, at 1482 C. The thermal conductivity of Examples 7 through 13 inclusive was below 0.07.
The new proposals which were formed contained ingredients / which can be classified as (1) the new WTiC2 carbide compound, with (2) a binder material which may be (a) one or more metals from the group comprising cobalt and nickel or (b) one or more metals from the group including cobalt and nickel, with one or more metals from a group consisting of tungsten and molybdenum, or (o) one or more metals of a group consisting of cobalt and nickel with one or more metals of a group consisting of tungsten and molybdenum, the latter two metals having carbon with them either in the form of a carburized metal or of a mixture of the metal or metals with carbon.
The inventor has also formed new hard compositions containing ingredients which can be classified as (I) the new chemical compound WTiC2, with (II) tantalum carbide or columbium carbide or multicarbon bodies containing CbC or TaC as constituent. main and containing as an accessory component, in solid solution in the main component, one or more compounds selected from the group consisting of TaC, CbC, TiC and ZrC, and (III) a binding material which may be (A) one or more metals from the group consisting of cobalt and nickel, or (B) one or more metals from the group consisting of cobalt and nickel, with one or more metals from the group consisting
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of tungsten and molybdenum, or (0) one or more metals from the group consisting of oobalt, and nickel,
with one or more metals from the group consisting of tungsten and molybdenum, the latter two metals having carbon with them so, it in the form of metal or carburized metals, or as a mixture of the metal or metals with carbon.
If WTiC2 is employed as the hard carbide material without including any auxiliary carbide, the binder material used will preferably be one or more metals from the group consisting of cobalt and nickel, in which case the amount of the binder material may be 3. % to 30% of the composition, or, secondly, one or more metals from the group consisting of cobalt and nickel with one or more metals from the group consisting of tungsten and molybdenum, in which case the total amount of this binder material may be 10% to 50% of the compasition, and up to 80% of the binder material may be a metal or metals from the group consisting of tungsten and molybdenum, or third, one or more metals from the group consisting of cobalt and nickel,
with one or more metals from the group consisting of tungsten and molybdenum, this tungsten and molybdenum having absorbed carbon, in which case the amount of this binder material may be from 10% to 55% of the composition and up to 80%. % of the binder material may be one or more metals from the group consisting of tungsten and molybdenum, including the carbon which they have absorbed.
If WTiC2 is used with an auxiliary carbide such as TaC, CbC, Ta (Cb) C, Ta (Ti) C, Ta (Zr) C, Ta (CbTi) C, Ta (CbZr) c, Ta (TiZr) C, Ta (CbTiZr) C, Cb (Ta) C, Cb (Ti) C, Cb (Er) C, Cb (TaTi) C, Cb (TaZr) C, Cb (TiZr) C, or Cb (TaTiZr) C, which are set forth with a production method in U.S. Patent No. 2,124,509 of July 19, 1938, by the same inventor, and if the percent of the new WTiC2 carbide is decreased by the percent of auxiliary carbide added, the specifications for the percentages of binder materials and the composition of the ma-
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binder remain within the limits indicated here.
In order to form the compositions of the category indicated firstly above, that is to say not comprising, with the new carbide compound WTiC2, any auxiliary carbide or carburized metal apart from a binder, 17 was employed. % to 95% WTiC2 with the remainder 83% to 5% binder material, and for use in the manufacture of parts for cutting steels, the composition preferably contains 45% to 95% WTiC and it is preferable to employ as the binder both cobalt and tungsten and carburized molybdenum, the cobalt dissolving the carburized tungsten or molybdenum and forming a solid binder which produces a hard composition which can be deformed to a greater extent without breaking than can an analogous composition using WC instead of WTiC2,
with the same amount of cobalt as a binder, and is also much harder. The inventor believes that up to a given percentage, the WC is dissolved in the oobalt or the nickel, at the cementing temperature used, to form a molten eutectic, which does not attack the WTiC2 particles, despite their small size. , completely wetting the surfaces of these excessively small particles of WTiC2 to form a strong bond, without dissolving them, and reducing the agglomeration or growth of these particles, leaving them entangled.
The inventor believes that in the compositions as made heretofore, by cementing WC using cobalt as a binder, the metallic cobalt unites with the finer particles of carburized tungsten in the ground mixture to form a eutectic, when the temperature exceeds 13500C, which results in their elimination as a hard carbide material and leaves only the larger particles embedded in this eutectic binder, while if one employs, as the hard carbide material, WTiC2 particles, ground to excessively small dimensions with or without other carbides such as TaC Ta (Cb) C, Cb (Ta) C,
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or analogous carbides ground in a similar fashion, which are also insoluble in the matrix,
Compositions of matter are produced which have a fine grain and in which any tendency to grain growth or agglomeration is minimized. It should be noted that as in any high speed tool steel or any other material used for cutting operations, the durability increases with the fineness of the grain.
The use of magnesium in the cementing operation to form the hard agglomerated composition of matter, has various valuable effects. It acts as a "getter", combining with gases such as oxygen and nitrogen to prevent oxidation and to contribute significantly to achieving the desired extremely high vacuum. It has also been noticed that in certain cases traces of magnesium remain in the finished parts either in magnesium carbide or in alloy with other substances and seem to improve the strength of the composition.
Comparative tests with and without the use of magnesium have shown that in some cases if magnesium is not used and particularly if a temperature above 1400 C is used, there is a tendency for cobalt, when it is used as binder, to vaporize to a minimal extent on the surface of the part, so that there is a slight lack of cobalt on the surface compared to the rest of the part and that a deposit of cobalt has been noticed on cold parts of the oven. On the contrary, it has been observed that when magnesium was used this lack of cobalt on the surface of the part, as well as deposits on the wall of the furnace, do not appear.
The inventor believes that magnesium provides an atmosphere of metallic vapor in the vicinity of the parts, which reduces or prevents vaporization of the cobalt.
The low thermal conductivity, of about 0.0645, found in these hard compositions of matter is particularly desirable in tools for cutting steels.
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On the other hand, for rapid cutting of cast iron which has a granular or crumbling chip, high thermal conductivity is very desirable and is essential if a reasonable tool life is to be achieved at high speeds. greater than 90 m / min. The reason for this is that when the chips are short the production of heat by friction is localized very close to the cutting edge, usually in the area between the cutting edge and a line located a few thousandths of a millimeter from it so that it It is desirable that the tool have a high thermal conductivity to facilitate the rapid conduction of this heat to the tool body, in order to minimize the highest temperature developed at the cutting edge.
It is understood that in high speed cutting steels the problem was quite different because the chips are split and wound up and engage with the surface of the tool in an area spaced from the cutting edge by a notable distance, that is to say in the area where the formation of craters would occur. Since the chip is rapidly deformed and therefore heated to a high temperature, usually incandescent, it is desirable that the tool remove as little heat from this surface as possible, mainly because it is advantageous that the chip does not. is not cooled appreciably by its contact with the tool since it is less easily corrugated or deformed when it is cooled.
Example 14 of "Table A" given above was intended for use in cutting cast iron and has been found to be very effective for this application, its high thermal conductivity serving to remove heat from the cutting edge.
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