CS213535B1

CS213535B1 - A method for producing a cemented carbide cutting insert

Info

Publication number: CS213535B1
Application number: CS55381A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Hofmann
Original assignee: Jaroslav Hofmann
Priority date: 1981-01-26
Filing date: 1981-01-26
Publication date: 1982-04-09

Abstract

Vynález řeši způsob výroby řezné destičky ze slinutého karbidu s difuzní boridovánou vrstvou o tlošíce 1 aš 100 jim a otěravzdomými povlaky z karbidu a/nebo nitridu a/nebo karbonitridu titanu, zirkonia nebo hafnia o tloušťce 2 až 30 jim. Podstatou vynálezu je, že difuzní boridování povrchu destičky se provede při teplotě 800 až 1300 °C v časovém rozmezí 0,25 až 10 hod. po naneseni otěruvzdorných povlaků v jednom teplotním cyklu z plynné fáze.The invention provides a method for producing a cutting insert from cemented carbide with a diffuse borided layer with a thickness of 1 to 100 μm and wear-resistant coatings of carbide and/or nitride and/or carbonitride of titanium, zirconium or hafnium with a thickness of 2 to 30 μm. The essence of the invention is that the diffusion boriding of the surface of the insert is carried out at a temperature of 800 to 1300 °C in the time range of 0.25 to 10 hours after the application of wear-resistant coatings in one temperature cycle from the gas phase.

Description

Vynález se týká způsobu výroby řezné destičky ze slinutého karbidu s difuzni boridovanou vrstvou o tlouštce 1 až 100 pm a s otěruvzdornými povlaky z karbidu a/nebo nitridu a/nebo karbonitridu titanu, zirkonia nebo hafnia o tlouštce 2 až 30 pm, přednostně 5 až 10 jun.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for the manufacture of a carbide cutting insert having a diffused boride layer having a thickness of 1 to 100 µm and abrasion resistant coatings of carbide and / or nitride and / or carbonitride of titanium, zirconium or hafnium. .

Nanášeni otěruvzdomých povlaků z karbidů, nitridů nebo karbonitridů přechodných kovů IV. skupiny periodické soustavy, zejména titanu, je všeobecně známo. Rovněž jsou známy způsoby vytvořeni difuzních boridovaných vrstev na slinutých karbidech z práškových zásypů nebo z tavenin. Jsou známy rovněž kombinované povlaky na slinutých karbidech, sestávající z otěruvzdomých povlaků karbidů, nitridů nebo karbonitridů přechodných kovů IV. skupiny periodické soustavy nanesených na slinutý karbid s difuzni boridovanou vrstvou, nebo vytvořené difuzním boridovánim slinutého karbidu s otěruvzdomým povlakem z práškových zásypů nebo tavenin. Nevýhodou všech těchto postupů je nutnost dvojího tepelného zpracováni, jednou při difuzním boridováni z práškových zásypů, podruhé při nanášeni otěruvzdomého povlaku nebo naopak. Vytvářeni kombinovaného povlaku dosud známými způsoby během jediného ohřevu není možné.Application of abrasion-resistant coatings of carbides, nitrides or carbonitrides of transition metals IV. groups of the periodic system, especially titanium, are well known. Methods for forming diffused boride layers on cemented carbides from powder powders or melt are also known. Combination coatings on cemented carbides, consisting of wear-resistant coatings of carbides, nitrides or carbonitrides of transition metals IV, are also known. groups of the periodic system deposited on a diffused boride-coated cemented carbide, or formed by diffusing boride cemented carbide with a wear-resistant coating of powdered powders or melts. The disadvantage of all these processes is the need for a dual heat treatment, once for diffuse boriding from powder backfill, the second for applying abrasion-resistant coating or vice versa. It is not possible to form the combined coating by the known methods during a single heating.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob výroby řezné destičky ze slinutého karbidu s difuzni boridovanou vrstvou o tloušlce 1 až 100 μα a s otěruvzdomýrni povlaky z karbidu a/nebo nitridu a/nebo karbonitridu titanu, zirkonia nebo hafnia o tloušlce 2 až 30 pm, přednostně 5 až 10 pm podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, še difuzni boridováni povrchu destičky se provede při teplotě 800 až 1300 °C v časovém rozmezí 0,85 až 10 hodin po naneseni otěruvzdoraýeh povlaků v jednom teplotním oyklu z plynné fáze.These disadvantages are overcome by a process for manufacturing a carbide and / or nitride and / or carbonitride titanium, zirconium or hafnium coating with a thickness of 2 to 30 µm, preferably 5 to 10 µm, of a carbide and / or nitride and / or carbonitride coating with a diffused boride layer of 1 to 100 μm thick. according to the invention, characterized in that the diffusing boriding of the surface of the plate is carried out at a temperature of 800 to 1300 ° C in the time period of 0.85 to 10 hours after the application of abrasion-resistant coatings in a single gas-phase thermal ocular.

Výhodou postupu vytvářeni kombinovaného povlaku podle tohoto vynólezu je zvýšená trvanlivost řezných destiček ze slinutého karbidu a zejména možnost vytvořeni kombinovaného povlaku v jednom teplotním cyklu, což dále přináší energetické úspory*The advantage of the composite coating process of the present invention is the increased durability of cemented carbide cutting inserts and, in particular, the possibility of forming the composite coating in a single temperature cycle, which further brings energy savings.

Kombinovaný povlak na slinutých karbidech sestává sThe combined coating on cemented carbides consists of

a) z povlaku karbidů a/nebo nitridů a/nebo karbonitridů přechodných kovů IV. skupiny periodické soustavy tj. titanu, zirkonia nebo hafnia, který je nanesen na povrchu podkladového slinutého karbidu a má tloušlku 2 až 30 pm, přednostně 5 až 10 pm(a) a coating of carbides and / or nitrides and / or carbonitrides of transition metals IV. group of the periodic system, i.e. titanium, zirconium or hafnium, which is deposited on the surface of the cemented carbide substrate and has a thickness of 2 to 30 µm, preferably 5 to 10 µm

b) z difuzni boridované vrstvý, která se nachází pod povrchem zmíněného slinutého karbidu a zasahuje do hloubky 1 až 100 pm, přednostně 5 až 20 pm.b) a diffusion-borated layer which is located below the surface of said cemented carbide and extends to a depth of 1 to 100 µm, preferably 5 to 20 µm.

Podle vynálezu se difuzni boridováni slinutého karbidu provádí při teplotě 800 až 1300 °C po dobu 0,25 až 10 hodin, přednostně 0,5 až 3 hodiny, až po naneseni vnější vrstvy povlaku a to karbidem boru a/nebo směsí uhlíku a boru a/nebo borem vyloučenými na vnějším povlaku chemickým nebo fyzikálním způsobem z plynné fáze v jediném pracovním cyklu bezprostředně po naneseni vnějši vrstvy povlaku. Bor obsažený v karbidu vyloučených na vnější vrstvě otěruvzdomého povlaku z plynné fáze, difunduje přes tento povlak do slinutého karbidu, kdé se vytváří difuzni borldovaná vrstva o tlošloe 1 až 100 pm, přednostně 5 až 20 pm.According to the invention, the diffusion boronization of the cemented carbide is carried out at a temperature of 800 to 1300 ° C for 0.25 to 10 hours, preferably 0.5 to 3 hours, after the outer coating has been applied with boron carbide and / or carbon-boron mixtures; and / or boron deposited on the outer coating in a chemical or physical manner from the gas phase in a single working cycle immediately after application of the outer coating layer. The boron contained in the carbide deposited on the outer layer of the abrasion-resistant coating from the gas phase diffuses through the coating into the cemented carbide to form a diffused biodiesel layer having a thickness of 1 to 100 µm, preferably 5 to 20 µm.

řW&PWW & P

Na destičky ze slinutého karbidu Bloženi 8 % Co, 20 % Tio+Tao, zbytek WC se nanese při teplotě 1050 °C chemickým způsobe* z plynné fáze obsahující vodík, dusík, propan a párychloridu titanlčitého povlak karbonitridu titanu o tlouělce 6 až 8 pm. Poté seOn cemented carbide plates of 8% Co, 20% Tio + Tao, the rest of the WC was applied at 1050 ° C by a chemical process from a gas phase containing hydrogen, nitrogen, propane and titanium tetrachloride, a titanium carbonitride coating of 6-8 µm thickness. Then

213 S38 uzavře přívod par chloridu titaničitóho a propanu a reaktor ae krátkodobě proplachuje směsi vodíku a dusíku. Do směsi těchto plynů se pak zavede plynný chlorid boritý a propan v poměru 1 t 1. po dobu 30 minut se na povrchu destiček s otěruvzdorným povlakem vylačuje směs karbidu boru, boru a uhlíku, načež se zavře přívod chloridu boritého a propanu, teplota se sníží na 950 °C a bor přítomný ve zmíněné směsi se nechá difundovat přes otěruvzdorný povlak karbonltridu titanu do slinutého karbidu po dobu 2 hodin.213 S38 shuts off the titanium tetrachloride and propane vapor supply and purges the hydrogen and nitrogen mixtures briefly. Boron trichloride and propane gas is then introduced into the mixture of these gases at a ratio of 1 tonne. A mixture of boron carbide, boron carbide and carbon is pressed for 30 minutes on the surface of the wear-resistant plates, then the boron trichloride and propane feed is closed. at 950 ° C and the boron present in said mixture is allowed to diffuse through an abrasion-resistant coating of titanium carbonltride into the sintered carbide for 2 hours.

Porovnávací řezné zkouěky provedené s destičkami s kombinovaným povlakem podle tohoto vynálezu a s destičkami opatřenými pouze povlakem karbonltridu titanu přinesly tyto výsledky 1Comparative cutting tests performed with the combination coated inserts of the present invention and with inserts only coated with titanium carbon tetrachloride yielded these results 1

Obráběni oceli 12050.1 podélným soustružením Steel machining 12050.1 longitudinal turning Vyměnitelné destičky Trvanlivost při posuvu 0,25 mm/ot (minut) Indexable inserts Feed life 0.25 mm / rev (minutes) řezná rychlost (m/min) cutting speed (m / min) Povlak Ti (C,N) Ti (C, N) coating kombinovaný povlak dle vynálezu combined coating according to the invention 180 180 101 101 166 166 220 220 48 48 68 68 280 280 20 20 May 23 23

PREDMET VYNÁLEZUOBJECT OF THE INVENTION

Claims

A cemented carbide cutting insert method having a diffused boride layer having a thickness of 1 to 100 pn and with abrasion-resistant coatings of carbide and / or nitride and / or carbon tetrachloride of titanium, zirconium or hafnium of 2 to 30 µm, preferably 5 to 10 µm, characterized in that The process according to claim 1, characterized in that the diffusing boronization of the plate surface is carried out at a temperature of 800 to 1300 ° C over a time period of 0.25 to 10 hours after the application of the abrasion-resistant coatings in a single gas-phase thermal cycle.