DE844050T1 - Schneidewerkzeug auf Borid-Gruppe IV-B Basis, Verfahren zur Herstellung desselben, und Methode zum Bearbeiten von Werkstoffen auf Borid-Gruppe IV-B Basis - Google Patents

Schneidewerkzeug auf Borid-Gruppe IV-B Basis, Verfahren zur Herstellung desselben, und Methode zum Bearbeiten von Werkstoffen auf Borid-Gruppe IV-B Basis

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DE844050T1 DE0844050T DE97120371T DE844050T1 DE 844050 T1 DE844050 T1 DE 844050T1 DE 0844050 T DE0844050 T DE 0844050T DE 97120371 T DE97120371 T DE 97120371T DE 844050 T1 DE844050 T1 DE 844050T1
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Claims (22)

97120371.6 Patentansprüche
1. Verdichtete Keramikzusammensetzung, die folgende Phasen umfaßt:
Eine erste TixiMyi-Borid-Phase, mit xl > yl, yl > 0, wobei M Wolfram beinhaltet;
eine zweite Tix2My2Z-Phase mit x2 > y2, y2 > 0, wobei M
Wolfram beinhaltet;
wobei y2/x2 > yl/xl ist;
wobei die Phasen in der gesamten verdichteten Keramikzusammensetzung verteilt sind; und
die verdichtete Keramikzusammensetzung eine mittlere
Korngröße von 8 &mgr;&pgr;&igr; oder weniger aufweist.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die mittlere Korngröße 6 um oder weniger beträgt.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die TixiMyi-Borid-Phase eine TiB2-Kristallstruktur aufweist.
4. Verdichtete Keramikzusammensetzung auf Titandiboridbasis, die folgendes umfaßt:
Eine MikroStruktur mit einer ersten TixiMyiB2-Phase und einer zweiten Tix2My2Z-Phase um die erste Phase herum,
wobei xl > yl;
yl > 0;
x2 > y2;
y2 > 0; und
y2/x2 > yl/xl ist; und
wobei M Wolfram beinhaltet.
5. Verdichtete Keramikzusaininensetzung auf Titandiboridbasis nach Anspruch 4, die weiterhin folgendes umfaßt:
Eine dritte TiX3My3Z-Phase um die erste Phase herum,
wobei y3 > 0;
x3 > y3; und
y2/x2 > y3/x3 ist.
6. Verdichtete Keramikzusammensetzung auf Titandiboridbasis nach Anspruch 5 mit x3 > x2.
7. Verdichtete Keramikzusanunensetzung auf Titandiboridbasis nach Anspruch 4 mit xl > x3.
8. Verdichtete Keramikzusammensetzung auf Titandiboridbasis nach Anspruch 6 mit xl > x3.
9. Verdichtete Keramikzusammensetzung auf Titandiboridbasis nach Anspruch 4 mit Z gleich B2·
10. Verfahren zur Herstellung eines Keramikwerkstoffes auf TiB2-Basis, das folgende Schritte umfaßt:
Mahlen eines Pulvers, das mindestens 60 Gew.-% TiB2-Pulver enthält, mit einem WC-Co-Sinterhartmetall-Mahlwerkzeug über einen Zeitraum, der ausreicht, eine Pulvermischung mit insgesamt etwa 2,5 bis 12 Gew.-% WC + Co herzustellen, einschließlich mindestens 2,5 Gew.-% WC + Co, die von dem Sinterhartmetall-Mahlwerkzeug stammen; und
Verdichten der Pulvermischung.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Gesamtmenge an WC + Co in der Pulvermischung etwa 4 bis etwa 10 Gew.-% beträgt.
12. Verfahren zur Herstellung eines Fabrikationsartikels auf Titanboridbasis, das folgende Schritte umfaßt:
Zufügen von 3,0 - 12 Gew.-% der Summe aus WC + Co sowie eines Kornwachstumsinhibitors zu dem TiB2~Pulver und Vermischen von T1B2 und WC + Co zu einem Gemisch;
Verpressen des Gemisches zu einem Preßling;
anschließendes Sintern des Preßlings bei einem Druck von bis zu 30.000 psi zur Herstellung eines praktisch dichten Fabrikationsartikels mit einer mittleren Korngröße von 8 (.im oder weniger.
13. Verfahren zur Herstellung von Schneideinsätzen mit einer Keramikzusammensetzung auf TiB2~Basis, das folgenden Schritt umfaßt:
Verdichten eines TiB2-Gemisches und einer wirksamen Menge einer WC + Co-Sinterhilfe durch Erhöhen der Temperatur des Gemisches auf 1700° bis 2100° C in einer Heißpresse bei einem Druck, der so niedrig ist, daß die während der Temperaturerhöhung entstandenen Gase entweichen können, und anschließendes Beaufschlagen mit einem ausreichend hohen Druck unter Beibehaltung des Temperaturbereichs von 1700° bis 21000C, zur Erzeugung eines verdichteten Keramikwerkstoffs auf TiB2-Basis mit einer Dichte von mindestens 97% der theoretischen Dichte, und Bilden von Schneideinsätzen aus dem verdichteten Keramikwerkstoff auf TiB2~Basis.
14. Verfahren zur Verdichtung von Fabrikationsartikeln auf TiB2-Basis, das folgenden Schritt umfaßt:
heißisostatisches Verpressen eines teilweise verdichteten Preßlings mit T1B2, einer wirksamen Menge einer Sinterhilfe und einer wirksamen Menge eines Kornwachstums-inhibitors bei einem Druck von bis zu 30.000 psi und bei einer Temperatur sowie über einen Zeitraum, die ausreichen, daß ein praktisch verdichteter Artikel mit einer mittleren Korngröße von 8 &mgr;&idiagr;&eegr; oder weniger entsteht.
15. Metallborid-Keramikzusairanensetzung, die folgendes umfaßt:
Eine erste Metalldiborid-Phase mit einem ersten Metall, das aus der Gruppe Titan, Hafnium, Zirconium, alleine oder in Kombination miteinander, ausgewählt ist, und eine zweite Phase auf Diborid-Basis mit einem ersten Metall, das aus der Gruppe Ti, Hf und Zr, alleine oder in Kombination miteinander, ausgewählt ist, und einem zweiten Metall, das aus der Gruppe W, Mo, Ta, Nb, Fe, Ni, Co, Al, Cr, alleine oder in Kombination miteinander ausgewählt ist;
und wobei der Keramikwerkstoff eine mittlere Korngröße von
6 (.im oder weniger aufweist.
16. Metallborid-Keramikzusammensetzung nach Anspruch 15, die weiterhin eine dritte Diborid-Phase mit einem ersten Metall umfaßt, das aus der Gruppe Titan, Hafnium, Zirconium, alleine oder in Kombination miteinander, ausgewählt ist, und mit einem zweiten Metall, das aus der Gruppe W, Mo, Ta, Nb, Fe, Ni, Co, Al, Cr, alleine oder in Kombination miteinander ausgewählt ist.
17. Verdichteter Keramik-Fabrikationsartikel auf Titandiboridbasis, der folgendes umfaßt:
Eine MikroStruktur aus Phasen, die im wesentlichen aus einer TiB2~Kristallstruktur bestehen; und
wobei die Phasen Phasen beinhalten, die Wolfram in verschiedenen Konzentrationen enthalten;
eine Dichte von mindestens 97% der theoretischen Dichte;
eine Härte von 94,3 bis 96,5 Rockwell A bei
Raumtemperatur; und
wobei die MikroStruktur eine mittlere Korngröße von 8 um oder weniger aufweist.
18. Artikel nach Anspruch 17, wobei die mittlere Korngröße 4 um oder weniger beträgt.
E/EPO 844 OSO TI
19. Schneidwerkzeug, das folgendes umfaßt:
eine Spanfläche;
eine Freifläche; und
eine am Zusammentreffen der Spanfläche und der Freifläche gebildete Schneidkante;
wobei das Schneidwerkzeug durch folgendes gekennzeichnet ist:
Eine MikroStruktur, die im wesentlichen aus Phasen mit einer T1B2-Kristallstruktur besteht; und
wobei die Phasen Phasen beinhalten, die Wolfram in verschiedenen Konzentrationen enthalten; eine Dichte von mindestens 97% der theoretischen Dichte;
eine Härte von 94,3 bis 96,5 Rockwell A bei Raumtemperatur; und
wobei die MikroStruktur eine mittlere Korngröße von 8 um oder weniger aufweist.
20. Verfahren zur zerspanenden Bearbeitung einer Titanlegierung, das folgenden Schritt umfaßt:
Zerspanen der Titanlegierung mit einer Umfangsgeschwindigkeit von mindestens 500 Fuß/Minute mit Hilfe eines Schnexdwerkzeuges unter Einsatz von Flutkühlung.
21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei es sich bei der Zerspanung um einen Drehvorgang handelt.
22. Verfahren nach Anspruch 20, wobei das Keramik-Schneidwerkzeug eine Schneide mit einer Standzeit von mindestens drei Minuten während des Zerspanens aufweist.
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