DK144415B - PROCEDURE FOR MANUFACTURING A MATERIAL CONTAINING CUBIC BORN NITRID - Google Patents

PROCEDURE FOR MANUFACTURING A MATERIAL CONTAINING CUBIC BORN NITRID Download PDF

Info

Publication number
DK144415B
DK144415B DK327472AA DK327472A DK144415B DK 144415 B DK144415 B DK 144415B DK 327472A A DK327472A A DK 327472AA DK 327472 A DK327472 A DK 327472A DK 144415 B DK144415 B DK 144415B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
cbn
carbide
hexagonal
mass
metal
Prior art date
Application number
DK327472AA
Other languages
Danish (da)
Other versions
DK144415C (en
Inventor
R H Wentorf
W A Rocco
Original Assignee
Gen Electric
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gen Electric filed Critical Gen Electric
Publication of DK144415B publication Critical patent/DK144415B/en
Application granted granted Critical
Publication of DK144415C publication Critical patent/DK144415C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/583Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on boron nitride
    • C04B35/5831Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on boron nitride based on cubic boron nitrides or Wurtzitic boron nitrides, including crystal structure transformation of powder

Description

144415144415

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af et materiale indeholdende kubisk bornitrid, hvorved hexagonalt bornitrid under tilstedeværelse af en katalysator i form af en aluminiumlegering og under tryk og temperaturer, hvorved kubisk bornitrid 5 er stabilt, omdannes til kubisk bornitrid.The invention relates to a process for the preparation of a material containing cubic boron nitride, whereby hexagonal boron nitride in the presence of a catalyst in the form of an aluminum alloy and under pressure and temperatures whereby cubic boron nitride 5 is stable is converted to cubic boron nitride.

En fremgangsmåde til at omdanne hexagonalt bornitrid (hexagonalt BN) til kubisk bornitrid (CBN) under anvendelse af mindst én katalysator, der er udvalgt blandt den gruppe, der består af alkalimetaller, jordalkalimetaller, bly, antimon, tin og nitrider af 10 disse metaller, er omtalt i beskrivelsen til U.S.A. patent nr. 2.947.617.A process for converting hexagonal boron nitride (hexagonal BN) to cubic boron nitride (CBN) using at least one catalyst selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, lead, antimony, tin and nitrides of these metals, is described in the description to the United States Patent No. 2,947,617.

Anvendelsen af Fe^AI og visse sølv-cadmiumlegeringer som katalysatorer ved omdannelsen af hexagonalt BN til CBN er omtalt i "Synthesis of Cubic Boron Nitride" af Saito m.fl. (Yogyo-Kyokai Shi, 15 bind 78, nr. 893).The use of Fe ^ AI and certain silver cadmium alloys as catalysts in the conversion of hexagonal BN to CBN is discussed in "Synthesis of Cubic Boron Nitride" by Saito et al. (Yogyo-Kyokai Shi, 15 vol. 78, no. 893).

Ifølge den foreliggende opfindelse tilvejebringes en fremgangsmåde af den i indledningen angivne art, og denne fremgangsmåde er ejendommelig ved, at der som katalysator anvendes mindst én legering af aluminium og cobalt, nikkel eller mangan, og at det 20 hexagonale bornitrid under omdannelsen er i kontakt med en masse af sintret carbid eller sintringsdygtigt carbidpulver.According to the present invention, there is provided a process of the kind set forth in the introduction, and this method is characterized in that at least one aluminum and cobalt, nickel or manganese alloy is used as catalyst and that the hexagonal boron nitride is in contact with a lot of sintered carbide or sintered carbide powder.

Opfindelsen bygger pi den erkendelse, at der ved anvendelse af en katalysator bestående af mindst én legering af aluminium og cobalt, nikkel eller mangan og under tryk og temperaturer, hvorved 25 kubisk bornitrid er stabilt, kan opnås såvel en omdannelse af hexagonalt bornitrid til kubisk bornitrid som en in situ dannelse af et kompositmateriale af kubisk bornitrid og sintret carbid med et meget fast bånd CBN-carbid, hvorved der bl.a. muliggøres dannelse in situ af en værktøjsindsats, bestående af et tyndt CBN-lag, integralt 30 bundet med et solidt carbidunderlag.The invention is based on the recognition that by using a catalyst consisting of at least one alloy of aluminum and cobalt, nickel or manganese and under pressure and temperatures whereby 25 cubic boron nitride is stable, both a conversion of hexagonal boron nitride to cubic boron nitride can be achieved. as an in situ formation of a composite of cubic boron nitride and sintered carbide with a very solid band of CBN carbide. For example, in situ formation of a tool insert consisting of a thin CBN layer is integrally bonded with a solid carbide support.

Opfindelsen vil i det følgende blive beskrevet nærmere i forbindelse med tegningen, hvor: fig. 1 viser et eksempel på et højtryks-, højtemperaturapparat, der er egnet til brug ved den praktiske 35 gennemførelse af den foreliggende opfindelse, fig. 2 viser i snit en fyldningssammensætningsudformning til brug i apparatet på figur 1 til fremstilling af en væ r ktø j s i n d sats, U4415 2 fig. 3 er et tredimensionalt billede, der viser en sammensat CBN/cementeret carbidmaskinværktøjsindsats, fig. 4 er . et snitbillede gennem indsatsen på figur 3 enten langs linien X-X eller langs linien Y-Y, 5 fig. 5 og 6 er begge tredimensionale billeder af sammensatte CBN/sintret carbidmaskinværktøjsindsatse, der er fremstillet ifølge den foreliggende opfindelse, og fig. 7 er et snitbillede, der viser en kombineret foring/ fyldningssammensætning til brug ved fremstilling af 10 de opbygninger, der er vist pi figur 3, 5 og 6.The invention will now be described in more detail with reference to the drawing, in which: 1 shows an example of a high pressure, high temperature apparatus suitable for use in the practice of the present invention; FIG. 2 is a sectional view of a filling composition embodiment for use in the apparatus of FIG. 1 for the preparation of a tool in batch; U4415 2 FIG. Figure 3 is a three-dimensional view showing a composite CBN / cemented carbide machine tool insert; 4 am. a sectional view through the insert of Figure 3 either along line X-X or along line Y-Y; 5 and 6 are both three-dimensional images of composite CBN / sintered carbide machine tool inserts made in accordance with the present invention; and FIGS. 7 is a sectional view showing a combined liner / filling composition for use in the manufacture of the structures shown in Figures 3, 5 and 6.

En foretrukket form for et højtryks-, højtemperaturapparat, hvori den foreliggende opfindelse kan gennemføres i praksis, er omtalt i beskrivelsen til U.S.A. patent nr. 2.941.248 og er i hovedtræk vist på figur 1.A preferred form of a high pressure, high temperature apparatus in which the present invention can be practiced is disclosed in the disclosure to U.S.A. No. 2,941,248 and are broadly shown in Figure 1.

15 Apparatet 10 omfatter et par cementerede wolframcarbidstempler 11 og 11' og en mellemliggende rem eller matricedel 12 af samme materiale. Matricedelen 12 omfatter en åbning 13, hvori der er anbragt en reaktionsbeholder 14. Mellem stemplet 11 og matricen 12 og mellem stemplet 11' og matricen 12 er der anbragt pakning/isoler-20 sammensætninger 15, 15', der hver omfatter et par varmeisolerende og elektrisk ikke-ledende pyrophyllitdele 16 og 17 og en mellemliggende metalpakning 18.The apparatus 10 comprises a pair of cemented tungsten carbide pistons 11 and 11 'and an intermediate belt or die portion 12 of the same material. The die portion 12 comprises an opening 13 in which a reaction vessel 14. is provided. non-conducting pyrophyllite parts 16 and 17 and an intermediate metal gasket 18.

En foretrukket form for reaktionsbeholder 14 omfatter en hul saltcylinder 19. Cylinderen 19 kan være af andet materiale, såsom 25 talk, der a) ikke omdannes under højtryks-højtemperaturdrift til en kraftigere, stivere tilstand (såsom ved faseomdannelse og/eller komprimering), og som b) stort set er fri for rumfangsdiskontinuiteter, der forekommer ved anvendelse af høje temperaturer og tryk, der f.eks. forekommer i forbindelse med pyrophyllit og porøs 30 aluminiumoxid. Materialer, der opfylder de kriterier, der er anført i beskrivelsen til U.S.A. patent nr. 3.030.662 (kolonne 1, linie 59 til kolonne 2, linie 2), er egnede til fremstilling af cylinderen 19.A preferred form of reaction vessel 14 comprises a hollow salt cylinder 19. The cylinder 19 may be of other material, such as talc, which a) does not convert during high pressure, high temperature operation to a stronger, stiffer state (such as by phase conversion and / or compression), and which b) is largely free of volume discontinuities that occur when using high temperatures and pressures, e.g. occurs in association with pyrophyllite and porous alumina. Materials that meet the criteria set forth in the description to U.S.A. Patent No. 3,030,662 (column 1, line 59 to column 2, line 2) is suitable for the manufacture of cylinder 19.

Et grafitelektrisk modstandsopvarmningsrør 20 er anbragt koncentrisk inden i og grænsende op til cylinderen 19. I grafitopvarm-35 ningsrøret 20 er der igen koncentrisk anbragt en cylindrisk salt-foring 21. Enderne på foringen 21 er forsynet med saltpropper 22, 22', der er anbragt henholdsvis foroven og forneden. Som det vil blive omtalt nærmere i det følgende kan foringen have en cylindrisk hul kerne til optagelse af en stor fyldningssammensætning indehol 3 U4415 dende undersammensætninger, eller foringen kan bestå af en række formsammensætninger, der er anbragt i en stabel til fremstilling af flere sammensatte værktøjsindsatser, f.eks. som vist på fig. 3, 5 og 6.A graphite electrical resistance heating tube 20 is located concentrically within and adjacent to the cylinder 19. In the graphite heating tube 20, a cylindrical salt liner 21 is again concentrically disposed. The ends of the liner 21 are provided with salt plugs 22, 22 'which are arranged top and bottom respectively. As will be described in more detail below, the liner may have a cylindrical hollow core for accommodating a large filling composition containing the sub-assemblies, or the liner may consist of a variety of mold compositions arranged in a stack to produce multiple composite tool inserts. eg. as shown in FIG. 3, 5 and 6.

5 Elektrisk ledende metalendeskiver 23 og 23' anvendes ved hver ende af cylinderen 19 til at tilvejebringe elektrisk forbindelse med grafitopvarmningsrøret 20. Tilgrænsende hver skive 23, 23' er der en endedækselsammensætning 24 og 24‘, der hver omfatter en pyrophyllitprop eller skive 25, der er omgivet af en elektrisk 10 ledende ring 26.Electrically conductive metal end disks 23 and 23 'are used at each end of the cylinder 19 to provide electrical connection to the graphite heating tube 20. Adjacent each disc 23, 23' is an end cap assembly 24 and 24 ', each comprising a pyrophyllite plug or disc 25 which is surrounded by an electric conductive ring 26.

Driftsformer under samtidig anvendelse af både høje tryk og høje temperaturer i det foreliggende apparat er velkendte for fagmanden indenfor dette fagområde. Ovennævnte omtale vedrører alene et højtryks-højtemperaturapparat. Forskellige andre apparater, 15 der er i stand til at tilvejebringe de nødvendige tryk og temperaturer, kan anvendes i forbindelse med den foreliggende opfindelse.Operating modes utilizing both high pressure and high temperatures in the present apparatus are well known to those skilled in the art. The above mention relates only to a high pressure high temperature apparatus. Various other apparatus capable of providing the necessary pressures and temperatures can be used in the present invention.

EKSEMPEL IEXAMPLE I

En Mo-cylinder (0,05 mm tyk x 6,4 mm i diameter) blev fyldt 20 med en blanding af pulvere (0,050 g hexagonalt BN, 0,003 g Al og 0,014 g WC) og en Co-skive (0,034 g), og den blev derefter dækket med en Mo-skive (0,05 mm tyk). Sammensætningen blev derefter samtidig udsat for et tryk på 54 kb og en temperatur på 1550°C i 70 minutter. Alt det hexagonale BN var omdannet til CBN, der udgør 25 en hård, stærk masse af sammenvoksede søjleformede krystaller.A Mo cylinder (0.05 mm thick x 6.4 mm in diameter) was loaded with a mixture of powders (0.050 g hexagonal BN, 0.003 g Al and 0.014 g WC) and a Co-disc (0.034 g), and it was then covered with a Mo disk (0.05 mm thick). The composition was then simultaneously subjected to a pressure of 54 kb and a temperature of 1550 ° C for 70 minutes. All the hexagonal BN was transformed into CBN, forming 25 a hard, strong mass of entwined columnar crystals.

EKSEMPEL IIEXAMPLE II

En Zr-cylinder (0,05 mm tyk x 6,4 mm i diameter), der foroven er lukket med en Mo-lågskive (0,05 mm tyk) blev anvendt som 30 indeslutningsorganet. To særskilte lag af hexagonalt BN adskilt ved hjælp af et lag (1,3 mm tykt) af kvalitet "883 Carboloy" (93% WC, 6%A Zr cylinder (0.05 mm thick x 6.4 mm in diameter) closed at the top with a Mo lid disc (0.05 mm thick) was used as the containment means. Two separate layers of hexagonal BN separated by a layer (1.3 mm thick) of quality "883 Carboloy" (93% WC, 6%

Co) sintret carbid blev anbragt i indeslutningen. En Al-ring (0,13 mm tyk, indvendig diameter 4,8 mm, udvendig diameter 6,2 mm) blev anbragt i kontakt med det øverste lag af hexagonalt BN og i kontakt 35 med den tilstødende overflade på carbidlaget. Nogle få små klumper af Al (samlet vægt 0,004 g med en sådan størrelse, at materialet kan passere et net med 23 masker pr. cm) blev anbragt i kontakt med det nederste hexagonale BN og i kontakt med den tilstødende overflade på carbidlaget. Sammensætningen blev samtidig underkastet et tryk på 54 kb og en temperatur på 1500°C i 60 minutter. Det blev 4 \UUk15 konstateret, at der fremkom en stor midterplet af CBN på den øverste overflade på carbidlaget inden i Al-ringen. Denne masse blev poleret og undersøgt; CBN-krystallerne var sammenvoksede, og deres krystal karakter var dendritisk. Slidprøvespor havde en dybde 5 på 0,009 mm. Klumper af polykrystallinsk CBN fremkom også på den underste overflade på det sintrede carbidlag ved de steder, hvor Al-klumperne var anbragt.Co) sintered carbide was placed in the enclosure. An Al-ring (0.13 mm thick, 4.8 mm internal diameter, 6.2 mm outer diameter) was placed in contact with the upper layer of hexagonal BN and in contact with the adjacent surface of the carbide layer. A few small chunks of Al (total weight 0.004 g of such size that the material can pass a net of 23 meshes per cm) were placed in contact with the lower hexagonal BN and in contact with the adjacent surface of the carbide layer. The composition was simultaneously subjected to a pressure of 54 kb and a temperature of 1500 ° C for 60 minutes. It was found that a large central patch of CBN appeared on the upper surface of the carbide layer within the Al ring. This mass was polished and examined; The CBN crystals were fused together and their crystal character was dendritic. The wear test groove had a depth 5 of 0.009 mm. Lumps of polycrystalline CBN also appeared on the lower surface of the sintered carbide layer at the sites where the Al lumps were located.

Mængden af aluminium i udgangsmaterialet kan ligge fra ca. 2 til ca. 40 vægtprocent af det hexagonale BN, medens mængden af 10 . legeringsmetallet (nikkel, kobolt, mangan) kan ligge fra ca. 4 til ca.The amount of aluminum in the starting material can range from approx. 2 to approx. 40% by weight of the hexagonal BN, while the amount of 10. the alloy metal (nickel, cobalt, manganese) can range from approx. 4 to approx.

100 vægtprocent af den hexagonale BN. Mængden af disse legeringsmetaller, der forbliver i det konsoliderede CBN som grund-massemateriale, vil variere afhængig af trykket og tidsrummet for tilstanden med højt tryk og høj temperatur. I alle tilfælde vil 15 mængden af aluminium samt legeringsmetalatomer i det komprimerede CBN være større end ca. 1 vægtprocent CBN. Forud fremstillede aluminiumlegeringer kan selvfølgelig anvendes i stedet for særskilte skiver til legering in situ.100% by weight of the hexagonal BN. The amount of these alloying metals remaining in the consolidated CBN as the base material will vary depending on the pressure and time of the high pressure and high temperature state. In all cases, the amount of aluminum as well as alloy metal atoms in the compressed CBN will be greater than approx. 1% by weight CBN. Prefabricated aluminum alloys can, of course, be used instead of separate in situ alloy discs.

Rent aluminium eller rent Co, Ni eller Mn har vist sig ikke at 20 fungere alene som katalysator ved omdannelsen af hexagonalt BN til CBN.Pure aluminum or pure Co, Ni or Mn have been found not to act as a catalyst alone in the conversion of hexagonal BN to CBN.

Figur 2 viser en opstilling, hvor den foreliggende opfindelse anvendes ved fremstilling af en flerhed af skive- eller pilleformede sammensatte produkter (sintret carbidsubstrat med et lag af sintret 25 CBN, der er dannet over dette og fastbundet til dette). Fyldningssammensætningen 40 er ikke angivet i samme målestok som figur 1, men den svarer til rumfanget 31 i det på figur 1 viste apparat.Figure 2 shows an arrangement in which the present invention is used in the preparation of a plurality of disc or pill shaped composite products (sintered carbide substrate having a layer of sintered 25 CBN formed over it and bonded thereto). The filling composition 40 is not indicated on the same scale as Figure 1, but it corresponds to the volume 31 of the apparatus shown in Figure 1.

Fyldningsammensætningen 40, der er vist, består af en cylindrisk muffe 41 af afskærmningsmetal for at forhindre indtrængen af 30 og fjerne oxygen. Afskærmningsmetallet er udvalgt indenfor den gruppe, der består af zirconium, titan, tantal, wolfram og molybdæn. Inden i den cylindriske afskærmningsmetalmuffe 41 er der anbragt en række undersammensætninger, der er adskilt ved hjælp af skiver 42 fremstillet af et materiale, såsom det, der er benyttet til 35 cylinderen. 19. Under-sammensætningerne er beskyttet foroven og forneden ved hjælp af afskærmningsskiver 43 fremstillet af titan, zirconium, molybdæn, tantal eller wolfram. Hver under-sammensætning, der således er beskyttet til alle sider, består af en større masse 44 og en mindre masse 46 samt metalskiver 47,48. Hver masse 5 UU15 46 består for en stor del af hexagonalt BN. Karakteren og størrelsen af de krystaller, der udvikles af det hexagonale BN, kan ændres ved at blande CBN-partikler (f.eks. 1-10 mikrometer) eller "Carbo-loy"-carbidpulvere (1-5 mikrometer) i det hexagonale BN. Det 5 hexagonale BN er fortrinsvis behandlet for at fjerne oxygen fra dette.The filling composition 40 shown consists of a cylindrical sleeve 41 of shielding metal to prevent ingress of 30 and remove oxygen. The shielding metal is selected from the group consisting of zirconium, titanium, tantalum, tungsten and molybdenum. Inside the cylindrical shield metal sleeve 41 are arranged a series of subassemblies separated by discs 42 made of a material such as that used for the cylinder. 19. The sub-compositions are protected above and below by means of shielding discs 43 made of titanium, zirconium, molybdenum, tantalum or tungsten. Each sub-assembly thus protected on all sides consists of a larger mass 44 and a smaller mass 46 as well as metal discs 47,48. Each mass 5 UU15 46 consists for a large part of hexagonal BN. The nature and size of the crystals developed by the hexagonal BN can be changed by mixing CBN particles (e.g., 1-10 microns) or "Carbo-loy" carbide powders (1-5 microns) in the hexagonal BN . The hexagonal BN is preferably treated to remove oxygen from it.

Hver masse 44 består af en sintret carbidskive, der fortrinsvis er fremstillet af en blanding af wolframcarbidpulver og koboltpulver.Each mass 44 consists of a sintered carbide disk, preferably made of a mixture of tungsten carbide powder and cobalt powder.

Om ønsket kan der anvendes carbidpulver, der kan sintres, i hvilket 10 tilfælde det sintrede carbid fremstilles in situ under fremstilling af CBN/sintret carbidsammensætningen.If desired, sinterable carbide powder can be used, in which case the sintered carbide is prepared in situ during preparation of the CBN / sintered carbide composition.

Som vist er en af metalskiverne 47, 48 af aluminium, og den anden skive er af kobolt, nikkel eller mangan. Ved at udsætte disse under-sammensætninger for samtidig tryk og temperaturer i det 15 kubisk bornitridstabile område i bornitridfasediagrammet omdannes det hexagonale BN til CBN, der danner en kompakt slidmasse, der er en integrerende del af en sintret carbidunderstøtningsblok for dette.As shown, one of the metal discs 47, 48 is of aluminum, and the other disc is of cobalt, nickel or manganese. By subjecting these sub-compositions to simultaneous pressures and temperatures in the cubic boron nitride-stable region of the boron nitride phase diagram, the hexagonal BN is transformed into CBN, forming a compact wear mass that is an integral part of a sintered carbide support block for this.

Nir stort set rent hexagonalt BN alene anvendes til massen 46 20 har CBN-krystallerne, der danner et lag, der er bundet til det sintrede carbid, en tendens til at have form af slanke dendritter med en diameter på ca. 10-20 mikrometer og en længde pi ca. 50-100 mikrometer. Hvor CBN-krystallerne, der således er dannet, ikke er indbyrdes fastlåset som følge af deres dendritiske karakter, er 25 krystallerne stærkt sammenbundet af metal fra skiverne 47, 48 og fra massen 44.When substantially pure hexagonal BN alone is used for the mass 46 20, the CBN crystals forming a layer bonded to the sintered carbide tend to take the form of slender dendrites having a diameter of approx. 10-20 microns and a length p in approx. 50-100 microns. Where the CBN crystals thus formed are not interlocked due to their dendritic nature, the 25 crystals are strongly bonded by metal from the discs 47, 48 and from the mass 44.

Udseendet af en poleret del af en CBN-kompakt masse, hvor krystallerne er fremkaldt in situ som ifølge den foreliggende opfindelse, afviger fra en poleret del af en CBN-kompakt masse 30 fremstillet af forud-fremstillede CBN-krystaller. I det første tilfælde fremtræder krystallerne som krystaller, der er aflange overvejende i en enkelt retning (søjleformet), og de kan også have forgreningsfremspring (dendritisk). I det sidste tilfælde er krystallerne mere blokformede. I det første tilfælde er således forholdet mellem længde 35 og bredde for krystallerne hovedsagelig større end 1,5:1, medens forholdet mellem længde og bredde i sidstnævnte tilfælde hovedsagelig er mindre end 1,4:1.The appearance of a polished portion of a CBN compact mass, in which the crystals are developed in situ as in accordance with the present invention, differs from a polished portion of a CBN compact mass 30 made from pre-prepared CBN crystals. In the first case, the crystals appear as crystals that are predominantly oblong in a single direction (columnar) and may also have branching projections (dendritic). In the latter case, the crystals are more block shaped. Thus, in the first case, the ratio of length 35 to width of the crystals is substantially greater than 1.5: 1, while in the latter case the ratio of length to width is substantially less than 1.4: 1.

Når findelt stærkt, hårdt krystallinsk materiale (f.eks. CBN, WC, A^Og, SigN^ osv.), a) der forbliver fast ved de benyttede tryk 144415 6 og temperaturer, og b) har en termisk udvidelseskoefficient, der omtrent svarer til værdien for CBN, blandes med hexagonalt BN i nærværelse af sintret carbid eller sintringsdygtigt carbidpulver til dannelse af massen 46, ligger væksten af de CBN-krystaller, der 5 udvikles, i 2-10 mikrometeromrldet (største dimension), og de har en tendens til at være søjleformede eller blokformede. Den krystallinske masse er fri for hulrum, idet mellemrummene mellem CBN-krystallerne er udfyldt med metal og/eller krystallinsk fingods, når dette anvendes. Sammenbinding af krystallerne indbyrdes og til det 10 sintrede carbid skyldes overvejende metal fra de legerende bestanddele i skiverne 47, 48 og fra massen 44 og sintret carbidpulver, når dette anvendes.When finely divided, hard crystalline material (e.g., CBN, WC, A ^ and, SigN ^, etc.), a) stays firm at the pressures and temperatures employed, and b) has a thermal expansion coefficient approximately corresponds to the value of CBN, mixed with hexagonal BN in the presence of sintered carbide or sintered carbide powder to form the mass 46, the growth of the CBN crystals developed is in the 2-10 micrometer range (largest dimension) and they have a tend to be pillar-shaped or block-shaped. The crystalline mass is void-free, the spaces between the CBN crystals being filled with metal and / or crystalline fingodets when used. Bonding of the crystals to each other and to the sintered carbide is predominantly due to metal from the alloying constituents of slices 47, 48 and from the mass 44 and sintered carbide powder when used.

Der er blevet fremstillet sammensatte produkter ud fra et koboltholdigt carbid, selv om opstillingen herfor ikke er vist på 15 tegningen, under anvendelse af en under-sammensætning, der består af en sintret carbidskive med et tyndt aluminium (eller aluminiumlegering) lag eller skive i kontakt med den øverste overflade, idet denne kombination af materialer er dækket med en masse af hexagonalt BN, uden at der er yderligere katalysatormetal tilstede. Det 20 blev konstateret, at kobolt fra det sintrede carbid blev gjort tilgængeligt i en tilstrækkelig mængde i forbindelse med aluminiumlaget eller -skiven til at tilføre det nødvendige katalysatorlegeringssystem. På tilsvarende måde kan pulverformet carbidpulverblanding (carbid plus sintringsmiddel) anvendes i forbindelse med denne 25 opstilling i stedet for det forud sintrede carbid.Composite products have been prepared from a cobalt-containing carbide, although the arrangement thereof is not shown in the drawing, using a sub-composition consisting of a sintered carbide disc with a thin aluminum (or aluminum alloy) layer or disc in contact with the top surface, this combination of materials being covered with a mass of hexagonal BN, with no additional catalyst metal present. It was found that cobalt from the sintered carbide was made available in a sufficient quantity in connection with the aluminum layer or disc to supply the necessary catalyst alloy system. Similarly, powdered carbide powder mixture (carbide plus sintering agent) may be used in connection with this arrangement in place of the pre-sintered carbide.

I tilfælde af den under-sammensætning, der er vist på fig. 2, bliver kobolt fra massen 44 tilgængeligt ved grænsefladen mellem massen 44 og CBN-krystallerne, der er dannet i massen 46, idet det går ind i et komplekst grundmassesystem, der tilvejebringer en 30 udmærket binding mellem det dannede CBN og det sintrede carbid.In the case of the sub-composition shown in FIG. 2, cobalt from mass 44 becomes available at the interface between mass 44 and the CBN crystals formed in mass 46, entering a complex matrix system providing excellent bonding between the CBN formed and the sintered carbide.

Det direkte sammenbindingsforhold, der dannes in situ mellem det nydannede CBN-materiale med meget stor styrke og den væsentligt større masse af underliggende stift understøtningsmateriale, undgår ethvert behov for indskud af et hvilket som helst sammen-35 bindingslag derimellem, såsom f.eks. det der fremkommer ved slaglodning eller lodning. Ved at tilvejebringe et stift ikke-efter-givende understøtningsmateriale i direkte kontakt med det CBN-rige bearbejdningskantområde formindskes forekomsten af brud i CBN-materialet i høj grad og fastgørelsen af det sammensatte produkt til et andet legeme, f.eks. et værktøj s skaft, lettes.The direct bonding relationship formed in situ between the newly formed CBN material of very high strength and the substantially greater mass of underlying rigid support material avoids any need for the insertion of any bonding layer therebetween, such as e.g. that resulting from brazing or brazing. By providing a rigid non-yielding support material in direct contact with the CBN-rich machining edge area, the occurrence of fractures in the CBN material is greatly reduced and the attachment of the composite product to another body, e.g. a tool's shaft is lightened.

144415 7144415 7

Sammensatte produkter, der er fremstillet ifølge den foreliggende opfindelse, er undertiden tilfældigt gået itu under dekom-pression af reaktionsbeholderen for at fjerne produktet. Denne type brud sker i en retning stort set vinkelret pi den lodrette akse for 5 fyldningssammensætningen. I tilfælde af de sammensatte produkter, der er fremstillet med under-sammensætningerne på fig. 2, ligger grænsefladen mellem CBN og det sintrede carbid i denne samme retning. Den høje kvalitet af bindingen ved denne grænseflade ses af det forhold, at bruddet sædvanligvis sker gennem CBN-laget. Kun 10 sjældent forekom der brud ved grænsefladen, og i disse tilfælde var brudoverfladen irregulær, idet den går gennem CBN'et og gennem det sintrede carbid, såvel som langs grænsefladen. Grænsefladen er således almindeligvis stærkere end trækstyrken for CBN-krystal-lerne.Composite products made according to the present invention are sometimes randomly interrupted during decompression of the reaction vessel to remove the product. This type of fracture occurs in a direction substantially perpendicular to the vertical axis of the filling composition. In the case of the composite products made with the sub-compositions of FIG. 2, the interface between the CBN and the sintered carbide lies in this same direction. The high quality of bonding at this interface is seen by the fact that the breakage usually occurs through the CBN layer. Only 10 rarely did fracture occur at the interface, and in these cases the fracture surface was irregular as it passes through the CBN and through the sintered carbide, as well as along the interface. Thus, the interface is generally stronger than the tensile strength of the CBN crystals.

15 Mikroskopisk (300X) undersøgelse af de polerede kanter på sammensatte produkter, der er formet til værktøjsindsatse, har påvist årsagerne til denne usædvanlig stærke grænsefladebinding.Microscopic (300X) examination of the polished edges of composite products formed for tool inserts has revealed the causes of this unusually strong interface bonding.

Ved "god binding" viser CBN-kornene ved grænsefladen (ved 300X forstørrelse) sig enten at være i direkte kontakt med det sintrede 20 carbid, eller at der er et tyndt reaktionslag anbragt mellem CBN-kornene og det sintrede carbid. Ethvert tilstedeværende reaktionslag er mindre end 10 mikrometer tykt, hvilket viser, at under alle omstændigheder sker der minimal sprængning af og angreb på den sintrede carbidstruktur. Grænsefladen er fri for hulrum og 25 er irregulær i mikrometermålestoksforholdet (1-100μ) som følge af, at CBN'et er presset ind i det sintrede carbid og/eller som følge af bevægelsen af plastisk deformeret sintret carbid ind i mellemrummene mellem nærliggende CBN-krystaller. Denne type og kvalitet af sammenlåset grænseflade er klart uopnåelig ved lodning af en forud 30 fremstillet CBN-kompakt masse til en sintret carbidskive.By "good bonding" the CBN grains at the interface (at 300X magnification) are found either to be in direct contact with the sintered 20 carbide or that a thin reaction layer is disposed between the CBN grains and the sintered carbide. Any reaction layer present is less than 10 microns thick, which shows that in any case, there is minimal bursting and attack on the sintered carbide structure. The interface is void free and 25 is irregular in the micrometer scale ratio (1-100µ) due to the CBN being pressed into the sintered carbide and / or due to the movement of plastic deformed sintered carbide into the spaces between adjacent CBNs. crystals. This type and quality of interlocked interface is clearly unattainable by soldering a pre-made CBN compact mass to a sintered carbide disk.

Ved fremstillingen af værktøjsindsatse ved hjælp af den foreliggende fremgangsmåde anbringes fyldningssammensætningen 40 i apparatet 10, der tilføres tryk, og systemet opvarmes derefter. De temperaturer, der benyttes, ligger i området fra ca. 1300-1600°C i 35 tidsrum på over 3 minutter for at sintre carbid/koboltblandingen, medens systemet samtidig udsættes for meget høje tryk, f.eks. af størrelsesordenen 50 kilobar for at sikre termodynamisk stabile 8 144415 betingelser til dannelsen af CBN ud fra hexagonalt BN. Ved 1300°C skal det mindste tryk være ca. 40 kb, og ved 1600°C skal det mindste tryk være ca. 50 kb.In the manufacture of tool inserts by the present method, the filling composition 40 is placed in the apparatus 10 which is applied to pressure and the system is then heated. The temperatures used range from approx. 1300-1600 ° C for 35 periods of more than 3 minutes to sinter the carbide / cobalt mixture while simultaneously subjecting the system to very high pressures, e.g. of the order of 50 kilobars to ensure thermodynamically stable conditions for the formation of CBN from hexagonal BN. At 1300 ° C the minimum pressure should be approx. 40 kb and at 1600 ° C the minimum pressure should be approx. 50 kb.

Carbidpulveret, der anvendes enten til at fremstille en 5 forudsintret masse 44 eller som selve massen 44, er fortrinsvis et wolframcarbidformpulver (blanding af carbidpulver og koboltpulver), der er kommercielt tilgængeligt med partikelstørrelser fra 1 til 5 mikrometer. Wolframcarbidet kan, hvis dette ønskes, erstattes helt eller delvis af enten eller bide titaniumcarbid og tantalcarbid. Da 10 der har været gjort nogen anvendelse af nikkel og jern ved sammenbindingen af carbider, kan materialet til tilvejebringelse af metalbindingen i det cementerede carbid udvælges indenfor den gruppe, der består af kobolt, nikkel, jern og blandinger af disse.The carbide powder used either to produce a 5 pre-sintered mass 44 or as the mass itself 44 is preferably a tungsten carbide mold powder (mixture of carbide powder and cobalt powder) commercially available with particle sizes from 1 to 5 micrometers. The tungsten carbide can, if desired, be replaced in whole or in part by either biting titanium carbide and tantalum carbide. Since there has been some use of nickel and iron in the bonding of carbides, the material for providing the metal bond in the cemented carbide can be selected within the group consisting of cobalt, nickel, iron and mixtures thereof.

Kobolt foretrækkes imidlertid som metalsammenbindingsmaterialet.However, cobalt is preferred as the metal bonding material.

15 Aluminiumlegeringer af Co og Ni fungerer som katalysatoropløsningsmidler for CBN-syntese ved fremstilling af de CBN/sintret carbid-sammensatte produkter til værktøjer. Sammensætningen af carbid-formpulvere, der er anvendelige ved den praktiske gennemførelse af den foreliggende opfindelse, kan bestå af blandinger, der indeholder 20 ca. 75-97 vægtprocent carbid og ca. 3-25 vægtprocent kobolt.15 Aluminum alloys of Co and Ni act as catalyst solvents for CBN synthesis in the manufacture of the CBN / sintered carbide composite products for tools. The composition of carbide mold powders useful in the practice of the present invention may consist of mixtures containing about 20%. 75-97% by weight carbide and approx. 3-25% by weight of cobalt.

I de følgende eksempler, hvor der henvises til resultaterne af en slidprøve, bestod denne prøve i at presse en stang af "René 41" (nikkelbaseret superlegering) med en diameter pi 3,2 mm, der roterer med en hastighed på 2000 omdrejninger pr. minut mod 25 CBN-laget på CBN/sintret carbidsammensætningen. Dybden af slidsporet, der er tilvejebragt i CBN-laget, blev målt og registreret.In the following examples, referring to the results of a wear test, this test consisted of pressing a rod of "Rene 41" (nickel-based super alloy) having a diameter of 3.2 mm rotating at a speed of 2000 rpm. per minute against the 25 CBN layer on the CBN / sintered carbide composition. The depth of the wear groove provided in the CBN layer was measured and recorded.

EKSEMPEL IIIEXAMPLE III

En Mo-cylinder (diameter 6,4 mm) blev fyldt med en blanding af 30 "jet-milled" CBN-krystaller (1-10μ, 0,017 g), hexagonalt BN (0,050 g) og NiAI3 (30μ partikler, 0,013 g) under en skive (tykkelse 1,3 mm) af kvalitet "883 Carboloy"-sintret carbid. Før fyldningen i Mo-cylinderen blev ovennævnte blanding opvarmet i NH^ ved 820°C i 1 time. Sammensætningen blev samtidig udsat for et tryk på 55 kb 35 og en temperatur på 1550°C i 69 minutter. Der blev dannet et sammensat produkt, og i massen, der er fastgjort til carbidskiven, konstateredes det, at der var tilvejebragt en intim blanding af metal og CBN-korn. CBN-kornene var hovedsagelig mindre end 40 mikrometer. Det sammensatte produkt kunne bibringes en god polering. Slidprøvesporet havde en dybde på 0,023 mm.A Mo cylinder (6.4 mm diameter) was filled with a mixture of 30 "jet-milled" CBN crystals (1-10µ, 0.017g), hexagonal BN (0.050g) and NiAI3 (30µ particles, 0.013g) under a slab (thickness 1.3 mm) of quality "883 Carboloy" sintered carbide. Prior to filling the Mo cylinder, the above mixture was heated in NH 2 at 820 ° C for 1 hour. At the same time, the composition was subjected to a pressure of 55 kb 35 and a temperature of 1550 ° C for 69 minutes. A composite product was formed, and in the mass attached to the carbide disk, it was found that an intimate mixture of metal and CBN grain was provided. The CBN grains were mainly smaller than 40 micrometers. The composite product could provide good polishing. The wear test groove had a depth of 0.023 mm.

U4Å15 9U4Å15 9

EKSEMPEL IVEXAMPLE IV

En Mo-cylinder (0,05 mm tyk x 6,4 mm i diameter) blev fyldt med en blanding af pulvere bestående af hexagonalt BN (0,051 g) 2 kvalitet "883 Carboloy"-pulver (0,Q33g), aluminium (0,005g) og nikkel (0,010 g) under en skive (med tykkelse 1,3 mm) af kvalitet "883 Carboloy"-sintert carbid. Sammensætningen blev samtidig udsat for et tryk på 54 kb og en temperatur på 1500°C i 124 minutter. Der opnåedes et sammensat legeme, hvori en stærk masse af CBN-korn ^ var blevet dannet, og spm var udmærket bundet til carbidskiven. CBN-kornene havde en tendens til at være søjleformede, men meget mindre end ved forsøg, der mangler carbidpulvertilsætningen. CBN-kornene var kraftigt fastholdt i en metalgrundmasse. Slid-prøvesporet havde en dybde på 0,013 mm.A Mo cylinder (0.05 mm thick x 6.4 mm in diameter) was filled with a mixture of powders consisting of hexagonal BN (0.051 g) 2 grade "883 Carboloy" powder (0, Q33g), aluminum (0.005 g) and nickel (0.010 g) under a slice (thickness 1.3 mm) of quality "883 Carboloy" sintered carbide. At the same time, the composition was subjected to a pressure of 54 kb and a temperature of 1500 ° C for 124 minutes. A composite body was obtained in which a strong mass of CBN grain ^ had been formed and the spm was well bonded to the carbide disk. The CBN grains tended to be columnar but much smaller than in experiments lacking the carbide powder addition. The CBN grains were strongly retained in a metal matrix. The wear test groove had a depth of 0.013 mm.

1515

EKSEMPEL VEXAMPLE V

En Zr-cylinder (0,05 mm tyk x 8,9 mm i diameter) blev fyldt med en pulverformet blanding bestående af hexagonalt BN (0,100g) og NiAlg (0,02Qg), hvorover der blev anbragt en skive (2,9 mm tyk) 2Q af kvalitet "883 Carbo!oy"-sintret carbid. Forud for indføringen i Zr-pylinderen var den pulverformede blanding blevet koldpresset på pilleform og opvarmet i NHg ved 900°C i 1 time.A Zr cylinder (0.05 mm thick x 8.9 mm in diameter) was filled with a powdery mixture of hexagonal BN (0.100g) and NiAlg (0.02Qg) over which a disc (2.9 mm thick) 2Q of quality "883 Carboil" sintered carbide. Prior to insertion into the Zr cylinder, the powdered mixture had been cold pressed on pill form and heated in NHg at 900 ° C for 1 hour.

Sammensætningen blev samtidig udsat for et tryk på 54 kb og en temperatur på 1500°C i 62 minutter. Det konstateredes, at der „c havde udviklet sig små klumper af CBN på carbidskiven fra hexagonal BN/NiAlg-blandingen.At the same time, the composition was subjected to a pressure of 54 kb and a temperature of 1500 ° C for 62 minutes. It was found that "c" had developed small lumps of CBN on the carbide disk from the hexagonal BN / NiAlg mixture.

EKSEMPEL VIEXAMPLE VI

En Mo-cylinder (0,05 mm tyk x 6,4 mm i diameter) blev fyldt 2q med en pulverformet blanding (der kan passere et net med 128 masker pr. cm) bestående af hexagonalt BN (0,050 g), Co (0,012g), W (0,003g), Al (0,003g) under en skive (1,3 mm tyk) af kvalitet "883 Carboloy"-sintret carbid. Sammensætningen blev samtidig udsat for et tryk på 54 kb og en temperatur på 1460°C i 120 minutter. Der ^ opnåedes en sintret stærk sammensat masse, der polerede godt.A Mo cylinder (0.05 mm thick x 6.4 mm in diameter) was charged 2q with a powdery mixture (capable of passing a mesh of 128 meshes per cm) consisting of hexagonal BN (0.050 g), Co (0.012 g), W (0.003g), Al (0.003g) under a slice (1.3 mm thick) of quality "883 Carboloy" sintered carbide. The composition was simultaneously subjected to a pressure of 54 kb and a temperature of 1460 ° C for 120 minutes. A sintered strong composite mass was obtained which polished well.

CBN-delen bestod af små korn (f.eks. mindre end 30 mikrometer) af CBN med tynde metallag mellem disse. Slidprøvesporet havde en dybde på 0,010 mm).The CBN portion consisted of small grains (e.g., less than 30 microns) of CBN with thin metal layers between them. The wear test groove had a depth of 0.010 mm).

14441B14441B

τοτο

EKSEMPEL VIIEXAMPLE VII

Εη Mo-cylinder (8,9 mm i diameter) blev fyldt med en blanding af pulvere bestående af hexagonalt BN (0,100g), fv^Alg (0,010g) og Mo (0,007g) under en skive (3mm tyk) af kvalitet "883-Carboloy"-5 sintret carbid. Pulverne var blevet koldpresset pi pilleform og opvarmet i hydrogen ved 800°C i 1 time, før de blev indført i Mo-cylinderen. Sammensætningen blev samtidig udsat for et tryk på 55 kb og en temperatur på 1500°C i 70 minutter. Der opnåedes et sammensat produkt, hvor en stærk, hård masse hæftede til carbidet.Εη Mo cylinder (8.9 mm in diameter) was filled with a mixture of powders consisting of hexagonal BN (0.100g), fv ^ Alg (0.010g) and Mo (0.007g) under a slab (3mm thick) of quality "883-Carboloy" -5 sintered carbide. The powders had been cold pressed in pill form and heated in hydrogen at 800 ° C for 1 hour before being introduced into the Mo cylinder. At the same time, the composition was subjected to a pressure of 55 kb and a temperature of 1500 ° C for 70 minutes. A composite product was obtained in which a strong, hard mass adhered to the carbide.

10 Det sammensatte produkt polerede udmærket. Den hårde masse består af fine CBN-krystaller i en metalgrundmasse.10 The composite product polished very well. The hard mass consists of fine CBN crystals in a metal matrix.

EKSEMPEL VIIIEXAMPLE VIII

Et indeslutningsorgan bestående af en Mo-muffe (0,025 mm tyk 15 x 6,4 mm i diameter) sammen med en Mo-skive (0,05 mm tyk) blev fyldt med en Ni-skive (0,034g), en Al-skive (0,004g), der grænser op til nikkelskiven, en skive (1,3mm tyk) af kvalitet “883 Carboloy"-sintret carbid og en blanding bestående af hexagonalt BN (0,025g) samt CBN-krystaller (1-10μ, 0,025 g) anbragt som en masse mellem 20 den sintrede carbidskive og de to metalskiver. Sammensætningen blev samtidig udsat for et tryk på 55 kb og en temperatur på 1550°C i 60 minutter. Der opnåedes et sammensat produkt bestående af en hård masse, der er fastbundet til carbidlaget. Den hårde masse består af CBN-krystaller med nogen søjleform, der fastholdes i en metal-25 grundmasse. Slidprøvesporet havde en dybde på 0,030 mm.A containment member consisting of a Mo sleeve (0.025 mm thick 15 x 6.4 mm diameter) together with a Mo slice (0.05 mm thick) was filled with a Ni slice (0.034g), an Al slice (0.004g) bordering the nickel disk, a slice (1.3mm thick) of quality “883 Carboloy” sintered carbide and a mixture of hexagonal BN (0.025g) and CBN crystals (1-10µ, 0.025g ) placed as a mass between 20 the sintered carbide disk and the two metal discs, the composition was simultaneously subjected to a pressure of 55 kb and a temperature of 1550 ° C for 60 minutes, a composite product consisting of a hard bonded solid was obtained The hard mass consists of CBN crystals of any column shape that are retained in a metal 25. The wear test groove had a depth of 0.030 mm.

Der henvises nu til de sammensatte værktøjsindsatse, der er vist på fig. 3, 5 og 6, idet det ved fremstilling af disse ikke-cirku-lære emner er nødvendigt med en modificeret udformning af saltforingen 21 og propperne 22, 22'. Den opbygning, der passer i 30 opvarmningsrøret 20, kan således være udformet som en række cylindriske blokke i stablet samvirkende opstilling for at tilvejebringe forme, der kan fyldes med et forud formet sintret carbidlegeme 52 (eller med pulverbestanddelene for dette), en masse 53 af hexagonalt BN (eller hexagonalt BN samt CBN fingods) eller hexagonalt BN samt 35 carbidpulverblanding og legeringssystemet. Som eksempel er saltblokken 21a på fig. 7 forsynet med en udsparing 54, der svarer til formen for den ønskede værktøjsindsats, idet der er taget hensyn til tykkelsen af den beskyttende metalafskærmning 56. Udsparingen 54 er foret med metal 56 som vist, og masserne 52 og 53 er på 11 U4415 passende mide anbragt heri. Katalysatorsystemet for massen 53 kan tilføres som en pulverformet blanding af aluminium, og den legerende bestanddel herfor (der er udvalgt blandt den gruppe, der består af Co, Ni og Mn) afbrudt af det hexagonale BN eller som skiver (ikke 5 vist) ved en ydre overflade pi massen 53. Lågsaltblokken 21b er forsynet med udsparinger for at åbne plads for lågpladen 57, der kompletterer den beskyttende metalindeslutning for pulveret og fortrinsvis en reserveblok af sintret carbid SC for at formindske punktering af det beskyttende metallag 57. En række sådanne 10 samvirkende par af saltblokke, såsom 21a, 21b kan anvendes med det nævnte indhold.Reference is now made to the composite tool inserts shown in FIG. 3, 5 and 6, in the preparation of these non-circular blanks, a modified design of the salt liner 21 and plugs 22, 22 'is required. Thus, the structure fitting in the heating tube 20 may be formed as a series of cylindrical blocks in stacked cooperative arrangement to provide molds which can be filled with a pre-formed sintered carbide body 52 (or with the powder components thereof), a mass 53 of hexagonal BN (or hexagonal BN and CBN fingods) or hexagonal BN as well as the carbide powder mixture and the alloy system. By way of example, the salt block 21a in FIG. 7 is provided with a recess 54 corresponding to the shape of the desired tool insert, taking into account the thickness of the protective metal shield 56. The recess 54 is lined with metal 56 as shown and the masses 52 and 53 are of suitable size. placed herein. The catalyst system for the mass 53 can be supplied as a powdery mixture of aluminum and the alloying component thereof (selected from the group consisting of Co, Ni and Mn) interrupted by the hexagonal BN or as slices (not shown) by a outer surface of the mass 53. The low salt block 21b is provided with recesses to open space for the cover plate 57 which completes the protective metal enclosure for the powder and preferably a sintered carbide SC reserve block to reduce puncturing of the protective metal layer 57. A number of such cooperatively pairs of salt blocks such as 21a, 21b may be used with said content.

I den sammensatte værktøjsindsatskonstruktion 60, der er vist på fig. 3, er begge overflader 61 og 62 på det cementerede carbid 63 og den CBN-kompakte masse 64 forsynet med en hældning (fig. 4) 15 for at lette indstilling af CBN-skærekanterne på det CBN-kompakte emne 64 i forhold til arbejdsemnet.In the composite tool insert assembly 60 shown in FIG. 3, both surfaces 61 and 62 of the cemented carbide 63 and the CBN compact mass 64 are inclined (Fig. 4) 15 to facilitate alignment of the CBN cutting edges of the CBN compact blank 64 relative to the workpiece.

Ved udformning af de tynde lag 71, 81 af konsolideret CBN i de værktøjsindsatskonstruktioner 72, 82, der er vist på fig. 5 og 6, er laget af CBN på de sintrede carbidlegemer henholdsvs 73, 83 20 begrænset til en maksimal tykkelse på ca. 1,5 mm og en mindstetyk-kelse på ca. 0,025 mm, selv om muligheden eksisterer for at fremstille sådanne lag i tykkelser på op til ca. 2,0 mm. Hensigten med bevidst at gøre disse lag 71, 81 meget tynde er, at a) fremstille CBN-lagene 71, 81 som spånbrydeoverflader og b) gøre det lettere at 25 skærpe værktøjsindsatsene 72, 82. Ideelt set er sammenhænget mellem egenskaberne af CBN-laget og det cementerede carbid således, at kanten på CBN-laget vil blive slidt bort lidt langsommere end det cementerede carbid. Når dette er tilfældet, vil en ringe del af CBN-laget fortsat rage frem fra det cementerede carbidlegeme og 30 tilvejebringe en skærekant, og mængden af anvendt CBN vil svare til værktøjets levetid.In designing the thin layers 71, 81 of the consolidated CBN in the tool insert structures 72, 82 shown in FIG. 5 and 6, the layer of CBN on the sintered carbide bodies, respectively, 73, 83 20 is limited to a maximum thickness of approx. 1.5 mm and a minimum thickness of approx. 0.025 mm, although the possibility exists of making such layers in thicknesses up to approx. 2.0 mm. The intention of deliberately making these layers 71, 81 very thin is that a) produce the CBN layers 71, 81 as chip break surfaces and b) facilitate the sharpening of the tool inserts 72, 82. Ideally, the relationship between the properties of the CBN layer and the cemented carbide such that the edge of the CBN layer will wear away slightly more slowly than the cemented carbide. When this is the case, a small portion of the CBN layer will continue to protrude from the cemented carbide body and provide a cutting edge and the amount of CBN used will correspond to the tool life.

Efter gennemførelse af højtemperatur-højtryksbehandlingen formindskes først temperaturen og derefter trykket. Ved tilvejebringelsen af værktøjsindsatsmasserne forbliver det beskyttende 35 afskærmningsmetal fastbundet til disses udvendige overflader. Blotlæggelsen af de ønskede overflader på den sammensatte værktøjsindsats opnås ved blot at bortslibe den beskyttende afskærmning.After completing the high-temperature high-pressure treatment, the temperature is first reduced and then the pressure. In providing the tool insert masses, the protective shield metal remains bonded to their external surfaces. The exposure of the desired surfaces to the composite tool insert is achieved by simply abrasive the protective shield.

Specielle egenskaber kan bibringes CBN-laget ved indføring af wolfram i systemet. Dette kan gennemføres bevidst i form af 12 UU15 wolframmetal eller som wolframcarbidtilsætning til hexagonalt BN-indholdet.Special properties can be imparted to the CBN layer by introducing tungsten into the system. This can be done deliberately in the form of 12 UU15 tungsten metal or as tungsten carbide addition to the hexagonal BN content.

Det er klart, at sammensatte produkter, der er fremstillet ved den praktiske gennemførelse af den foreliggende opfindelse, 5 sædvanligvis vil være forbundet med et større legeme, f.eks. et værktøjsskaft eller skær på bor til fremføring mod det materiale, der skal behandles.It is to be understood that composite products made by the practice of the present invention will usually be associated with a larger body, e.g. a tool shank or cutter on drill bit for advancing against the material to be treated.

DK327472A 1971-07-01 1972-06-30 PROCEDURE FOR MANUFACTURING A MATERIAL CONTAINING CUBIC BORN NITRID DK144415C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15871071A 1971-07-01 1971-07-01
US15871071 1971-07-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DK144415B true DK144415B (en) 1982-03-08
DK144415C DK144415C (en) 1982-08-16

Family

ID=22569359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK327472A DK144415C (en) 1971-07-01 1972-06-30 PROCEDURE FOR MANUFACTURING A MATERIAL CONTAINING CUBIC BORN NITRID

Country Status (13)

Country Link
JP (1) JPS5517000B2 (en)
AT (1) AT352078B (en)
BE (1) BE785770A (en)
CA (1) CA982541A (en)
CH (1) CH573867A5 (en)
DE (1) DE2232225C3 (en)
DK (1) DK144415C (en)
FR (1) FR2143954B1 (en)
GB (1) GB1391665A (en)
IT (1) IT956917B (en)
NL (1) NL174714C (en)
SE (2) SE393588B (en)
ZA (1) ZA724056B (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE805525A (en) * 1972-10-02 1974-04-01 Vnii Abrazivov EXTRA-HARD COMPOSITE MATERIAL BASED ON CUBIC BORON NITRIDE AND PROCESS FOR OBTAINING THIS MATERIAL
IN150013B (en) * 1977-07-01 1982-06-26 Gen Electric
JPS5860604A (en) * 1981-10-01 1983-04-11 Komatsu Ltd Synthesis of cubic boron nitride
US5043120A (en) * 1988-11-10 1991-08-27 The General Electric Company Process for preparing polycrystalline CBN ceramic masses
US9808544B2 (en) 2005-08-31 2017-11-07 Ultraviolet Sciences, Inc. Ultraviolet light treatment chamber
JP5613970B2 (en) * 2011-03-30 2014-10-29 三菱マテリアル株式会社 Method for synthesizing cubic boron nitride and method for producing sintered cubic boron nitride
WO2020096038A1 (en) * 2018-11-08 2020-05-14 国立大学法人群馬大学 Particle group measurement device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3192015A (en) 1963-04-01 1965-06-29 Gen Electric Growth of large cubic form of boron nitride crystals

Also Published As

Publication number Publication date
DE2232225B2 (en) 1981-04-16
SE7600140L (en) 1976-01-08
NL174714C (en) 1984-08-01
ATA571272A (en) 1979-02-15
SE418962B (en) 1981-07-06
FR2143954A1 (en) 1973-02-09
JPS5517000B2 (en) 1980-05-08
NL7208866A (en) 1973-01-03
ZA724056B (en) 1973-03-28
CH573867A5 (en) 1976-03-31
DE2232225C3 (en) 1982-02-04
AT352078B (en) 1979-08-27
GB1391665A (en) 1975-04-23
CA982541A (en) 1976-01-27
BE785770A (en) 1972-11-03
DE2232225A1 (en) 1973-01-18
JPS4818200A (en) 1973-03-07
SE393588B (en) 1977-05-16
FR2143954B1 (en) 1977-08-26
IT956917B (en) 1973-10-10
DK144415C (en) 1982-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3767371A (en) Cubic boron nitride/sintered carbide abrasive bodies
US3743489A (en) Abrasive bodies of finely-divided cubic boron nitride crystals
US3918219A (en) Catalyst systems for synthesis of cubic boron nitride
DK155659B (en) COMPOSITION BODIES FOR GRINDING OR FOR CUTTING TOOLS AND PROCEDURES FOR MANUFACTURING THE SAME
US3912500A (en) Process for producing diamond-metallic materials
US4016736A (en) Lubricant packed wire drawing dies
US4518659A (en) Sweep through process for making polycrystalline compacts
US3871840A (en) Abrasive particles encapsulated with a metal envelope of allotriomorphic dentrites
USRE32380E (en) Diamond tools for machining
US4807402A (en) Diamond and cubic boron nitride
US3469976A (en) Isostatic hot pressing of metal-bonded metal carbide bodies
CA1136429A (en) Abrasive compacts
US4260397A (en) Method for preparing diamond compacts containing single crystal diamond
US5512235A (en) Supported polycrystalline compacts having improved physical properties and method for making same
EP0019824B1 (en) Polycrystalline diamond body and method of making same
US3982911A (en) Process for the preparation of a composite cubic boron nitride layer abrasive body
CA1128324A (en) Composite compact methods of making and cutting with same
US4797241A (en) Method for producing multiple polycrystalline bodies
US3745623A (en) Diamond tools for machining
US4789385A (en) Thermally stable diamond abrasive compact body
US4142869A (en) Compact-grained diamond material
JPS6213306B2 (en)
JPS6213307B2 (en)
JPS6124360B2 (en)
IE52867B1 (en) Diamond and cubic boron nitride abrasive compacts using size selective abrasive particle layers

Legal Events

Date Code Title Description
PBP Patent lapsed