CS220171B1

CS220171B1 - A method for producing super-hard particle alloys or pseudo-alloys

Info

Publication number: CS220171B1
Application number: CS960181A
Authority: CS
Inventors: Bohumil Dvorak
Original assignee: Bohumil Dvorak
Priority date: 1981-12-21
Filing date: 1981-12-21
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Vynález řeší způsob výroby slitin nebo pseudoslitin s obsahem, supertvrdých částic pro zhotovení nástrojů nebo- výrobků metodami práškové metalurgie. Podstatou vynálezu je, že se na jednotlivé supertvrdé částice nanese po-jicí fáze ve stavu břečky, suší do teploty o-dparu těkavé složky, načež se obalené supertvrdé částice lisují a slinují při teplotě od 700 do 1600 °C, přičemž obalené supertvrdé částice se mísí s 1 až 90 % obj. po-jicí fáze ve formě prášku vztaženo k celkovému objemu pojicí fáze v pseudoslitině.The invention provides a method for producing alloys or pseudoalloys containing superhard particles for making tools or products by powder metallurgy methods. The essence of the invention is that a binder phase is applied to individual superhard particles in the state of slurry, dried to the evaporation temperature of the volatile component, after which the coated superhard particles are pressed and sintered at a temperature of from 700 to 1600 °C, while the coated superhard particles are mixed with 1 to 90% by volume of the binder phase in the form of powder, based on the total volume of the binder phase in the pseudoalloy.

Description

Vynález řeší způsob výroby slitin nebo pseudoslitin s obsahem, supertvrdých částic pro zhotovení nástrojů nebo- výrobků metodami práškové metalurgie.The present invention provides a process for the production of alloys or pseudo-alloys containing superhard particles for the manufacture of tools or products by powder metallurgy methods.

Podstatou vynálezu je, že se na jednotlivé supertvrdé částice nanese po-jicí fáze ve stavu břečky, suší do teploty o-dparu těkavé složky, načež se obalené supertvrdé částice lisují a slinují při teplotě od 700 do 1600 °C, přičemž obalené supertvrdé částice se mísí s 1 až 90 % obj. po-jicí fáze ve formě prášku vztaženo k celkovému objemu pojicí fáze v pseudoslitině.It is an object of the present invention to apply a slurry phase to the individual superhard particles, to dry the volatile component to the evaporation temperature, and then to coat the superhard particles at a temperature of 700 to 1600 ° C, wherein the superhard particles are coated. it is mixed with 1-90% by volume of the binding phase in the form of a powder, based on the total volume of the binding phase in the pseudo-alloy.

Vynález se týká způsobu výroby slitin nebo pseudoslitin s obsahem supertvrdých částic pro zhotovení nástrojů nebo výrobků metodami práškové metalurgie.The invention relates to a process for the production of alloys or pseudo-alloys containing superhard particles for the production of tools or products by powder metallurgy methods.

Při výrlobě diamantových slitin nebo pseudoslitin se používá diamantových zrn nebo jiných supertvrdých částic a pojivá, které má být rovnoměrně rozloženo mezi jednotlivými supertvrdými zrny.Diamond or other superhard particles and a binder to be evenly distributed between the individual superhard grains are used in the abrasion of diamond alloys or pseudo-alloys.

Jako pojivá se používá kovů jako například niklu, kobaltu, železa nebo karbidů chrómu, wolframu, titanu a podobně nebo jiných vhodných materiálů. Základním požadavkem slitin je, aby tvrdé částice byly rovnoměrně rozmístěny v celém objemu výrobku, aby každé zrno· bylo odděleno od druhého zrna dostatečnou vrstvou pojivá. Takto připravené pseudoslitiny se v důsledku vysoké koncentrace diamantů, v některých případech využívání, přibližují svými vlastnostmi monokrystalickým diamantům. Použití takových materiálů je výhodná při výrobě činné části vícekamenových orovnávačů brousicích kotoučů, ve kterých jsou obsaženy brousicí částice karbidu křemíku (SiC), kysličníku hlinitého (AI2O3] a podobně.As binders, metals such as nickel, cobalt, iron or carbides of chromium, tungsten, titanium and the like or other suitable materials are used. The basic requirement of the alloys is that the hard particles are evenly distributed throughout the product volume so that each grain is separated from the other grain by a sufficient layer of binder. Due to the high concentration of diamonds, in some cases of use, the pseudo-alloys thus prepared approximate their properties to monocrystalline diamonds. The use of such materials is advantageous in the manufacture of the active portion of multi-stone dresser wheels, which include the grinding particles of silicon carbide (SiC), alumina (Al 2 O 3) and the like.

Dosud používané způsoby výroby slitin nebo pseudoslitin s obsahem supertvrdých částic jako diamanty, kubický nitrid boru nebo jejich kombinace, které spočívají v tom. že. se supertvrdé částice homogenizují s pojivém, které je ve formě prášků, suchou cestou různými způsoby, nepřinášejí vždy žádoucí účinky.The methods used hitherto for producing alloys or pseudo-alloys containing super-hard particles such as diamonds, cubic boron nitride or combinations thereof are based on this. that. For example, the superhard particles are homogenized with the binder, which is in the form of powders, in a dry way in various ways, not always having the desired effects.

Velkou nevýhodtou dosud používaných způsobů výroby pseudoslitin je nerovnoměrné rozmístění zrn ze supertvrdých materiálů a častý dotek dvou či více zrn nebo vytváření shluků, což má negativní vliv na kvalitu slitiny a výrobky z ní zhotovené.A major disadvantage of the pseudo-alloy production methods used hitherto is the uneven distribution of grains of super-hard materials and the frequent contact of two or more grains or the formation of clumps, which has a negative effect on the quality of the alloy and the products made thereof.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob výroby slitin nebo pseudoslitin s obsahem) supertvrdých částic pro zhotovení nástrojů nebo výrobků metodami práškové metalurgie podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se na jednotlivé supertvrdé částice nanese pojící fáze ve stavu břečky, suší do teploty odparu těkavé složky, načež se obalené supertvrdé částice lisují při teplotě od 700 do· 1600 °C, přičemž obalené supertvrdé částice sie mísí s 1 až 90 % obj. pojící fáze ve formě prášku, vztaženo k celkovému objemu pojící fáze v pseudoslitině.The above disadvantages are eliminated by a process for the production of alloys or pseudo-alloys containing superhard particles for the manufacture of tools or products by the powder metallurgy methods according to the invention, which consists in applying to the individual superhard particles a binder phase in the slurry condition. after which the coated superhard particles are compressed at a temperature of from 700 to 1600 ° C, wherein the coated superhard particles are mixed with 1 to 90% by volume of the binding phase in the form of powder, based on the total volume of the binding phase in the pseudo-alloy.

Pokrok vynálezu lze spatřovat v tom, že každá jednotlivá supertvrdá částice je opatřena alespoň minimální vrstvou pojící fáze. Z této skutečností vyplývá výhoda odstranění všech nevýhod současného· stavu a zvýšené kvality pseudoslitin používaných v postupech práškové metalurgie.The progress of the invention can be seen in that each individual superhard particle is provided with at least a minimum layer of binding phase. This implies the advantage of eliminating all the disadvantages of the present state and the improved quality of the pseudo-alloys used in powder metallurgy processes.

Na přiloženém výkrese je v obr. 1 příklad provedení přípravku pro obalování supertvrdých částic pojící fází ve stavu břečky.In the accompanying drawing, FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a superphase particle coating composition in the slurry state.

Přípravek sestává z ocelové základny 1, na které jsou umístěny šablona 2 s kuželovými otvory a šablona 3 s válcovými otvory, pro umístění supertvrdých částic 6. Dalším prvkem přípravku je nástavec 4 s válcovými otvory a vyrážecí trn' 7. Pojící fáze je pro tento postup upravena do stavu břečkyThe jig consists of a steel base 1 on which a tapered hole template 2 and a cylindrical hole template 3 are located to accommodate the super-hard particles 6. Another element of the jig is a cylindrical bore adapter 4 and a punch 7. adjusted to a slush state

5.5.

Aby byla zajištěna rovnoměrnost a izolace jednotlivých supertvrdých částic 6, například částic diamantu, kubického nitridu boru a jiných o velikosti od 800 μιη minimální vrstvíou pojící fáze 5, například kobaltu, niklu, mědi, karbidů wolframu, titanu nebo jejich směsí a podobně v pseudosiitinách, je použito! následujícího technologického postupu.In order to ensure uniformity and isolation of the individual superhard particles 6, such as diamond, cubic boron nitride, and others from 800 µm, by a minimum layer of bonding phase 5 such as cobalt, nickel, copper, tungsten carbide, titanium or their mixtures and the like in pseudo-alloys, is used! following technological process.

Na ocelovou podložku 1 je uložena šablona 3 s válcovými dutinami, které uzavírá šablona 2 o tloušťce odpovídající minimálně velikosti supertvrdých částic B s kuželovými dutinami. V této· pozici dojde k zaplnění kuželových dutin šablony 2 supertvrdými částicemi 6. Kuželové dutiny jsou vytvoř řené komolým kuželem, jehož menší průměr je minimálně o 1/10 průměru větší než je velikost supertvrdých částic 6. Po naplnění kuželových dutin posunutím šablony 2, se přemístí supertvrdé částice B do· válcových dutin šablon 3, kde dosednou na ocelovou poidložku 1, V tomto uspořádání se zaplní prostor, vytvořený ocelovou podložkou 1, šablonou 2 a šablonou 3 obsahující supertvrdé částice 6, pojící fází 5 ve stavu břečky. Při zaplňování prostorů pojící fází 5 ve stavu břečky dojde vlivem rozdílných hmotností mezi pojící fází 5 a superti/rdou částicí B k přesunutí supertvrdé částice 6 do kuželové dutiny šablony' 2. Nyní je nutno provést zpevnění pojící fáze 5 ve stavu břečky odpařením její těkavé složky. Následuje odstranění šablony 2 s kuželovými dutinami a její nahrazení nástavcem 4 s válcovými dutinami, které zaplníme pojící fází 5 ve stavu břečky. Dříve popsaným způsobeni zpevníme pojící fázi 5. Posunutím odstraníme ocelovou podložku 1 a supertvrdé částice B obalené pojící fází 5 vysuneme vyvážecím trnem 7. Takto upravené supertvrdé částice 6 můžeme již přímo· použít pro zhotovování nástrojů, například orovnávačů brousicích kotoučů, po jejich slisování a slinutí.A steel cavity template 3 is placed on the steel support 1 and encloses the template 2 with a thickness corresponding at least to the size of the super-hardened conical cavity particles B. In this position, the conical cavities of the template 2 are filled with superhard particles 6. The conical cavities are formed by a truncated cone whose smaller diameter is at least 1/10 of the diameter larger than the size of the superhard particles 6. After filling the conical cavities by sliding the template 2, In this arrangement, the space formed by the steel washer 1, the template 2 and the template 3 containing the super-hard particles 6 joining the phase 5 in the state of the slurry is filled. When filling the spaces with the bonding phase 5 in the slurry condition, due to the different weights between the bonding phase 5 and the superti / class B, the superhard particle 6 is moved into the cone cavity of the template 2. Now it is necessary to consolidate the bonding phase 5 in the slurry condition by evaporating its volatile component . This is followed by the removal of the tapered cavity template 2 and its replacement by a cylindrical cavity extension 4, which we fill with the binding phase 5 in the slurry condition. As previously described, the bonding phase 5 is strengthened by sliding, removing the steel washer 1 and the super-hardened particles B coated with bonding phase 5 are pulled out by the balancing mandrel 7. The super-hardened particles 6 thus treated can be used directly for making tools such as .

V případě, že pseudoslitina nevyžaduje tak velkou koncentraci supertvrdých částicIn case the pseudoalloy does not require such a high concentration of superhard particles

6, podrobíme obalené supertvrdé částice 6 homogenizaci s přídavkem pojicí fáze 5 v práškové formě, a to v rozmezí 1 až 90 % obj., vztaženo na celkový objem pojicí fáze v pseudoslitině. Další možnost, která zaručuje ještě rovnoměrnější rozložení částic je obdobná jako homogenizace, pokud se týká pojící fáze 5 ve formě prášku, ale provede se obalování supertvrdých částic 6 práškovitou pojicí fází a pojivém. Částice tak získají kulovitý tvar, výhodný při dalším zpracování.6, the coated superhard particles 6 are subjected to homogenization with the addition of the binding phase 5 in powder form, in the range of 1 to 90% by volume, based on the total volume of the binding phase in the pseudo-alloy. Another possibility that guarantees even more uniform distribution of the particles is similar to homogenization with respect to the binding phase 5 in the form of powder, but the super-hard particles 6 are coated with the powdered binding phase and the binder. The particles thus obtain a spherical shape, advantageous in further processing.

Claims

PftEDMET

OF THE INVENTION

A method for producing alloys or pseudo-alloys containing superhard particles for making tools or products by powder metallurgy methods, characterized in that the individual superhard particles are deposited on a slurry phase, dried to the volatile component evaporation temperature, after which the coated superhard particles are pressed and sintered at a temperature of from 700 to 1600 ° C.

2. A process for producing alloys or pseudo-alloys according to claim 1, characterized in that the coated superhard parts are mixed with 1-90% by volume of the binding phase in the form of powder, based on the total volume of the binding phase in the pseudo-alloy.