DK152098B - Vaerktoejskomponent, specielt til skaere-, bore- og spaantagningsvaerktoej, og fremgangsmaade til fremstilling heraf. - Google Patents
Vaerktoejskomponent, specielt til skaere-, bore- og spaantagningsvaerktoej, og fremgangsmaade til fremstilling heraf. Download PDFInfo
- Publication number
- DK152098B DK152098B DK072878AA DK72878A DK152098B DK 152098 B DK152098 B DK 152098B DK 072878A A DK072878A A DK 072878AA DK 72878 A DK72878 A DK 72878A DK 152098 B DK152098 B DK 152098B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- particles
- diamond
- tool component
- sintering aid
- bonded
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 4
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 66
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 64
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 61
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 40
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 25
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 17
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 12
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 11
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 10
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 9
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 7
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 208000031872 Body Remains Diseases 0.000 claims 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 27
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 23
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 8
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 6
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 4
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- KUBDPQJOLOUJRM-UHFFFAOYSA-N 2-(chloromethyl)oxirane;4-[2-(4-hydroxyphenyl)propan-2-yl]phenol Chemical compound ClCC1CO1.C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 KUBDPQJOLOUJRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001875 Ebonite Polymers 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910002065 alloy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 1
- XXBDWLFCJWSEKW-UHFFFAOYSA-N dimethylbenzylamine Chemical compound CN(C)CC1=CC=CC=C1 XXBDWLFCJWSEKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- -1 methyl anhydride Chemical class 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000952 spleen Anatomy 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/06—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
- B01J3/062—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies characterised by the composition of the materials to be processed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/04—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
- B24D3/06—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic metallic or mixture of metals with ceramic materials, e.g. hard metals, "cermets", cements
- B24D3/10—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic metallic or mixture of metals with ceramic materials, e.g. hard metals, "cermets", cements for porous or cellular structure, e.g. for use with diamonds as abrasives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped 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
- C04B35/58—Shaped 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
- C04B35/583—Shaped 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
- C04B35/5831—Shaped 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
- C22C1/051—Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2203/00—Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
- B01J2203/06—High pressure synthesis
- B01J2203/0605—Composition of the material to be processed
- B01J2203/062—Diamond
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2203/00—Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
- B01J2203/06—High pressure synthesis
- B01J2203/0605—Composition of the material to be processed
- B01J2203/0645—Boronitrides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2203/00—Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
- B01J2203/06—High pressure synthesis
- B01J2203/065—Composition of the material produced
- B01J2203/0655—Diamond
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2203/00—Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
- B01J2203/06—High pressure synthesis
- B01J2203/065—Composition of the material produced
- B01J2203/066—Boronitrides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2203/00—Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
- B01J2203/06—High pressure synthesis
- B01J2203/0675—Structural or physico-chemical features of the materials processed
- B01J2203/0685—Crystal sintering
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Drilling Tools (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
DK 152098 B
Opfindelsen angår en værktøj s komponent, specielt til skære-, bore- og spåntagningsværktøj, med slibende partikler af diamant eller kubisk bornitrid, et metallisk sintringshjælpemiddel og tomme porer.
5 I beskrivelsen til US patent nr. 3.745.623 beskrives et dia- mantkompositmateriale, der omfatter en masse af poiykrystallinsk diamant, i hvilken i alt væsentligt alle diamantpartikler er bundet til hinanden, og som integralt er bundet til en sintret carbidmasse. Bindingen af diamanterne til hinanden og bindingen af diamantmassen 10 til carbidunderlaget frembringes under højtemperatur/højtryksforhold (HT/HP-teknologi) i det stabile diamantområde, hvorved bindemetallet i det sintrede carbid gøres tilgængelig for begge masser til fremkaldelse af den nævnte binding af diamantpartiklerne og de to masser. Bindings/katalysator-metallet bliver tilbage i begge masser i 15 den således dannede integrate kompositenhed.
I beskrivelsen til US patent nr. 3.609.818 beskrives der apparatur (reaktionsbeholdere) af en type, som er anvendelig til udøvelse af de HT/HP-forhold, som anvendes ifølge ovennævnte US patentskrift nr. 3.745.623.
20 Det ifølge ovennævnte patentskrifter fremstillede diamantkom- positmateriale har imidlertid begrænset anvendelighed som følge af, at det nedbrydes termisk ved temperaturer over ca. 700°C.
I beskrivelsen til US patent nr. 3.767.371, der angår en parallel opfindelse til den i beskrivelsen til US patent nr. 3.745.623 25 beskrevne, beskrives der en anvendelse af kubisk bornitrid (CBN) som slibende partikler i stedet for diamant. I beskrivelsen til US patent nr. 3.743.489, der er en parallel til US patent nr. 3.767.371, beskrives der en anvendelse af aluminiumlegeringer til forbedring af bindingsmekanismen i CBN-kompositmaterialet.
30 Også de ifølge sidstnævnte to US patentskrifter fremstillede kompositmaterialer har imidlertid begrænset anvendelighed som følge af, at de nedbrydes termisk ved temperaturer over ca. 700°C.
Ovennævnte kendte kompositmaterialer er derfor uegnet til fremstilling af værktøjskomponenter, som kræver binding af kom-35 positmateriale til en bærer ved hjælp af et loddemateriale med et smeltepunkt nær ved eller over kompositmaterialets varmenedbryd-ningspunkt, eller som kræver faststøbning af kompositmaterialet i en slidbestandig matrix med højt smeltepunkt, således som det er almindeligt anvendt i forbindelse med overfladehærdnede klippebore- 2
DK 152098 B
kroner.
Disse mangler ved kompositmaterialerne Ifølge den kendte teknik afhjælpes imidlertid med den foreliggende opfindelse, ifølge hvilken der er tilvejebragt værktøjskomponenter, specielt til skære-, bore-5 og spåntag n in g svær ktøj, som tåler udsættelse for langt højere temperaturer pi helt op til 1200-1300°C uden termisk nedbrydning af betydning, jvf. nærmere herom side 5, linie 7-19 i nærværende beskrivelse.
Dette opnås med værktøjskomponenten af den indledningsvis 10 angivne art, nir den ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at de slibende partikler er selvbundne og udgør 70-95 volumenprocent af værktøjskomponenten, at det metalliske sintringshjælpemiddel, som tjener til at sammenbinde de selvbundne partikler, udgør 0,05-3 volumenprocent af værktøjskomponenten, og at de tomme porer, der 15 afgrænses af de selvbundne partikler, er fordelt i værktøjskom ponenten med en indbyrdes forbundet struktur, hvilke porer udgør 5-30 volumenprocent af værktøjskomponenten.
I en udførelsesform er et lag af selvbundne slibende partikler bundet til et underlag af sintret hårdmetal.
20 Opfindelsen angår også en fremgangsmåde til fremstilling af en værktøjskomponent ifølge opfindelsen, ved hvilken fremgangsmåde a) . en, masse af diamantpartikler eller partikler, der består af kubisk bornitrid, og en masse af metallisk sintringshjælpemiddel for den pågældende partikelmasse indføres i en 25 reaktionsbeholder, b) reaktionsbeholderen med indhold samtidig udsættes for temperaturer i området 1200-2000°C og tryk på over 40 kilobar, c) varmetilførslen til reaktionsbeholderen bringes ti! ophør, 30 og trykket reduceres, og d) det under fremgangsmådetrinnene a) til c) dannede slibe legeme, som består af de direkte til hinanden bundne partikler og det metalliske sintringshjælpemiddel, der er trængt ind mellem partiklerne, fjernes fra reaktionsbe- 35 holderen, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at det metalliske sintringshjælpemiddel, som er blevet indført i legemet, fjernes fra dette, indtil der tilbage i legemet er en andel på 0,05-3 volumenprocent af legemet.
3
DK 152098 B
I trin b) skal udtrykket "samtidig" angive, at højtryks/høj-temperaturforholdene findes eller optræder samtidig, men udtrykket indebærer ikke, at tidspunkterne for initiering eller afslutning af højtryks- og højtemperaturbetingelserne er sammenfaldende (hvilket 5 dog kan være tilfældet).
“Sintringshjælpemiddel" benyttes i den foreliggende sammenhæng til at betegne materialer, som er katalysatorer for diamant som nærmere angivet i det følgende/ og/elJer som fremmer sintringen af CBN, som nærmere angivet i det følgende. Den mekanisme (katalyse 10 eller andet), hvorved sintringshjælpemidlerne fremmer selvbindingen af CBN, kendes ikke.
Med den foreliggende opfindelse tilvejebringes således en værktøjs komponent omfattende en kompakt masse, som i alt væsentligt består af selvbundne slibepartikler med et netværk af indbyrdes 15 forbundne porer fordelt i massen. Kompaktmaterialet frembringes ved at sammenbinde en masse af slibepartikler til et selvbundet legeme ved anvendelse af et sintringshjælpemiddel ved højt tryk og høj temperatur. Det ved højt tryk og høj temperatur dannede legeme indeholder de selvbundne partikler og sintringshjælpemidlet (f.eks.
20 kobolt eller koboltlegeringer), som gennemtrænger legemet. Det gennemtrængende materiale fjernes derefter f.eks. ved neddykning af legemet i et bad af kongevand. Det har vist sig, at fjernelse af stort set alt det gennemtrængende materiale giver et kompaktmateriale af slibepartikler med betydelig forbedret modstandsdyg-25 tighed over for termisk nedbrydning ved høje temperaturer.
Foretrukne udførelsesformer for trin a)-d) i ovennævnte fremgangsmåde til fremstilling af en værktøjskomponent af diamantpartikler, er beskrevet nærmere i beskrivelsen til US patent nr. 3.745.623 og nr. 3.609.818.
30 I korthed omhandler disse patentskrifter fremstilling af diamant- kompaktmaterialer ved højtryks/højtemperatur-behandling, hvorved varme, sammentrykkede diamantpartikler gennemtrænges af et katalytisk materiale ved aksial eller radial gennemledning af materialet mellem diamantpartiklerne. Ved gennemledningen opnås 35 katalyseret sintring af diamantpartiklerne, hvilket fører til en vidtgående diamant/diamant-binding. Ifølge beskrivelsen til US patent nr. 2.947.609 og nr. 2.947.610 vælges det katalytiske materiale blandt (1) et katalytisk metal på usammensat form valgt blandt gruppe VIII-metaller, Cr, Mn, Ta, (2) en blanding af legerbare metaller 4
DK 152098 B
af det eller de katalytiske metaller og et eller flere ikke-katalytiske metaller, (3) en legering af mindst 2 af de katalytiske metaller og (4) en legering af det eller de katalytiske metaller og et eller flere ikke-katalytiske metaller. Kobolt på usammensat form eller legerings-5 form foretrækkes. Dette materiale danner en metalfase i det slebne legeme, som er dannet ved de højtryk/højtemperaturbetingelser, der er angivet ovenfor under trin b).
Foretrukne udførelsesformer for trinnene a)-d) i ovenstående fremgangsmåde til fremstilling af en værktøjskomponent af partikler 10 af kubisk bornitrid er beskrevet nærmere i beskrivelsen til US
patent nr 3.767.371. Som angivet i og i forbindelse med eksempel I i dette patentskrift fremstilles CBN-kompaktmaterialer (CBN = kubisk bornitrid) ved en højtryk/højtemperaturproces, hvori CBN-partikler gennemtrænges af et smeltet sintringshjælpemiddel (koboltmetal) ved 15 aksial gennemledning af materialet mellem CBN-partiklerne. Under gennemledningen opnås sintring af CNB-partiklerne, hvilket fører til vidtgående CBN/CBN-binding. Andre materialer som er anvendelige som sintringshjælpemidler for kubisk bornitrid kendes fra beskrivelsen til US patent nr. 3.743.489, spalte 3, linie 6-20, og er 20 legeringer af aluminium og et legeringsmetal valgt blandt nikkel, kobolt, mangan, jern, vanadin og chrom. Kobolt og koboltlegeringer foretrækkes. Sintringshjælpemidlet danner den, i ovenstående trin d), angivne metalfase.
Ved udøvelse af en udførelsesform for trin a)-d) ifølge 25 beskrivelsen til US patent nr. 3.745.623, nr. 3.767.371 og nr. 3.743.489 fremstilles et sammensat kompaktmateriale ved en in situ binding af et slibepartikellag (af diamant eller CBN) til en sintret carbidbærer. Materialet til dannelse af carbidbæreren (enten et carbidformningspulver eller et forformet legeme) er den foretrukne 30 kilde for sintringshjælpemidlet. Til belysning af de nærmere enkeltheder ved bæreren henvises til beskrivelsen til US patent nr. 3.745.623, spalte 5, linie 58 til spalte 6, linie 8 og spalte 8, linie 57 til spalte 9, linie 9.
En anden udførelsesform for opfindelsen angår dannelsen af et 35 kompaktmateriale, som i alt væsentligt består af selvbundne slibende partikler. I denne udførelsesform udøves trin a)~d) på den ovenfor beskrevne måde med undtagelse af, at tilvejebringelse af materiale til dannelse af carbidunderlaget for slibepartikellaget, enten i form af et carbidstøbepulver eller i forformet tilstand, fortrinsvis udelades.
DK 152098 B
5
Herunder tilsættes sintringshjælpemidlet særskilt, f.eks. som vist og beskrevet i beskrivelsen til US patent nr. 3.609.818. Et underlag af sintret carbid eller andet materiale kan naturligvis loddes (eng.: brazed) til kontaktmaterialet efter fjernelse af den metalliske fase til 5 dannelse af et værktøjsemne eller -indlæg.
Ifølge den foreliggende opfindelse har det vist sig, at metalfasen kan fjernes fra kompaktmaterialet ved syrebehandling, ekstraktion med væskeformig zink, elektrolytisk fjernelse eller lignende processer, hvilket efterlader et kompaktmateriale, som indeholder 10 stort set 100% slibende partikler på selvbundet form. Dermed har kompositmaterialet i det væsentlige ingen restmetalfase til katalyse af tilbageomdannelse af bindingerne mellem de slibende partikler og/eller ekspansion og dermed brydning af partikelbindingerne, idet disse er de to mekanismer, som man teoretisk har ment, kunne føre til den 15 termiske nedbrydning af de kendte kompositmaterialer ved høj temperatur. Det har vist sig, at det ifølge opfindelsen frembragte kompositmateriale, kan tåle udsættelse for temperaturer på op til 1200-1300°C uden termisk nedbrydning af betydning.
Opfindelsen vil nu blive nærmere beskrevet i forbindelse med 20 tegningen, som viser et mikrofotograf} af en del af en slebet overflade af et diamantkompaktmateriale fremstillet ifølge den foreliggende opfindelse.
Omend mi krofotografiet på tegningen rent faktisk viser et diamantkompositmateriale, kunne det lige så godt illustrere alter-25 native udførelsesformer for opfindelsen, hvor de slebne partikler er af kubisk bornitrid.
Kompositmaterialet omfatter diamantpartikler 11, som udgør mellem 70 volumen-% og 95 volumen-% af kompositmaterialet. (I den foreliggende sammenhæng benyttes betegnelsen "partikel" i betyd-30 ningen en enkelt krystallit eller et brudstykke heraf). Skillefladerne 13 repræsenterer selvbindingen eller diamant/diamant-bindingen mellem nabopartikler 11. De diamantkrystaller 11, som ses i den slebne overflade af det på tegningen viste kompositmateriale, er bundet i 3. dimension til nabodiamantkrystaller, som ikke er synlige.
35 En metalfase af sintringshjælpemiddel (ikke synlig på tegningen) gennemtrænger kompositmaterialet på stort set ensartet måde og antages at være indkapslet i de lukkede områder, som dannes af nabodiamantpartikler. Denne fase udgør mellem ca. 0,05 volumen-% og 3 volumen-% af kompositmaterialet. Et netværk af indbyrdes for- 6
DK 152098 B
bundne tomme porer 15 er fordelt over kompositmaterlalet og af-grænses af diamantpartiklerne 11 og den ikke viste metalfase. Porerne 15 udgør mellem ca. 5 volumen-% og 30 volumen-% af komponenten .
5 I en udførelsesform udgøres kompositmaterialet alene af de selvbundne partikler. I en anden udførelsesform er kompositmaterialet bundet til en bærer (ikke vist), fortrinsvis af koboltsintret wolframcarbid.
Et acceptabelt partikelstørrelsesområde for diamantpartiklerne 11 10 er mellem 1 og 1000 pm. For kubisk bornitrid ligger det acceptable størrelsesområde mellem 1 og 300 pm.
Opfindelsen vil i det følgende blive yderligere illustreret i form af nogle udførelseseksempler.
15 Eksempel I
Et antal skiveformede diamantkompaktemner fremstilledes ved 1) anbringelse af et 1,4 mm lag af fine diamantpartikler med en nomineret størrelse på under 8 pm og cementeret wolframcarbid med tykkelsen 3,2 mm og diameteren 8,8 mm (13 vægtprocent Co, 87 20 vægtprocent WC) i et 0,05 mm zirconiumbeholderelement, 2) stabling af et antal af disse elementer i et højtryks/højtemperaturapparat som det i figur 1 i US patentskrift nr. 3.745.623 , 3) forøgelse af trykket til ca. 65 kb og temperaturen til ca. 1400°C i 15 minutter, 4) langsom reduktion af først temperaturen og derefter trykket, 5) 25 fjernelse af prøverne fra højtryks/højtemperaturapparatet og sønderdeling af prøverne til tilvejebringelse af et 0,5 mm tykt diamantlag bundet til et koboltcementeret wolframcarbidlag med en tykkelse på 2,7 mm. Carbidlaget i hvert kompaktemne fjernedes ved overfladeslibning.
30 Som angivet i tabel I udludedes halvdelen af prøverne i varme, koncentrerede syreopløsninger for at fjerne metalfasen og evt. andet opløseligt ikke-diamantmateriale. Der anvendtes to forskellige metoder til at fjerne det gennemtrængende materiale. For en første gruppe, som betegnes prøverne A-1 til A-4, benyttedes kun varm 1:1 35 blanding af koncentreret salpetersyre og flussyre til behandling af prøverne A-3 og A-4. For en anden gruppe, som betegnes prøverne B-1 til B-4, udskiftedes salpetersyre/flussyrebiandingen med en varm blanding af koncentreret saltsyre og salpetersyre i forholdet 3:1 (kongevand) til behandling af prøverne B-3 og B-4. Det viste 7
DK 152098 B
sig, at fjernelseshastigheden øgedes væsentligt ved anvendelse af sidstnævnte syreopløsning. Prøverne A-3 og A-4 syrebehandledes over tidsrum på mellem 8 og 12 dage. Prøverne B-3 og B-4 behandledes mellem 3 og 6 dage. For begge metoder gjaldt det, at 5 prøvernes dimensioner ikke ændredes under syrebehandlingen, og at der ikke påvistes nogen afskalning af diamantmaterialet. Ethvert vægttab kan derfor tilskrives fjernelsen af den gennemtrængende metalfase, eftersom diamant ikke opløses af syrerne.
Den mængde metalfase, som gennemtrænger disse kompaktemner, 10 beregnedes til at være ca. 8,1 volumen-% eller 19,8 vægt-% på basis af vægtfyldemålinger af kompaktemnet inden udludning og af diamant- og metaludgangsmaterialerne til fremstilling af kompaktemnet. Efter udludning bliver ca. 0,5 volumen-% eller 0,2 vægt-% af det gennemtrængende materiale tilbage. Fjernelsen af op til 90 15 vægt-% (prøve B-4) af det gennemtrængende materiale indicerer også, at det meste af metalfasen er lokaliseret i et kontinuert netværk af porer. Scanningelektronmikroskopisk (SEM) undersøgelse af en brudflade af en udludet prøve viser, at et netværk af porer løber gennem diamantlaget. Hullerne ses at være fordelt over laget, 20 og de fleste har en diameter mindre end 1 pm. Dette indicerer, at syren har gennemtrængt hele diamantiaget og fjernet metalfasen på stort set ensartet måde over hele laget.
Forskydningsbrudstyrken (TRS = transverse rupture strenght) og Youngs elasticitetsmodul (E) miltes også for diamantlagene, som 25 angivet i tabel I. Styrkeprøven gennemførtes på et tre-punkts belastningsudstyr. Dette udstyr omfatter to stålvalser anbragt på en bærer med en tredje stålvalse centreret herover med dens akse parallelt med de to andre valser. Prøverne centreredes over de nedre valser og belastedes indtil brud. Belastningen af prøverne 30 måltes parallelt med spændkraftbelastningen ved anvendelse af modstandsbindingsmåleapparater forbundet med en modstandsspændingsindikator. Prøverne A-1 til A-4 forberedtes til styrkeprøven ved overfladeefterbehandling med et diamanthjul (diamantpartikler på 177-250 pm). Prøverne B-1 til B-4 forberedtes til styrkeprøven ved 35 overfladeefterbehandling med en slibemaskine, hvor et diamantslibemiddel på 15 pm anvendtes til frembringelse af en mere fejlfri overflade end den, som opnåedes på prøverne A-1 til A-4 ved polering. Det antages, at de bedre polerede overflader, på de prøver som er efterbehandlet med fint diamantmateriale, giver højere styrke- 8
DK 152098 B
værdier som følge af den mere perfekte overfladetilstand, som opnås, det vil sige færre spændingskoncentrerende defekter. Dette antages at forklare de lavere TRS-værdier, som miltes for de udluded prøver (A-3, A-4, B-3, B-4).
5
TABEL I
Fjernelse af gennem- Forskydningsbrud Elasticitetsmodul trængende stof styrke (TRS) (E) 2 3 2 10 Prøve % vægtfylde _kg/mm_ χ10 kg/mm A-1 0 111 A-2 0 101 A-3 16,1 73 A-4 16,2 87 15 B-1 0 129 89 B-2 0 143 92 B-3 17,0 88 78 B-4 17,9 81 80 20 I modsætning til TRS-prøveresultaterne påvirkes E-målingerne (Tabel !) ikke af porøsiteten, eftersom E er en måling af et materiales indre styrke og stivhed, og ikke af mikrorevnedannelse. I gennemsnit var E-værdien kun ca. 12% lavere, når den gennem-25 trængende metalfase var fjernet fra prøverne. Denne forskel bør korrigeres for porøsiteten i de udludede prøver, eftersom f = Mi£ t i 30 E = Youngs modul M = Moment C = Afstand til ydre fiber I = Inertimoment for areal 35 og M*C er uforandret, mendens I er blevet reduceret som følge af, at det effektive areal er blevet reduceret i forhold til porøsiteten.
Hvis sfæriske hulrum og tilfældig fordeling antages at foreligge, er F - *t£' i E ’ I (1-x) i 9
DK 152098 B
hvor x = porøsitetsbrøk, og værdien af E ville derfor være større 3 2 end miit. Middelværdien 79 x 10 kg/mm for E for prøverne B-3 og 3 2 B-4 (udludede prøver) er korrigeret til 85 x 10 kg/mm eller ca. 5% 3 2 lavere end middelværdien 90 x 10 kg/mm af E for prøverne B-1 og 5 B-2.
Som følge heraf har fjernelsen af den gennemtrængende metalfase kun meget ringe effekt på E og viser, at styrken af diamantlaget næsten udelukkende skyldes diamant-diamantbinding.
E-værdien på 90 x 10 kg/mm er ca, 10% lavere end middel-o 3 2 10 værdien på 100 x 10 kg/mm , som kan beregnes ud fra elastiske konstanter for diamant i form af enkeltkrystaller.
EKSEMPEL II
Et kompakt emne fremstilledes ved en fremgangsmåde, som 15 svarede til den i eksempel I angivne for prøverne A-1 til A-4 med undtagelse af, at en 1:1 blanding af 149-177 pm og 105-125 pm diamantpartikler anvendtes i stedet for partikler på 8 pm.
Inden udludning beregnedes kompaktemnet at have 99,1% diamant (96,5 volumen-%) og 11,9 vægt-% metalfase (4,5 volumen-%).
20 Efter udludning er der en 11,5% reduktion af den totale vægt af kompaktemnet eller med andre ord, forbliver ca. 0,15 vægt-% af metalfasen (0,06 volumen-%) i kompaktemnet.
EKSEMPEL III
25 Fire diamantkompaktemner fremstilledes som angivet i eksempel I. Carbidet blev afslebet fra hvert kompaktemne. I to af kompaktemnerne fjernedes den gennemtrængende metalfase ved syreudludning i varm 1HF:1HNOs og 3HCI:1HNC>3. De monteredes alle med epoxy på en 0,89 cm rund wolframcarbidbærer. Denne sammensætning mon-30 teredes i en værktøjsbeholder i en drejebænk, og drejeprøver vedrørende afslidningsmodstandsdygtigheden gennemførtes derefter. Arbejdsemnet var en kiselsandfyldt gummistav, som forhandles under varemærket "Ebonite Black Diamond". Prøvebetingelserne var: overfladehastighed: 107-168 overflade m/min. (i den ene varmebehand-35 lingsgruppe var maksimalområdet 24 overflade m/min.), skæredybde: 0,76 mm, tværfremføring: 0,13 mm/omdrejning og prøvetid: 60 minutter. Efter prøven varmebehandledes prøverne i en rørovn i en atmosfære af strømmende tørt argon. Behandlingstemperaturerne var 700-1300°C, og der var 100°C intervaller mellem behandlingstempera- 10
DK 152098 B
turerne. Behandlingstiden var 10 minutter ved hver temperatur.
Efter hver behandling undersøgtes prøverne for tegn på nedbrydning under et scanningelektronmikroskop (SEM) og monteredes derefter for at afprøves med hensyn til afslidning undtagen for be-5 handlingerne ved 1000°C, 1100°C og 1300°C. Såvel top- som bundkanterne benyttedes som skærekanter inden de genpoleredes.
Resultaterne af afslidningsprøven er anført i tabel II. Prøverne var stort set konsistente under prøven. Der var en tendens til reduktion af afslidningsmodstandsdygtigheden, når man gik fra den 10 ubehandlede prøve til en prøve, som var underkastet den første varmebehandling ved 700°C. De ikke-udludede prøver, prøverne 3 og 4, forandredes ikke, før de svigtede fuldstændigt mellem 800°C og 900°C. Varmebehandlingen viste sig at være uafhængig af afslid-ningsmodstandsdygtigheden, indtil diamantfasen ikke længere kunne 15 indeholde den indesluttede metalfase, og der indtraf revnedannelse.
Denne adfærd indicerer også tilstedeværelse af to adskilte faser: den bundne diamantfase, som udfører fræsningen i prøven, og metal-fasen, som er en rest fra sintringsprocessen. De udludede prøver, prøverne 1 og 2, tålte varmbehandlingen særdeles godt, endog ved 20 1200°C. Ved 1200°C synes der at være en tendens til en svag nedbrydning af prøven, hvilket kan indicere, at termisk tilbageomdannelse initieres pi overfladen.
25 TABEL II
Varmebehandling Udludede prøver Ikke-udludede prøver °C_ Prøve 1 Prøve 2 Prøve 3 Prøve 4 30 Ubehandlet 150-200 120-150 150 100-120 700 150 120 120 100 800 “ 120 100 120 100 900 120 100 Radiale revner 1000 - 35 1100 - 1200 86-100 100-120 1300 - 11
DK 152098 B
Prøveresultaterne i tabel II angiver tid pr. enhed kompaktemne-afslidning i tommer X 100. Værktøjsnedslidningen bestemtes ved at måle bredden af den "flade del" på kompaktemnet, som skyldtes kontakt med arbejdsstykket. Forsøgsresultaterne er kun meningsfulde 5 ved sammenligning af den relative formåen af de udludede og de ikke-udludede prøver.
De udludede prøver giver gennemsnitlig en højere prøveværdi end de ikke-udludede prøver. Dette kan skyldes den termiske nedbrydning af det ikke-udludede kompaktemne under fræseprøve-10 bearbejdningen med prøveemnerne. Den samme nedbrydningsmekanisme kan således forekomme såvel under afslidningsprøverne som ved varmebehandlingerne. Hvis dette er tilfældet, ekspanderer koboltfasen, når værktøjsspidsen opvarmes til høj temperatur, når den er i berøring med arbejdsemnet, mere end diamantfasen og 15 revner i spidskanten i de første få partikellag. Den beskadigede spids svækkes derved, og bearbejdningsevnen forringes. De udludede prøveemner er imidlertid termisk stabile indtil en højere arbejdstemperatur og beskadiges ikke termisk, når de er i berøring med arbejdsemnet.
20 SEM-analyse afslørede, at ikke-udludede prøveemner havde mange forskellige egenskaber sammenlignet med de udludede prøveemner. Metalfasen begyndte at trænge ud fra overfladen mellem 700°C og 800°C ved betragtning under en forstørring under 2000 X.
Da temperaturen var øget til 900°C krakkede prøvestykkerne radialt 25 fra den afrundede skærekant til prøvens midte. De udludede prøver udviste ikke en sådan optræden, men var forholdsvis uforandrede indtil 1300°C. Diamantlagene er rene ved 1200°C, men ved 1300°C ser fotografier forstørret 20 X uklare ud, og fotografier forstørret 1000 X viser en ætset overflade med mange blotlagte krystaller.
30 Dette skyldes formodentlig termisk nedbrydning af overfladen, men kan også være resultatet af mindre oxygenurenheder i argonatatmos-færen i rørovnen.
EKSEMPEL IV
35 To diamantkompaktemner (prøverstykkerne IV-1 og IV-2) fremstilledes som angivet i eksempel I med undtagelse af, at car-bidbærerne ikke blev afslebet. En epoxyplast ("Epon 826" harpiks med nodisk methylanhydrid og benzyldimethylamin hærdemiddel) støbtes omkring prøve IV-1 og hærdnedes. Overfladen af diamant- 12
DK 152098 B
laget blev frilagt ved at fjerne alt plast på lagets overflade ved sandbehandling. Prøve IV-1 anbragtes derefter i kogende SHCIrlHNO^ i 37,15 timer. Efter fjernelse fra syren fjernedes plasten fra carbid-laget og iagttoges visuelt. Der sås tegn på en svag reaktion mellem 5 syren og de ikke-frilagte overflader. Imidlertid viste overfladen af carbidlaget sig ikke at være beskadiget af syren i væsentlig grad. Overfladen af diamantlaget undersøgtes derefter under et scanning -elektronmikroskop (op til en forstørring på 2000 X). Overfladen af diamantlaget havde et udseende svarende til overfladerne af dia-10 mantlaget på de udludede prøveemner i eksempel I. Prøve IV-1 undersøgtes derefter ved energispredende røntgenstråleanalyse til sammenligning af intensiteterne af bestanddelene i metalfasen med dem for et kompaktemne af samme type, som ikke var blevet udludet. Resultaterne af SEM-analysen og røntgenstråleanalysen indicerede, at 15 syren trængte ind i diamantlaget og fjernede en betydelig del af metalfasen.
Prøverne IV-1 og IV-2 underkastedes derefter en drejeprøve til bestemmelse af afslidningsmodstandsdygtigheden, som beskrevet ovenfor i eksempel III. Resultaterne af afslidningsprøven (beregnet , 20 som i eksempel III) var 120-150 for prøve IV-1 (udludet) og 100-120 for prøve IV-2 (ikke-udludet). Disse prøveresultater, som viser overlegenheden af det udludede kompaktemne, stemmer overens med de i eksempel III opnåede resultater og underbygger således, at fjernelsen af metalfasen i skærekantområdet forbedrer diamantkom-25 paktmaterialets bearbejdningsevne.
30 35
Claims (10)
1. Værktøjskomponent, specielt til skære-, bore- og spåntag-ningsværktøj, med slibende partikler (11) af diamant eller kubisk 5 bornitrid, et metallisk sintringshjælpemiddel og tomme porer (15), kendetegnet ved, at de slibende partikler (11) er selv-bundne og udgør 70-95 volumenprocent af værktøjskomponenten, at det metalliske sintringshjælpemiddel, som tjener til at sammenbinde de selvbundne partikler (11), udgør 0,05-3 volumenprocent af værktøjs- 10 komponenten, og at de tomme porer (15), der afgrænses af de selvbundne partikler (11), er fordelt i værktøjskomponenten med en indbyrdes forbundet struktur, hvilke porer udgør 5-30 volumenprocent af værktøjskomponenten.
2. Værktøjs komponent ifølge krav 1, kendetegnet 15 ved, at de slibende partikler (11) udgøres af diamantpartikler, og at det metalliske sintringshjælpemiddel består af (1) et katalysatormetal fra gruppe VIII i det periodiske system, chrom, mangan eller tantal eller en blanding heraf eller af (2) en legering af mindst to af ovennævnte katalysatormetaller. 20
3. Værktøjskomponent ifølge krav 1 eller 2, kendeteg net ved, at diamantpartiklerne (11) har en partikelstørrelse, som ligger i området fra 1 til 1000 pm.
4. Værktøjskomponent ifølge krav 1, kendetegnet ved, at partiklerne (11) består af kubisk bornitrid, og at den 25 metalliske fase, som i alt væsentligt er jævnt fordelt i værktøjskomponenten, består af kobolt, en koboltlegering eller en legering af aluminium med nikkel, mangan, jern, vanadium eller chrom som legeringsmetal.
5. Værkstøjs komponent ifølge krav 1 eller 4, kende- 30 tegnet ved, at partiklerne (11) består af kubisk bornitrid med en partikelstørrelse på 1-300 pm.
6. Værktøjskomponent ifølge krav 1-5, kendetegnet ved, at de selvbundne partikler er bundet til et underlag af sintret hårdmetal.
7. Fremgangsmåde til fremstilling af en værktøjskomponent ifølge et af kravene 1-6, ved hvilken fremgangsmåde a) en masse af diamantpartikler eller partikler, der består af kubisk bornitrid, og en masse af metallisk sintringshjælpemiddel for den pågældende partikelmasse indføres i en DK 152098 B reaktionsbeholder, b) reaktionsbeholderen med indhold samtidig udsættes for temperaturer i området 1200-2000°C og tryk pi over 40 kilobar, 5 c) varmetilførslen til reaktionsbeholderen bringes til ophør, og trykket reduceres, og d) det under fremgangsmidetrinnene a) til c) dannede slibe-legeme, som består af de direkte til hinanden bundne partikler og det metalliske sintringshjælpemiddel, der er 10 trængt ind mellem partiklerne, fjernes fra reaktionsbe holderen, kendetegnet ved, at det metalliske sintringshjælpemiddel, som er blevet indført i legemet, fjernes fra dette, indtil der tilbage i legemet er en andel på 0,05-3 volumenprocent af legemet.
8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet ved, at metallet fjernes fra legemet, ved at legemet neddykkes i en syre, fortrinsvis kongevand, salpetersyre, saltsyre eller flussyre.
9. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet ved, at metallet fjernes fra legemet ved ekstraktion med flydende zink.
10. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet ved, at metallet frigøres fra legemet ved elektrolyse. 25 30 35
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US77015177A | 1977-02-18 | 1977-02-18 | |
| US77015177 | 1977-02-18 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK72878A DK72878A (da) | 1978-08-19 |
| DK152098B true DK152098B (da) | 1988-02-01 |
| DK152098C DK152098C (da) | 1988-06-27 |
Family
ID=25087642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK072878A DK152098C (da) | 1977-02-18 | 1978-02-17 | Vaerktoejskomponent, specielt til skaere-, bore- og spaantagningsvaerktoej, og fremgangsmaade til fremstilling heraf. |
Country Status (22)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS53114589A (da) |
| AT (1) | AT370021B (da) |
| AU (1) | AU518668B2 (da) |
| BE (1) | BE863934A (da) |
| BR (1) | BR7800988A (da) |
| CH (1) | CH637611A5 (da) |
| DE (1) | DE2805460A1 (da) |
| DK (1) | DK152098C (da) |
| ES (1) | ES467085A1 (da) |
| FI (1) | FI65935C (da) |
| FR (1) | FR2380845A1 (da) |
| GB (1) | GB1598837A (da) |
| GR (1) | GR64066B (da) |
| IE (1) | IE46644B1 (da) |
| IL (1) | IL53846A (da) |
| IN (1) | IN148419B (da) |
| IT (1) | IT1095412B (da) |
| LU (1) | LU79081A1 (da) |
| NL (1) | NL7801822A (da) |
| NO (1) | NO151691C (da) |
| SE (1) | SE444674B (da) |
| ZA (1) | ZA78416B (da) |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2380846A1 (fr) * | 1978-02-16 | 1978-09-15 | Gen Electric | Element d'outil abrasif et son procede de fabrication |
| US4374651A (en) * | 1981-09-28 | 1983-02-22 | General Electric Company | Composite of metal-bonded cubic boron nitride and a substrate and process of preparation |
| ZA831881B (en) * | 1982-04-02 | 1984-06-27 | Gen Electric | Sweep through process for making polycrystalline compacts |
| EP0114497B1 (en) * | 1982-12-21 | 1988-05-11 | De Beers Industrial Diamond Division (Proprietary) Limited | Abrasive compacts and method of making them |
| JPS6076964A (ja) * | 1983-08-29 | 1985-05-01 | ジ−テイ−イ−・ベイルロン・コ−ポレ−シヨン | 多結晶研磨グリツト |
| CA1253349A (en) * | 1983-08-29 | 1989-05-02 | Robert H. Frushour | Polycrystalline abrasive grit |
| FR2568933B1 (fr) * | 1984-08-13 | 1986-09-19 | Combustible Nucleaire | Outil de forage rotatif diamante et procede de fabrication d'un tel outil |
| FR2568810B1 (fr) * | 1984-08-13 | 1986-11-14 | Combustible Nucleaire | Element de coupe diamante et procede de fabrication d'un tel element |
| AT383758B (de) * | 1985-12-23 | 1987-08-25 | Plansee Metallwerk | Verfahren zur herstellung eines sputter-targets |
| DE3706340A1 (de) * | 1987-02-27 | 1988-09-08 | Winter & Sohn Ernst | Verfahren zum auftragen einer verschleissschutzschicht und danach hergestelltes erzeugnis |
| ES2034576T3 (es) * | 1988-03-10 | 1993-04-01 | ®Emiel Vanderstraeten® Societe De Personnes A Responsabilite Limitee | Revestimiento insonoro y/o amortiguador de vibraciones, elemento provisto de un revestimiento de esta indole y procedimiento de aplicacion de este ultimo. |
| FR2647153B1 (fr) * | 1989-05-17 | 1995-12-01 | Combustible Nucleaire | Outil composite comportant une partie active en diamant polycristallin et procede de fabrication de cet outil |
| DE4027580A1 (de) * | 1990-08-31 | 1992-03-05 | Lux Benno | Verbundkoerper, verfahren zu dessen herstellung und dessen verwendung |
| DE69117140T2 (de) * | 1990-11-22 | 1996-07-04 | Sumitomo Electric Industries | Polykristallines Dimantwerkzeug und Verfahren für seine Herstellung |
| US5366522A (en) * | 1991-11-07 | 1994-11-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Polycrystalline diamond cutting tool and method of manufacturing the same |
| US5172778A (en) * | 1991-11-14 | 1992-12-22 | Baker-Hughes, Inc. | Drill bit cutter and method for reducing pressure loading of cutters |
| US6528159B1 (en) | 1998-03-02 | 2003-03-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Sintered diamond tool and method for manufacturing the same |
| JP4045014B2 (ja) | 1998-04-28 | 2008-02-13 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 多結晶ダイヤモンド工具 |
| US6344149B1 (en) * | 1998-11-10 | 2002-02-05 | Kennametal Pc Inc. | Polycrystalline diamond member and method of making the same |
| US6691596B1 (en) | 2000-02-29 | 2004-02-17 | Irwin Industrial Tool Company | Circular saw blade for cutting fiber cement materials |
| USD465984S1 (en) | 2001-08-01 | 2002-11-26 | American Tool Companies, Inc. | Rotary saw blade |
| JP4971339B2 (ja) * | 2005-10-14 | 2012-07-11 | エレメント シックス （プロダクション）（プロプライエタリィ） リミテッド | 改良された研磨用成形体の製造方法 |
| EP2107045B1 (en) | 2007-02-02 | 2017-03-22 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Diamond sinter and process for producing the same |
| JP5125646B2 (ja) * | 2008-03-19 | 2013-01-23 | 株式会社タンガロイ | 立方晶窒化硼素焼結体工具 |
| GB0901096D0 (en) | 2009-01-23 | 2009-03-11 | Element Six Ltd | Method of treating a diamond containing body |
| US9067305B2 (en) | 2010-05-18 | 2015-06-30 | Element Six Abrasives S.A. | Polycrystalline diamond |
| GB201008239D0 (en) | 2010-05-18 | 2010-06-30 | Element Six Production Pty Ltd | Polycrystalline diamond |
| TWI613285B (zh) | 2010-09-03 | 2018-02-01 | 聖高拜磨料有限公司 | 粘結的磨料物品及形成方法 |
| US9102039B2 (en) | 2012-12-31 | 2015-08-11 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Bonded abrasive article and method of grinding |
| EP2938461A4 (en) | 2012-12-31 | 2016-09-07 | Saint Gobain Abrasives Inc | BONDED GRINDING MATERIAL AND METHOD FOR GRINDING |
| WO2014106157A1 (en) | 2012-12-31 | 2014-07-03 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Bonded abrasive article and method of grinding |
| DE112014001102T5 (de) | 2013-03-31 | 2015-11-19 | Saint-Gobain Abrasifs | Gebundener Schleifartikel und Schleifverfahren |
| CN109917856A (zh) | 2013-09-29 | 2019-06-21 | 苹果公司 | 用于可连接部件识别的方法、设备和系统 |
| GB2539619A (en) * | 2014-06-20 | 2016-12-21 | Halliburton Energy Services Inc | Laser-leached polycrystalline diamond and laser-leaching methods and devices |
| JP5969106B1 (ja) * | 2015-12-28 | 2016-08-10 | 日進工具株式会社 | エンドミルとその製造方法 |
| TWI875711B (zh) * | 2018-09-17 | 2025-03-11 | 美商戴蒙創新公司 | 具有高蝕刻粒子表面及高韌性指數的立方氮化硼粒子群 |
| JP7441441B2 (ja) * | 2020-11-18 | 2024-03-01 | トーメイダイヤ株式会社 | 焼結ダイヤモンド電極素材 |
| JP7470291B2 (ja) * | 2020-11-27 | 2024-04-18 | トーメイダイヤ株式会社 | 炭化物結合多結晶ダイヤモンド電極素材 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3141746A (en) * | 1960-10-03 | 1964-07-21 | Gen Electric | Diamond compact abrasive |
| GB1010506A (en) * | 1960-11-30 | 1965-11-17 | Carborundum Co | Improvements in abrasive products |
| US3609818A (en) * | 1970-01-02 | 1971-10-05 | Gen Electric | Reaction vessel for high pressure apparatus |
| NL7104326A (da) * | 1970-04-08 | 1971-10-12 | Gen Electric | |
| US3743489A (en) * | 1971-07-01 | 1973-07-03 | Gen Electric | Abrasive bodies of finely-divided cubic boron nitride crystals |
| US3767371A (en) * | 1971-07-01 | 1973-10-23 | Gen Electric | Cubic boron nitride/sintered carbide abrasive bodies |
| US3745623A (en) * | 1971-12-27 | 1973-07-17 | Gen Electric | Diamond tools for machining |
| IE42084B1 (en) * | 1974-09-18 | 1980-06-04 | De Beers Ind Diamond | Abrasive bodies |
-
1978
- 1978-01-16 IE IE89/78A patent/IE46644B1/en not_active IP Right Cessation
- 1978-01-19 IL IL53846A patent/IL53846A/xx unknown
- 1978-01-20 IN IN85/CAL/78A patent/IN148419B/en unknown
- 1978-01-23 ZA ZA00780416A patent/ZA78416B/xx unknown
- 1978-01-31 GR GR55309A patent/GR64066B/el unknown
- 1978-02-09 DE DE19782805460 patent/DE2805460A1/de active Granted
- 1978-02-10 FI FI780451A patent/FI65935C/fi not_active IP Right Cessation
- 1978-02-13 FR FR7803944A patent/FR2380845A1/fr not_active Withdrawn
- 1978-02-14 CH CH162978A patent/CH637611A5/de not_active IP Right Cessation
- 1978-02-14 BE BE185145A patent/BE863934A/xx not_active IP Right Cessation
- 1978-02-14 AT AT0104878A patent/AT370021B/de not_active IP Right Cessation
- 1978-02-16 GB GB2225/78A patent/GB1598837A/en not_active Expired
- 1978-02-16 AU AU33342/78A patent/AU518668B2/en not_active Expired
- 1978-02-16 IT IT20283/78A patent/IT1095412B/it active
- 1978-02-16 JP JP1600478A patent/JPS53114589A/ja active Granted
- 1978-02-17 LU LU79081A patent/LU79081A1/xx unknown
- 1978-02-17 DK DK072878A patent/DK152098C/da active
- 1978-02-17 BR BR7800988A patent/BR7800988A/pt unknown
- 1978-02-17 NO NO780546A patent/NO151691C/no unknown
- 1978-02-17 SE SE7801872A patent/SE444674B/sv not_active IP Right Cessation
- 1978-02-17 ES ES467085A patent/ES467085A1/es not_active Expired
- 1978-02-17 NL NL7801822A patent/NL7801822A/xx active Search and Examination
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK152098C (da) | 1988-06-27 |
| IL53846A0 (en) | 1978-04-30 |
| ATA104878A (de) | 1982-07-15 |
| ES467085A1 (es) | 1978-11-01 |
| GR64066B (en) | 1980-01-21 |
| AU518668B2 (en) | 1981-10-15 |
| FR2380845A1 (fr) | 1978-09-15 |
| NL7801822A (nl) | 1978-08-22 |
| FI780451A7 (fi) | 1978-08-19 |
| DE2805460A1 (de) | 1978-08-24 |
| AT370021B (de) | 1983-02-25 |
| IT7820283A0 (it) | 1978-02-16 |
| IE46644B1 (en) | 1983-08-10 |
| ZA78416B (en) | 1979-01-31 |
| LU79081A1 (fr) | 1978-06-27 |
| IN148419B (da) | 1981-02-21 |
| SE444674B (sv) | 1986-04-28 |
| NO780546L (no) | 1978-08-21 |
| CH637611A5 (en) | 1983-08-15 |
| IE780089L (en) | 1978-08-18 |
| GB1598837A (en) | 1981-09-23 |
| FI65935B (fi) | 1984-04-30 |
| IL53846A (en) | 1981-10-30 |
| NO151691B (no) | 1985-02-11 |
| FI65935C (fi) | 1984-08-10 |
| DK72878A (da) | 1978-08-19 |
| JPS53114589A (en) | 1978-10-06 |
| NO151691C (no) | 1985-05-22 |
| IT1095412B (it) | 1985-08-10 |
| AU3334278A (en) | 1979-08-23 |
| DE2805460C2 (da) | 1993-08-05 |
| BE863934A (fr) | 1978-05-29 |
| SE7801872L (sv) | 1978-08-19 |
| BR7800988A (pt) | 1978-09-19 |
| JPS6333985B2 (da) | 1988-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK152098B (da) | Vaerktoejskomponent, specielt til skaere-, bore- og spaantagningsvaerktoej, og fremgangsmaade til fremstilling heraf. | |
| US4224380A (en) | Temperature resistant abrasive compact and method for making same | |
| US4288248A (en) | Temperature resistant abrasive compact and method for making same | |
| US4534773A (en) | Abrasive product and method for manufacturing | |
| CA1136429A (en) | Abrasive compacts | |
| US3929432A (en) | Diamond particle having a composite coating of titanium and a metal layer | |
| US5127923A (en) | Composite abrasive compact having high thermal stability | |
| US5009673A (en) | Method for making polycrystalline sandwich compacts | |
| JP2607469B2 (ja) | ダイヤモンドコンパクトおよびその製造方法 | |
| CN1032509A (zh) | 低压粘结金刚石聚晶体及其制造方法 | |
| JP2014521848A (ja) | 高ダイヤモンドフレーム強度のｐｃｄ材料 | |
| CN105063455B (zh) | 一种含有立方氮化硼、陶瓷、金属的切削刀具材料及其制备方法 | |
| EP3341341B1 (en) | A method of producing a component of a composite of diamond and a binder | |
| US20120291361A1 (en) | High abrasion low stress pdc | |
| KR102740701B1 (ko) | 침입형 다이아몬드 결정립들을 가지는 다결정 다이아몬드 콤팩트들 및 상기 콤팩트들을 제조하는 방법들 | |
| CA1119821A (en) | Temperature resistant abrasive compact and method for making same | |
| CN102086373B (zh) | 自锐式颗粒及其相关方法 | |
| WO2012158322A2 (en) | High abrasion low stress diamond cutting element | |
| EP2714620B1 (en) | Super-hard structure | |
| JPS5879808A (ja) | 焼結ダイアモンドの改良 | |
| JP7425872B2 (ja) | 鉄含有バインダーを含む多結晶ダイヤモンド | |
| CN112658261B (zh) | 聚晶立方氮化硼刀具及其制备方法 | |
| JPS59161268A (ja) | 研摩材体及びその製法 | |
| US8741010B2 (en) | Method for making low stress PDC | |
| Stasyuk et al. | Structure and properties of a diamond-containing composition material with a tungsten-free matrix for a truing tool |