DK155659B - COMPOSITION BODIES FOR GRINDING OR FOR CUTTING TOOLS AND PROCEDURES FOR MANUFACTURING THE SAME - Google Patents

COMPOSITION BODIES FOR GRINDING OR FOR CUTTING TOOLS AND PROCEDURES FOR MANUFACTURING THE SAME Download PDF

Info

Publication number
DK155659B
DK155659B DK327572AA DK327572A DK155659B DK 155659 B DK155659 B DK 155659B DK 327572A A DK327572A A DK 327572AA DK 327572 A DK327572 A DK 327572A DK 155659 B DK155659 B DK 155659B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
mass
carbide
boron nitride
cubic boron
cbn
Prior art date
Application number
DK327572AA
Other languages
Danish (da)
Other versions
DK155659C (en
Inventor
Jr Robert Henry Wentorf
William Achillo 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 DK155659B publication Critical patent/DK155659B/en
Application granted granted Critical
Publication of DK155659C publication Critical patent/DK155659C/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/148Composition of the cutting inserts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/28Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass cutting tools
    • B23P15/30Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass cutting tools lathes or like tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02Physical 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
    • B24D3/04Physical 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
    • B24D3/06Physical 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
    • B24D3/08Physical 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 close-grained structure, e.g. using metal with low melting point
    • 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
    • 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
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64Burning or sintering processes
    • C04B35/645Pressure sintering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • 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
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • 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
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567Treatment time

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Description

iin

DK 155659 BDK 155659 B

Opfindelsen angår et kompositi egerne til slibning eller til skære-værktøjer, hvilket legeme omfatter krystaller af kubisk bornitrid (CBN).BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention This invention relates to composites for grinding or cutting tools, which body comprises cubic boron nitride (CBN) crystals.

5 Fra US patentskrift nr. 2.947.617 kendes et drejestål, hvis skæredel består af en enkelt kubisk bornitridkrystal, som under anvendelse af et 1 oddemel 1emlag og et mellemlag af titanhydrid er fastgjort til drejestålets skaft. Fra dette patentskrift kendes også en slibeskive, hvis slibelag indeholder kubiske bornitridkrystaller, der er 10 indlejret i en harpiksmatrix. Slibelaget er anbragt på et af harpiks bestående basislegeme. En til anbringelse på et drejestål egnet enkeltkrystal af kubisk bornitrid bør være så stor som mulig. Fremstillingen af store krystaller af kubisk bornitrid er imidlertid meget vanskelig.US Patent No. 2,947,617 discloses a swivel steel whose cutting portion consists of a single cubic boron nitride crystal which is attached to the shaft of the swivel steel using a 1-oat flour 1-layer and a titanium hydride intermediate layer. Also known from this patent is an abrasive disc whose abrasive layers contain cubic boron nitride crystals embedded in a resin matrix. The abrasive layer is disposed on one of the resin base members. A single cubic boron nitride crystal suitable for turning on a swivel steel should be as large as possible. However, the production of large cubic boron nitride crystals is very difficult.

1515

Fra US patentskrift nr. 3.136.615 og tysk fremlæggelsesskrift nr. 1.169.833 kendes slibe- og skærelegemer, som indeholder krystaller af diamant og/eller kubisk bornitrid, der er indlejret i en matrix af borcarbid. Sådanne legemer er forholdsvis sprøde og går derfor 20 let i stykker under indvirkning af de ved spåntagende bearbejdning forekommende tryk.US Patent No. 3,136,615 and German Patent Specification No. 1,169,833 disclose abrasive and cutting bodies containing crystals of diamond and / or cubic boron nitride embedded in a matrix of boron carbide. Such bodies are relatively brittle and therefore break easily under the influence of the stresses which occur during machining.

Fra DE patentskrift nr. 661.132 kendes en fremgangsmåde til at forsyne et skæreværktøj med et hårdmetallag, hvorved skæreværktøjets 25 basisdel belægges med et koldpresset, forsintret, færdigsintret eller smeltet hårdmetallag som under samtidig anvendelse af tryk og varme forbindes med basisdelen.DE patent specification No. 661,132 discloses a method for providing a cutting tool with a cemented carbide layer, whereby the base part of the cutting tool 25 is coated with a cold pressed, sintered, finished sintered or melted cemented carbide layer which is connected to the base part during the application of pressure and heat.

Fra GB patentskrift nr. 1.034.386 kendes en fremgangsmåde til 30 fremstilling af et hårdmetal formi egerne af flere hårdmetaldele, der forenes til et formlegeme, idet de enkelte hårdmetaldelé sammenpresses med tilsvarende tilpassede flader og opvarmes i et sådant omfang, at det i hårdmetallet værende bindemetal smelter.GB Patent Specification No. 1,034,386 discloses a method for making a cemented carbide formers of several cemented carbide parts which are joined to a molded body, the individual cemented carbide parts being compressed with correspondingly adapted surfaces and heated to such an extent that the cemented carbide is present. binder metal melts.

35 Fra DE fremlæggelsesskrift nr. 1.502.019 kendes en skæreindsats af hårdmetal til anbringelse på et skærende værktøj, hvilken indsats omfatter et tykt basislegeme af hårdmetal, hvorpå der er anbragt et tyndt slidlag af med titancarbid modificeret hårdmetal. Til fremstilling af en sådan skæreindsats kan der i en form indføres et 235 from DE Publication No. 1,502,019, a carbide insert for cutting on a cutting tool is known, the insert comprising a thick base body of carbide on which is applied a thin wear layer of titanium carbide modified carbide. To produce such a cutting insert, a mold can be inserted into a mold 2

DK 155659 BDK 155659 B

pulver til dannelse af basislegemet, hvorpå der udstrøes et til dannelse af slidlaget egnet pulver, og hvor det hele derpå presses og sintres.powder for forming the base body, on which a powder suitable for forming the wear layer is sprinkled and where it is all pressed and sintered.

5 Meget hårde materialer, specielt superlegeringer på nikkelbasis, lader sig knap eller kun meget vanskeligt bearbejde med de kendte skæreindsatser.5 Very hard materials, especially nickel-based superalloys, are barely or very difficult to work with the known cutting inserts.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en værktøjsindsats 10 indeholdende kubisk bornitrid og med en så stor styrke, at man dermed uden vanskeligheder kan bearbejde selv særligt seje og hårde materialer.The object of the invention is to provide a tool insert 10 containing cubic boron nitride and of such strength that it is easy to process even particularly tough and hard materials.

Dette formål opnås med et icompositlegeme af den i indledningen 15 angivne art, hvilket kompositlegeme er ejendommeligt ved, at det omfatter separate ved et tryk på over 40 kilobar sammensintrede masser, hvor en første af disse masser består af kobolt-, nikkel-, eller jernbundet wolfram-, tantal- eller titankarbid, og en anden masse, som indeholder en polykrystallinsk masse af krystaller af 20 kubisk bornitrid, omfatter mere end 70 vol urnenprocent indbyrdes sammenbundne krystaller af kubisk bornitrid.This object is achieved with an composite body of the kind set forth in the preamble 15, which is characterized in that it comprises separate at a pressure of more than 40 kilobars of sintered masses, a first of which consists of cobalt, nickel or iron bonded tungsten, tantalum or titanium carbide, and another mass, which contains a polycrystalline mass of crystals of 20 cubic boron nitride, comprises more than 70% by volume of interconnected cubic boron nitride crystals.

Opfindelsen angår også en fremgangsmåde til fremstilling af det ovenfor angivne kompositlegeme. Denne fremgangsmåde er ejendommelig 25 ved, (a) at der i en beholder af beskyttende metal anbringes en separat mængde af sinterbart hårdmetalpulver omfattende et bindermetal og et hårdmetal karbid eller en sintret hårdmetalmasse af kobolt-, nikkel -30 eller jernbundet wolfram-, tantal- eller titankarbid og en separat mængde af krystaller af kubisk bornitrid eller en polykrystallinsk masse af krystaller af kubisk bornitrid, som ved et efterfølgende tryksintringstrin danner en separat masse omfattende mindst 70 volumenprocent kubisk bornitrid, 35 (b) at beholderen og dennes indhold underkastes samtidig indvirk ning af en temperatur på 1300-1600°C og et tryk, der overstiger ca.The invention also relates to a process for preparing the above composite body. This method is characterized by (a) placing in a protective metal container a separate amount of sinterable carbide powder comprising a binder metal and a carbide carbide or a sintered carbide mass of cobalt, nickel-30 or iron-bonded tungsten, tantalum or titanium carbide and a separate amount of cubic boron nitride crystals or a polycrystalline mass of cubic boron nitride crystals which, in a subsequent pressure sintering step, form a separate mass comprising at least 70% by volume of cubic boron nitride, 35 (b) subjecting the container and its contents to simultaneous action of a temperature of 1300-1600 ° C and a pressure exceeding approx.

40 kilobar i mindst 3 minutter, (c) at tilførslen af varme til beholderen standses, (d) at trykket, som udøves på beholderen, ophæves, og 340 cb for at least 3 minutes; (c) the supply of heat to the container is stopped; (d) the pressure exerted on the container is abolished; and 3

DK 155659 BDK 155659 B

(e) at hårdmetalkompositi egernet udtages.(e) the carbide composite squirrel is removed.

Opfindelsen vil i det følgende blive omtalt nærmere i forbindelse med tegningen, hvor: 5 fig. 1 viser et apparat, der er egnet til brug ved udøvelse af fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse, fig. 2 viser et snitbillede af en udførelsesform for fyldningssammensætning til brug i apparatet ifølge fig. 1, 10 fig. 3 er et tredimensionalt billede, der viser en sammensat CBN-mas ki nværktøj sindsats, fig. 4 er et snitbillede gennem indsatsen ifølge fig. 3 set enten langs linien X-X eller langs linien Y-Y, fig. 5 og 6 er begge tredimensionale billeder af sammensatte CBN-15 sintrede carbidmaskinværktøjsindsatsemner, der er fremstillet ifølge den foreliggende opfindelse, fig. 7 er et snitbillede, der viser en kombineret foring/fyldnings-sammensætning til brug ved fremstilling af de opbygninger, der er vist i fig. 3, 5 og 6, 20 fig. 8 viser i snit en anden udførelsesform for fyldningssammensætning til brug i apparatet ifølge fig. 1, fig. 9 er et andet tredimensionalt billede, der viser en sammensat CBN-maskinværktøjsindsats, fig. 10 er et andet snit gennem indsatsen ifølge fig. 9 set enten 25 langs linien X-X eller langs linien Y-Y, og fig. 11 er et snitbillede, der viser en kombineret foring/fyldningssammensætning til brug ved fremstilling af de opbygninger, der er vist i fig. 9, 5 og 6.The invention will now be described in more detail in connection with the drawing, in which: 1 shows an apparatus suitable for use in the practice of the present invention; FIG. 2 is a sectional view of one embodiment of the filling composition for use in the apparatus of FIG. 1, 10 FIG. 3 is a three-dimensional view showing a composite CBN machine tool insert; FIG. 4 is a sectional view through the insert of FIG. 3 seen either along line X-X or along line Y-Y; FIG. 5 and 6 are both three-dimensional images of composite CBN-15 sintered carbide tool insert blanks manufactured in accordance with the present invention; 7 is a sectional view showing a combined liner / filling composition for use in preparing the structures shown in FIG. 3, 5 and 6, 20 FIG. 8 is a sectional view showing another embodiment of filling composition for use in the apparatus of FIG. 1, FIG. 9 is another three-dimensional image showing a composite CBN machine tool insert; FIG. 10 is another section through the insert of FIG. 9 is seen either along line X-X or along line Y-Y; and FIG. 11 is a sectional view showing a combined liner / filling composition for use in preparing the structures shown in FIG. 9, 5 and 6.

30 En foretrukken form for et højtryks-højtemperaturapparat, hvori den sammensatte værktøjsindsats ifølge den foreliggende opfindelse kan fremstilles, er omtalt i beskrivelsen til U.S.A. patent nr. 2.941.248 og er i hovedtræk vist i fig. 1. Reaktionsbeholderarrangementer, der er egnede til brug ved udøvelse af fremgangsmåden 35 ifølge den foreliggende opfindelse, er omtalt i U.S.A. patentskrift nr. 3609818.A preferred form of a high pressure, high temperature apparatus in which the composite tool insert of the present invention can be manufactured is disclosed in the description to U.S.A. No. 2,941,248 and are broadly shown in FIG. 1. Reaction vessel arrangements suitable for use in the practice of the method of the present invention are disclosed in U.S.A. Patent Specification No. 3609818.

Apparatet 10 omfatter et par cementerede wolframcarbidstempler 11 og 1Γ og en mellemliggende matricedel 12 af samme materiale.The apparatus 10 comprises a pair of cemented tungsten carbide pistons 11 and 1Γ and an intermediate die portion 12 of the same material.

DK 155659BDK 155659B

44

Matricedelen 12 omfatter en åbning 13, hvori der er anbragt en reaktionsbeholder 14. Mellem stemplet 11 og matricen 12 og mellem stemplet 1Γ og matricen 12 er der anbragt pakningsdele 15, 15', der hver omfatter et par varmeisolerende og elektrisk ikke-1edende 5 pyrophyllitdele 16 og 17 og en mellemliggende metalpakning 18.The die portion 12 comprises an opening 13 in which a reaction vessel 14. is provided between the plunger 11 and the die 12 and between the plunger 1 mat and the die 12, packing members 15, 15 'are provided, each comprising a pair of heat insulating and electrically non-conducting 5 pyrophyllite parts. 16 and 17 and an intermediate metal gasket 18.

En fortrukken udførelsesform for reaktionsbeholderen 14 omfatter en hul saltcylinder 19. Cylinderen 19 kan være af et andet materiale, såsom talkum, der a) ikke omdannes under højtryks-højtemperaturdrift 10 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, og som f.eks. forekommer i forbindelse med pyrophyllit og porøs aluminiumoxid.A preferred embodiment of the reaction vessel 14 comprises a hollow salt cylinder 19. The cylinder 19 may be of another material, such as talc, which a) does not convert during high pressure high temperature operation 10 to a stronger, stiffer state (such as in phase conversion and / or compression); and which b) is substantially free of volume discontinuities that occur with the use of high temperatures and pressures, such as e.g. occurs in association with pyrophyllite and porous alumina.

1515

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.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.

20 Et elektrisk modstandsopvarmningsrør af grafit 20 er anbragt koncentrisk inden i og grænsende op til cylinderen 19. I grafitopvarmningsrøret 20 er der igen koncentrisk anbragt en cylindrisk saltforing 21. Enderne på foringen 21 er forsynet med saltpropper 22, 22', der er anbragt henholdsvis foroven og forneden. Som det vil 25 blive omtalt nærmere i det følgende, kan foringen have et cylindrisk hult rum 31 til optagelse af en stor fyldningssammensætning indeholdende undersammensætninger, eller foringen kan bestå af en række formopbygninger, der er anbragt i en stabel til fremstilling af flere sammensatte værktøjsindsatsemner, f.eks. som vist på fig. 3, 5 30 og 6.20 An electrically resistive heating tube of graphite 20 is arranged concentrically within and adjacent to the cylinder 19. In the graphite heating tube 20, again, a cylindrical salt liner 21 is concentrically disposed. The ends of the liner 21 are provided with salt plugs 22, 22 ', respectively arranged above. and below. As will be discussed in more detail below, the liner may have a cylindrical hollow space 31 for accommodating a large filling composition containing sub-compositions, or the liner may consist of a series of molds arranged in a stack to produce several composite tool insert blanks. eg. as shown in FIG. 3, 5, 30 and 6.

Elektrisk ledende metal endeskiver 23 og 23' anvendes ved hver ende af cylinderen 19 til at tilvejebringe elektrisk forbindelse med grafitopvarmningsrøret 20. Tilgrænsende hver skive 23, 23' findes en 35 endedæksel sammensætning 24 og 24', der hver omfatter en pyrophyllitprop eller skive 25, der er omgivet af en elektrisk ledende ring 26.Electrically conductive metal end discs 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 electrically conductive ring 26.

Driftsformer til samtidig anvendelse af både høje tryk og høje 5Operating modes for simultaneous use of both high pressure and high 5

DK 155659 BDK 155659 B

temperaturer i det foreliggende apparat er velkendte for fagmanden indenfor dette fagområde.temperatures in the present apparatus are well known to those skilled in the art.

Fig. 2 viser et arrangement til fremstilling af en flerhed af skive-5 eller pilleformede kompositprodukter (sintret carbidsubstrat med et lag af sintret CBN dannet over dette), under anvendelse af et al umi ni umi egeri ngssammenbi ndi ngsmedi um. Fyldni ngssammensætni ngen passer, selv om den ikke er vist i samme målestok, ind i rummet 31 i fig. 1.FIG. Figure 2 shows an arrangement for producing a plurality of disc-5 or pill-shaped composite products (sintered carbide substrate having a layer of sintered CBN formed over it), using an alloy non-bonding compound. The filling composition, although not shown on the same scale, fits into the compartment 31 of FIG. First

1010

Fyldningssammensætningen består af en cylindrisk muffe 32 af et afskærmningsmetal, der er udvalgt inden for den gruppe, der består af zirconium, titan, tantal, wolfram og molybdæn. Inden i den cylindriske afskærmningsmetalmuffe 32 er der anbragt en række 15 under-sammensætninger, der er adskilt ved hjælp af propper 33 af det samme materiale som cylinderen 19, f.eks. hexagonalt bornitrid eller NaCl, der forbliver stort set uændret under processen, og som letter senere adskillelse af under-sammensætningerne. Hver undersammensæt-ning er indeholdt i en cylinderformet del 34 med en lågskive 34a 20 fremstillet af et hvilket som helst af de materialer, der er egnede til muffen 32, men som fortrinsvis er fremstillet af zircon eller titan. I hver under-sammensætning er en masse 36 af findelte (mindre end ca. 30 mikron) CBN-krystaller anbragt mellem en masse 37, og et par metalskiver, en skive 38 af aluminium og en skive 39 af et 25 legerende metal, der er udvalgt blandt nikkel, kobolt, og jern. De relative stillinger for skiverne 38 og 39 er ikke kritisk, sålænge der sker frembringelse af aluminiumlegeringen. Massen 37 kan være af sintret carbid, eller den kan være fremstillet af carbidpulver, der kan sintre, idet sintring heraf sker under konsolideringen af 30 CBN-massen. Mængden af benyttet aluminium i forhold til mængden af legerende metal er ikke kritisk og kan ligge fra lige store vægtdele til ca. 1 vægtdel aluminium til 10 vægtdele legerende metal.The filling composition consists of a cylindrical sleeve 32 of a shielding metal selected within the group consisting of zirconium, titanium, tantalum, tungsten and molybdenum. Inside the cylindrical shield metal sleeve 32 are arranged a series of 15 sub-assemblies which are separated by plugs 33 of the same material as the cylinder 19, e.g. hexagonal boron nitride or NaCl, which remains largely unchanged during the process and which facilitates later separation of the sub-compositions. Each subassembly is contained in a cylindrical portion 34 with a lid disc 34a 20 made of any of the materials suitable for the sleeve 32 but preferably made of zircon or titanium. In each subassembly, a mass 36 of finely divided (less than about 30 microns) CBN crystals is disposed between a mass 37 and a pair of metal discs, a disc 38 of aluminum and a disc 39 of a 25 alloy metal which is selected from nickel, cobalt, and iron. The relative positions of the washers 38 and 39 are not critical as long as the aluminum alloy is produced. The mass 37 may be of sintered carbide or it may be made of sintered carbide powder, the sintering thereof occurring during the consolidation of the CBN mass. The amount of aluminum used in relation to the amount of alloy metal is not critical and can range from equal parts by weight to approx. 1 part by weight of aluminum to 10 parts by weight of alloy metal.

Ved fremstilling af værktøjsindsatsemner ved hjælp af denne udfø-35 relsesform anbringes fyldningssammensætningen 30 i apparatet 10, der påtvinges et tryk, og systemet opvarmes derefter. De benyttede temperaturer ligger i området fra 1300 til 1600°C i tidsrum på over 3 minutter, medens systemet samtidig udsættes for meget høje tryk, f.eks. af størrelsesordenen 55 kilobar for at sikre termodynamisk 6In preparing tool insert blanks by means of this embodiment, the filling composition 30 is applied to the apparatus 10 which is pressurized and the system is then heated. The temperatures used range from 1300 to 1600 ° C for periods of more than 3 minutes, while at the same time subjecting the system to very high pressures, e.g. of the order of 55 kilobars to ensure thermodynamic 6

DK 155659 BDK 155659 B

stabile betingelser for CBN-indeholdet i systemet. Ved 1300°C skal minimumstrykket være ca. 40 kilobar, og ved 1600°C skal minimumstrykket være ca. 50 kilobar. Ved de benyttede temperaturer smelter sintringsmidlet i massen 37 og frigør kobolt, nikkel eller jern 5 (afhængig af den specielle carbidsammensætning) til bevægelse fra massen 37 til massen 36, hvor der dannes legeringer med den smeltede aluminiumlegering, der dannes ud fra skiverne 38 og 39 og ved reaktion i CBN-massen. Det metalliske medium, der således dannes, fungerer som et effektivt bindingsmiddel for CBN-krystallerne nær 10 grænsefladen mellem massen 36 og 37 til sammenbinding af disse krystaller indbyrdes og til det sintrede carbid. Resten af krystallerne i massen af CBN sammenbindes ved hjælp af det metalliske medium, der dannes ved legering af skiverne 38, 39 og ved reaktion mellem denne legering og CBN.stable conditions for the CBN content of the system. At 1300 ° C, the minimum pressure should be approx. 40 kilobars, and at 1600 ° C the minimum pressure should be approx. 50 kilobars. At the temperatures used, the sintering agent melts in mass 37 and releases cobalt, nickel or iron 5 (depending on the particular carbide composition) for movement from mass 37 to mass 36, forming alloys with the molten aluminum alloy formed from slices 38 and 39. and by reaction in the CBN mass. The metallic medium thus formed acts as an effective bonding agent for the CBN crystals near the interface of mass 36 and 37 to bond these crystals to each other and to the sintered carbide. The rest of the crystals in the mass of CBN are bonded by the metallic medium formed by alloying the slices 38, 39 and by reaction between this alloy and the CBN.

15 Mængden af aluminium i udgangsmaterialet kan ligge fra ca. 1 til ca.The amount of aluminum in the starting material can range from approx. 1 to approx.

40 vægtprocent af CBN, medens mængden af det legerende metal (nikkel, kobolt og jern) kan ligge fra ca. 2 til ca. 100 vægtprocent af CBN. Mængden af disse legerende metaller, der forbliver i det 20 konsoliderede CBN som grundmassemateriale, vil variere afhængig af trykket og varigheden af højtryks-højtemperaturtiIstanden. I alle tilfælde vil mængden af aluminium samt atomer af legerende metal i det kompakte CBN ligge over ca. 1 vægtprocent af mængden af CBN.40% by weight of CBN, while the amount of the alloy metal (nickel, cobalt and iron) can range from approx. 2 to approx. 100% by weight of CBN. The amount of these alloying metals remaining in the consolidated CBN as a matrix material will vary depending on the pressure and duration of the high pressure high temperature state. In all cases, the amount of aluminum and alloys of alloy metal in the compact CBN will be above approx. 1% by weight of the amount of CBN.

25 Forud fordannede aluminiumlegeringer kan selvfølgelig anvendes i stedet for særskilte skiver til legering in situ.Of course, pre-formed aluminum alloys can be used instead of separate in situ alloy discs.

Efter afslutning af højtemperatur-højtryksbehandlingen reduceres først temperaturen og derefter trykket. Ved udtagning af værktøjs-30 indsatsmasserne er det beskyttende afskærmningsmetal stærkt forbundet med disses overflader. Blotlægge!se af de ønskede overflader på den sammensatte værktøjsindsats gennemføres ved blot at bortslibe den beskyttende afskærmning.After completion of the high temperature high pressure treatment, the temperature is first reduced and then the pressure. When removing the tool insert masses, the protective shielding metal is strongly associated with their surfaces. Exposing of the desired surfaces to the composite tool insert is accomplished simply by grinding away the protective cover.

35 Ved anvendelse af den udførelsesform, der er omtalt ovenfor og hvorved der anvendes en aluminium som bindingsmedium er der med held blevet fremstillet talrige kompositlegemer af CBS og sintret carbid under anvendelse af CBN-krystaller i et størrelsesområde på fra 1 til 10 mi kron. Disse kompositlegemer udviser væsentlig forbedrede 735 Using the embodiment described above and using an aluminum as the bonding medium, numerous composite bodies of CBS and sintered carbide have been successfully prepared using CBN crystals in a size range of from 1 to 10 ml. These composite bodies exhibit substantially improved 7

DK 155659 BDK 155659 B

slibeegenskaber sammenlignet med sintrede carbidlegemer.abrasive properties compared to sintered carbide bodies.

I mange af de eksempler, der er anført nedenfor vedrørende denne udførelsesform, dannes der et ringe overskud af aluminiumlegering, 5 og dette er tilbage, efter at infiltreringen mellem CBN-krystallerne er afsluttet. Dette ringe overskud kan danne legering med cylinderen 34 eller med dele af den sintrede carbidmasse 36.In many of the examples listed below regarding this embodiment, a small excess of aluminum alloy is formed, 5 and this remains after the infiltration between the CBN crystals is completed. This slight excess may form alloy with the cylinder 34 or with portions of the sintered carbide mass 36.

Efter at temperaturen og trykket er blevet nedsat, fjernes 10 kompos i ti egernerne, og de kan derefter slibes i form til brug som skæreværktøjer.After the temperature and pressure have been lowered, 10 composts are removed in the ten squirrels, and they can then be ground into shape for use as cutting tools.

Når en poleret overflade på et sådant legeme undersøges under mikroskop, ses det, at mange fine partikler af CBN ligger tæt op til 15 hinanden, idet de ganske små mellemrum mellem disse er udfyldt med en anden fase, der tilsyneladende er metallisk. Der blev således iagttaget ridser på den polerede overflade i modsætning til rækker af huller fra CBN-fragmentfjernelse, som det er blevet iagtaget på polerede overflader på kompakte masser, der er fremstillet under 20 anvendelse af forskellige andre aktive metaller som sammenbindingsmedium.When a polished surface of such a body is examined under a microscope, it is seen that many fine particles of CBN are close to up to 15 each other, the very small spaces between them being filled with another phase that is apparently metallic. Thus, scratches were observed on the polished surface as opposed to rows of holes from CBN fragment removal, as has been observed on polished surfaces on compact masses made using various other active metals as bonding medium.

Indtrængen mellem og sammenbinding af CBN-krystallerne ved hjælp af sammenbindingsmediet er udmærket for komposi tlegemer og kompakte 25 CBN-masser fremstillet ifølge den foreliggende opfindelse. Karakteristiske røntgenstrålediffraktionsmønstre forekommer for et hvilket som helst givet legeringssystem (aluminium samt et af de anførte legerende metaller). Disse diffraktionsmønstre har fastslået tilstedeværelsen af CBN, A1N og yderligere ikke-identificerbare faser.The penetration and bonding of the CBN crystals by the bonding medium is excellent for composites and compact 25 CBN masses made in accordance with the present invention. Characteristic X-ray diffraction patterns occur for any given alloy system (aluminum as well as one of the alloying metals listed). These diffraction patterns have established the presence of CBN, A1N and additional non-identifiable phases.

30 Elektronstrålemikrosondeundersøgelser af kompositlegemer og kompakte CBN-masser fremstillet med aluminium og nikkel som kilde til sammenbindingsmediet viste både Al og Ni i mellemrummene.30 Electron beam microsonde studies of composite bodies and compact CBN masses made with aluminum and nickel as the source of the bonding medium showed both Al and Ni in the interstices.

De findelte CBN-krystaller fremstilles fortrinsvis ved jet-formaling 35 af større CBN-korn. Forud for indføring i reaktionsbeholderen opvarmes CBN-fi ngodset fortrinsvis (900°C, 1 time) i ammoniak for yderligere at rense overfladerne på krystallerne.The finely divided CBN crystals are preferably prepared by jet grinding of larger CBN grains. Prior to introduction into the reaction vessel, the CBN feed is preferably heated (900 ° C, 1 hour) in ammonia to further purify the surfaces of the crystals.

Nogle kompositlegemer af CBN og sintret carbid, der er fremstilletSome composite bodies of CBN and sintered carbide made

DK 155659BDK 155659B

8 ifølge opfindelsen er blevet formet til værktøjer ifølge opfindelsen (kvadratiske, ca. 6,1 mm på hver led) og anvendt til at skære Inconel 718, en superlegering på nikkel basis. Et typisk Ni-Al-bundet værktøj ville have haft et overfladelag af bundet CBN med en tyk-5 kelse på fra 0,76 mm til 0,25 mm fast bundet til en sintret carbidunderstøtningsblok (f.eks. kvalitet 883 Carboloy sintret carbid) omkring 3,05 mm tyk. SI idet på sådanne værktøjer var hovedsagelig generelt set mindre end det slid, der er forbundet med anvendelse af kvalitet 883 Carboloyværktøjer under de samme betin-10 gelser.8 according to the invention have been formed into tools according to the invention (square, about 6.1 mm on each joint) and used to cut Inconel 718, a nickel-based super alloy. A typical Ni-Al bonded tool would have had a surface layer of bonded CBN with a thickness of from 0.76 mm to 0.25 mm firmly bonded to a sintered carbide support block (e.g. grade 883 Carboloy sintered carbide) about 3.05 mm thick. SI in that such tools were generally generally less than the wear associated with the use of quality 883 Carboloy tools under the same conditions.

En række kompositlegemer fremstillet ved denne udførelsesform for opfindelsen blev underkastet slidprøver, hvorunder en stang af René 41 (en superlegering på nikkelbasis) med en diameter på 3,2 mm, der 15 roterer med en hastighed på 2000 omdrejninger pr. minut, blev presset mod CBN-laget på kompositi egernet, der afprøvedes med en kraft på 36,3 kg i 3 minutter. Dybden af slidsporet på den kompakte masse blev derefter bestemt. I hvert af de efterfølgende eksempler var den benyttede anbringelse stort set den samme som for en urw-20 der-sammensætning som vist på figur 2. Beskyttelsescylinderen (eller muffen), der blev benyttet, havde i hvert tilfælde en diameter på 6,4 mm. Med mindre andet er anført i eksemplerne, var alt det benyttede CBN jetformalet (1-10 mikron som største dimension). Det CBN, der er benyttet i eksemplerne II og VI, blev opvarmet i NH3 før 25 indføring. I hvert eksempel blev der benyttet en forud sintret carbidskive (kvalitet 883 Carboloy sintret carbid) som understøtningsblok for kompositi egernet.A number of composite bodies made by this embodiment of the invention were subjected to abrasion tests, under which a rod of René 41 (a nickel-based super alloy) of 3.2 mm diameter rotating at a speed of 2000 rpm. per minute, was pressed against the CBN layer on the composite squirrel, which was tested with a force of 36.3 kg for 3 minutes. The depth of the wear groove on the compact mass was then determined. In each of the following examples, the arrangement used was substantially the same as that of an urw-20 composition as shown in Figure 2. The protective cylinder (or sleeve) used in each case had a diameter of 6.4 mm. . Unless otherwise stated in the Examples, all the CBN used was jet milled (1-10 microns as the largest dimension). The CBN used in Examples II and VI was heated in NH 3 prior to introduction. In each example, a pre-sintered carbide disc (grade 883 Carboloy sintered carbide) was used as a support block for the composite squirrel.

Eksempel I 30Example I 30

En Zr-cylinder blev fyldt med en forud sintret carbidskive (1,3 mm tyk), CBN-korn (0,050 g), Al-skive (0,010 g) og Co-skive (0,034 g). Sammensætningen blev samtidig udsat for et tryk på 54 kb og en temperatur på 1550°C i 61 minutter. Bindingen af CBN til carbidet og 35 sammenbindingen mellem CBN-kornene og metalgrundmassen var god. Den konsoliderede CBN-del gav en god polering. Slidprøvesproret havde en dybde på 0,036 mm.A Zr cylinder was filled with a pre-sintered carbide disk (1.3 mm thick), CBN grain (0.050 g), Al disk (0.010 g) and Co disk (0.034 g). At the same time, the composition was subjected to a pressure of 54 kb and a temperature of 1550 ° C for 61 minutes. The bond of CBN to the carbide and the bond between the CBN grains and the metal matrix were good. The consolidated CBN part provided a good polish. The wear test groove had a depth of 0.036 mm.

Eksempel IIExample II

99

DK 155659 BDK 155659 B

En Mo-muffe (0,05 mm tyk) med Mo-endeskiver (0,05 mm tyk) blev fyldt med en forud sintret carbidskive (1,3 mm tyk), CBN-korn (0,065 g), Al-skive (0,010 g) og et lag af blandede Co- (0,015 g) og Al- (0,004 g) pulvere. Denne sammensætning blev samtidig underkastet et tryk på 5 56 kb og en temperatur på 1500*0 i 63 minutter. Der blev iagttaget god binding mellem CBN og det sintrede carbid og metal grundmassen.A Mo sleeve (0.05 mm thick) with Mo end slices (0.05 mm thick) was filled with a pre-sintered carbide disk (1.3 mm thick), CBN grain (0.065 g), Al disk (0.010 g) and a layer of mixed Co (0.015 g) and Al (0.004 g) powders. This composition was simultaneously subjected to a pressure of 566 kb and a temperature of 1500 * 0 for 63 minutes. Good bonding between CBN and the sintered carbide and metal matrix was observed.

CBN-indholdet i metal grundmassen udviste en tæt pakket mikrostruktur. Slidprøvesporet havde en dybde på 0,025 mm.The CBN content of the metal matrix exhibited a tightly packed microstructure. The wear test groove had a depth of 0.025 mm.

10 Eksempel IIIExample III

En Zr-cylinder blev fyldt med en forud sintret carbidprop (1,3 mm tyk), CBN-korn (0,060 g) og en blanding af grove pulvere (Al 0,010 g og Mn 0,040 g). Sammmensætningen blev samtidig underkastet et tryk 15 på 55 kb og en temperatur på 1550°C i 60 minutter. Sammenbindingen mellem CBN og carbidet og metalgrundmassen var god. Den CBN-kompakte del af sammensætningen gav en god polering. Slidprøvesporet havde en dybde på 0,013 mm.A Zr cylinder was filled with a pre-sintered carbide plug (1.3 mm thick), CBN grain (0.060 g) and a mixture of coarse powders (Al 0.010 g and Mn 0.040 g). At the same time, the composition was subjected to a pressure of 55 kb and a temperature of 1550 ° C for 60 minutes. The connection between CBN and the carbide and the metal matrix was good. The CBN compact part of the composition provided good polishing. The wear test groove had a depth of 0.013 mm.

20 Eksempel IVExample IV

En Mo-cylinder blev fyldt med en forud sintret carbidprop (1,3 mm tyk), CBN-fingods (0,060 g), en Al-skive (0,005 g) og en blanding af V-(0,010 g) og Al-(0,010 g) pulvere. Iagttagelser med hensyn til 25 sammensætning og CBN-kompaktdel var som for produktet i eksempel III. Slidprøvesporet havde en dybde på 0,038 mm.An Mo cylinder was filled with a pre-sintered carbide plug (1.3 mm thick), CBN finger pad (0.060 g), an Al disk (0.005 g) and a mixture of V- (0.010 g) and Al- (0.010 g) powders. Observations in terms of composition and CBN compact part were as for the product of Example III. The wear test groove had a depth of 0.038 mm.

Eksempel VExample V

30 En Zr-cylinder (0,05 mm tyk) blev fyldt med en sintret carbidskive (3,1 mm tyk), en 90 Fe 10 Al skive (0,15 mm tyk x 6,3 mm i diameter, 0,025 g) og CBN-korn (100/120 masker), 0,093 g. Metal!egeringsskiven blev anbragt på overfladen af det sintrede carbid i kontakt med både det sintrede carbid og CBN-massen. Denne sammensætning blev samtidig 35 udsat for et tryk på 55 kb og en temperatur på 1500°C i 60 minutter.A Zr cylinder (0.05 mm thick) was filled with a sintered carbide disk (3.1 mm thick), a 90 Fe 10 Al disk (0.15 mm thick x 6.3 mm in diameter, 0.025 g) and CBN grain (100/120 masks), 0.093 g. The metal alloy disc was placed on the surface of the sintered carbide in contact with both the sintered carbide and the CBN mass. This composition was simultaneously subjected to a pressure of 55 kb and a temperature of 1500 ° C for 60 minutes.

Det således fremstillede kompositlegeme blev undersøgt, og det konstateredes, at der var sket betydelig direkte binding mellem CBN-kornene og mellem CBN-kornene og det sintrede carbid.The composite body thus prepared was examined and it was found that significant direct bonding had occurred between the CBN grains and between the CBN grains and the sintered carbide.

Eksempel VIExample VI

DK 155659BDK 155659B

ίοίο

En Mo-cylinder blev fyldt med en sintret carbidskive (1,3 mm tyk), CBN (0,080 g, l-20/ί), en Al-skive (0,015 g) og spåner af Inconel 718 5 (0,035 g). Inconel 718 har følgende vægtsammensætning: 52,5% Ni 0,6% Al 0,2% Mn 19 % Cr 18 % Fe 3 % Mo 10 5,2 % Cb 0,8% TiAn Mo cylinder was filled with a sintered carbide disk (1.3 mm thick), CBN (0.080 g, l-20 / ί), an Al disk (0.015 g) and chips of Inconel 718 (0.035 g). Inconel 718 has the following weight composition: 52.5% Ni 0.6% Al 0.2% Mn 19% Cr 18% Fe 3% Mo 10 5.2% Cb 0.8% Ti

Sammensætningen blev samtidig udsat for et tryk på 54 kb og en temperatur på 1500 °C i 60 minutter. Der havde udviklet sig en god binding mellem CBN-massen og carbidet. CBN-massen var meget tæt og 15 indeholdt meget lidt grundmassemetal. Det grundmassemetal, der var til stede, var godt bundet til CBN-kornene. Slidprøvesporet havde en dybde på 0,018 mm.The composition was simultaneously subjected to a pressure of 54 kb and a temperature of 1500 ° C for 60 minutes. A good bond between the CBN mass and the carbide had developed. The CBN mass was very dense and 15 contained very little matrix metal. The matrix metal present was well bonded to the CBN grains. The wear test groove had a depth of 0.018 mm.

Eksempel VIIExample VII

2020

En Zr-cylinder blev fyldt med en forud sintret skive (1,3 mm tyk) og en blanding (0,065 g) af CBN-korn samt kvalitet 55A Carboloy (13%A Zr cylinder was filled with a pre-sintered disc (1.3 mm thick) and a mixture (0.065 g) of CBN grain and grade 55A Carboloy (13%

Co, 87% WC) carbidpulver (0,032 g) og Al-pulver (0,003 g). Sammensætningen blev samtidig underkastet et tryk på 55 kb og en tempera-25 tur på 1500°C i 30 minutter. Nogen sammensintring af CBN-kornene skete, og der blev iagttaget god binding mellem CBN-kornene og både den forud sintrede skive og metal grundmassen. Slidprøvesporet havde en dybde på 0,009 mm.Co, 87% WC) carbide powder (0.032 g) and Al powder (0.003 g). The composition was simultaneously subjected to a pressure of 55 kb and a temperature of 1500 ° C for 30 minutes. Some sintering of the CBN grains occurred and good bonding was observed between the CBN grains and both the pre-sintered slab and the metal matrix. The wear test groove had a depth of 0.009 mm.

30 Eksempel VIIIExample VIII

En Zr-cylinder blev fyldt med en forud sintret carbidskive (1,3 mm tyk), et lag kvalitet 190 Carboloy carbidpulver (0,046 g, 25% Co, 75% WC), en Al-skive (0,OlOg) og CBN-korn (0,060 g). Laget af 35 carbidpulver blev anbragt ud over overfladen på den forud sintrede skive, og Al-skiven blev anbragt mellem carbidpulveri åget og CBN-kornene. Sammensætningen blev samtidig udsat for et tryk på 57 kb og en temperatur på 1550eC i 60 minutter. Der opnåedes god sammenbinding mellem det forud sintrede carbid og carbidet, der sintrede inA Zr cylinder was filled with a pre-sintered carbide disk (1.3 mm thick), a layer of quality 190 Carboloy carbide powder (0.046 g, 25% Co, 75% WC), an Al disk (0, OlOg) and CBN. grain (0.060 g). The layer of 35 carbide powder was placed over the surface of the pre-sintered slice, and the Al slice was placed between the carbide powder yoke and the CBN grains. The composition was simultaneously subjected to a pressure of 57 kb and a temperature of 1550 ° C for 60 minutes. Good connection was obtained between the pre-sintered carbide and the sintered carbide

DK 155659 BDK 155659 B

π si tu. Der blev også iagttaget god binding mellem CBN-kornene og metal grundmassen. Nogle få større (20-30 mikrometer) metalområder blev iagttaget. Den konsoliderede CBN-del polerede godt. Slidprø-vesporet havde en dybde på 0,011 mm.π si tu. Good bonding between the CBN grains and the metal matrix was also observed. A few larger (20-30 microns) metal ranges were observed. The consolidated CBN part polished well. The wear test groove had a depth of 0.011 mm.

5 10 15 20 25 30 355 10 15 20 25 30 35

DK 155659BDK 155659B

1212

Eksempel IXExample IX

To komposi tlegemer blev fremstillet til brug til drejebænksskæreværktøjer. I hvert tilfælde blev der benyttet det arrangement, der 5 er vist for en under-sammensætning i figur 2. Der blev benyttet en Zr-cylinder 34 med en diameter på 8,9 mm og tilsvarende låg 34a. En sintret carbidskive (kvalitet 883 Carboloycarbid) med en tykkelse på 2,9 mm blev anvendt som massen 37, og 0,120 g renset jetformalet CBN (1-10 mi kron) blev benyttet som massen 36. Al-skiven 38 vejede 0,020 10 g, og Ni-skiven 39 vejede 0,066 g. Denne sammensætning blev samtidig udsat for et tryk på 55 kb og en temperatur på 1500°C i 60 minutter.Two composite bodies were manufactured for use with lathe cutting tools. In each case, the arrangement shown for a sub-assembly of Figure 2 was used. A Zr cylinder 34 having a diameter of 8.9 mm and corresponding lid 34a was used. A sintered carbide disc (grade 883 Carboloycarbide) having a thickness of 2.9 mm was used as the mass 37, and 0.120 g of purified jet milled CBN (1-10 ml crown) was used as the mass 36. The Al disk 38 weighed 0.020 10 g, and the Ni disc 39 weighed 0.066 g. This composition was simultaneously subjected to a pressure of 55 kb and a temperature of 1500 ° C for 60 minutes.

De sammensatte produkter fjernedes, formedes til færdige dimensioner (3,2 mm tyk og 6,1 mm kvadrat) og afprøvedes.The composite products were removed, formed to finished dimensions (3.2 mm thick and 6.1 mm square) and tested.

15 Ved sammenligning med et kvalitet 883 Carboloy-værktøj blev de to drjebænksskæreværktøjer i eksempel IX anvendt til at skære Inconel 718. Ved betingelser, der frembragte ca. 0,30 mm slid på et kvalitet 883 Carboloy-værktøj, udviste CBN-kompositi egernerne kun (0,10 mm) slid på den kompakte flade, der blev gnedet mod arbejdsstykket. Den 20 spånafbøjende (CBN) overflade på kompositi egernet blev heller ikke stærkt slidt med undtagelse af en udhulning, hvor det udvendige hjørne på spånen gik imod. Den samme type slid indtraf også på alle andre afprøvede værktøjer (herunder Carboloy-værktøjer). Forekomsten af denne særlige type slid på alle værktøjer var at forudse, da alle 25 værktøjer var blevet fremstillet med den samme form. CBN- kompositi egernerne fungerede bedre end Carboloy-værktøjet, når skærehastigheden blev forøget.15 When compared to a quality 883 Carboloy tool, the two lathe cutting tools of Example IX were used to cut Inconel 718. Under conditions that produced approx. 0.30 mm wear on a quality 883 Carboloy tool, the CBN composite squirrels showed only (0.10 mm) wear on the compact surface rubbed against the workpiece. The 20 chip-deflecting (CBN) surface of the composite squirrel was also not greatly worn except for a hollow where the outer corner of the chip went against. The same type of wear also occurred on all other tested tools (including Carboloy tools). The prevalence of this particular type of wear on all tools was foreseeable, as all 25 tools had been manufactured with the same shape. The CBN composite squirrels performed better than the Carboloy tool when the cutting speed was increased.

Den foretrukne direkte binding er den, der dannes in situ mellem 30 CBN-materiale med meget stor styrke og den væsentlig større masse af underliggende stift carbidunderstøtningsmateriale. Denne direkte binding undgår ethvert behov for indskud af et bindingslag mellem den kompakte masse og substratet, såsom det der f.eks. fås ved lodning eller slaglodning. Ved at bringe stift, ikke-eftergivende 35 understøtningsmateriale i direkte kontakt med et CBN-rige bearbejd-ningskantområde formindskes forekomsten af brud i CBN-materialet i høj grad, og det er ikke nødvendigt med så meget CBN til fremstilling af et værktøj.The preferred direct bond is that formed in situ between very high strength CBN material and the substantially greater mass of underlying rigid carbide support material. This direct bond avoids any need for insertion of a bonding layer between the compact mass and the substrate, such as that which e.g. available by soldering or brazing. By bringing rigid, non-compliant support material into direct contact with a CBN-rich machining edge area, the occurrence of fractures in the CBN material is greatly diminished, and so much CBN is not needed to manufacture a tool.

1313

DK 155659 BDK 155659 B

Der henvises nu til de sammensatte værktøjsindsatsemner, der er vist på figur 3, 5 og 6, hvor det ved fremstilling af disse ikke-cylin-driske former, hvor en sintret carbidunderstøtning og CBN-fingods er forenet til en enhed i nærværelse af særlige kombinationer af 5 materialer, er nødvendigt med en modificeret udformning af saltforingen 21 og propperne 22, 22'. Den opbygning, der passer inden i opvarmningsrøret 20, kan således være dannet af en række cylindriske blokke i stablet samvirkende arrangement for at tilvejebringe forme, der kan fyldes med reaktionsbestanddelene. I figur 7 10 er en saltblok 21a som eksempel forsynet med en udsparing 72, der svarer til formen for den ønskede værktøjsindsats, idet den åbner plads for tykkelsen af den beskyttende metal afskærmning 73. Udsparingen 72 er som vist beklædt med beskyttelsesmetal 73 (f.eks. zirconium) og tjener til at rumme et forud-tildannet sintret 15 carbidlegeme (eller masse af carbidpulver, der kan sintres) 74, en masse af findelte CBN-krystaller 76 og skiver (eller pulvere) af aluminium og det metal der skal legeres med dette. En lågsaltblok 21b er forsynet med udsparinger for at give plads for en lågplade 77, der kompletterer beskytte!sesmetal indeslutningen og fortrinsvis 20 en støtteblik af sintret carbid SC for at formindske punktering af det beskyttende metallag 77. En række sådanne samvirkende par af saltblokke, såsom 21a, 21b kan anvendes med ovennævnte indhold.Reference is now made to the composite tool insert blanks shown in Figures 3, 5 and 6, where in the manufacture of these non-cylindrical forms, where a sintered carbide support and CBN finger tips are joined to a unit in the presence of particular combinations of 5 materials, a modified design of the salt liner 21 and plugs 22, 22 'is required. Thus, the structure fitting within the heating tube 20 may be formed by a series of cylindrical blocks in stacked cooperative arrangement to provide molds which may be filled with the reaction components. In Figure 7 10, for example, a salt block 21a is provided with a recess 72 which corresponds to the shape of the desired tool insert, opening space for the thickness of the protective metal shield 73. The recess 72 is lined with protective metal 73 (f. zirconium) and serves to hold a pre-formed sintered carbide body (or mass of sinterable carbide powder) 74, a mass of finely divided CBN crystals 76, and aluminum alloy discs (or powders) and the metal to be alloyed with this. A low salt block 21b is provided with recesses to accommodate a cover plate 77 which completes the protective metal enclosure and preferably a support sheet of sintered carbide SC to reduce puncture of the protective metal layer 77. A number of such cooperating pairs of salt blocks, such as 21a, 21b can be used with the above content.

I værktøjsindsatsopbygningen 40 i figur 3 er begge overflader 41 og 25 42 på det cementerede carbid 43 og CBN-komposi ti egernet 44 skrå (figur 4) for at lette anbringelsen af CBN-skærekanterne på CBN-kompositi egernet i forhold til arbejdsstykket.In the tool insert assembly 40 of Figure 3, both surfaces 41 and 25 42 of the cemented carbide 43 and CBN composition of the spokes 44 are inclined (Figure 4) to facilitate the placement of the CBN cutting edges on the CBN composite spokes relative to the workpiece.

Ved udformning af de tynde lag 51, 61 af konsolideret CBN (ca. 90-97 30 rumfangsprocent) i værktøjsindsatsopbygningerne 52, 62, der er vist i figur 5 og 6, er laget af CBN-fingods begrænset til en maksimal tykkelse på ca. 1,5 mm og en minimum tykkelse 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 51, 61 35 meget tynde er, at a) fremstille CBN-1agene 51, 61 som spånbryde-overflader, b) at gøre det lettere at skærpe værktøjsindsatsemnerne 52, 62, og c) at økonomisere med det anvendte CBN. Ideelt set er sammenhængen mellem egenskaberne af CBN-1åget og det cementerede carbid således, at kanten på CBN-laget vil blive slidt bort lidt 14In designing the thin layers 51, 61 of consolidated CBN (about 90-97 30% by volume) in the tool insert assemblies 52, 62 shown in Figures 5 and 6, the layer of CBN finger pads 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 to make these layers 51, 61 35 very thin is to a) produce the CBN layers 51, 61 as chipboard surfaces, b) to facilitate the sharpening of tool insert blanks 52, 62, and c) to economize with it used CBN. Ideally, the relationship between the properties of the CBN layer and the cemented carbide is such that the edge of the CBN layer will wear away slightly 14

DK 155659 BDK 155659 B

langsommere end det cementerede carbid. Når dette er tilfældet vil en ringe del af CBN-laget fortsat rage frem fra det cementerede carbidlegeme og tilvejebringe en skærekant, og mængden af anvendt CBN vil svare til værktøjets levetid.slower 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.

55

Som ovenfor anført kan aluminiumslegeringsbindemidlet ved binding af CBN-størrelser over 80 mi kron (største dimension) udelades. Når dette sker, er fremgangsmåden imidlertid uegnet til at tilvejebringe tilfredsstillende sammenbinding af CBN-krystaller, der måler 30 10 mikron (største dimension) og derunder, antagelig på grund af det store urenhedsindhold, der vedblivende er koncentreret på disse små partiklers store overfladeareal. Ikke desto mindre kan der om ønsket anvendes en fremgangsmåde, der ikke gør brug af ovennævnte aluminiumlegeringsbindingsmedier ved anvendelser hvor CBN-størrelser på 15 over 80 mi kron er passende.As stated above, the aluminum alloy binder may be omitted by binding CBN sizes above 80 ml crown (largest dimension). However, when this occurs, the process is unsuitable for providing satisfactory bonding of CBN crystals measuring 30 10 microns (largest dimension) and below, presumably because of the high impurity content that remains concentrated on the large surface area of these small particles. Nevertheless, if desired, a method which does not make use of the above aluminum alloy bonding media can be used in applications where CBN sizes of 15 over 80 ml crown are appropriate.

Figur 8 viser en opstilling til fremstilling af en flerhed af skiveeller pilleformede sammensatte produkter (sintret carbidsubstrat hvorover der er dannet et lag af sintret CBN) uden tilstedeværelse 20 af et aluminiumlegeringsbindingsmedium. Fyldningssammensætningen 30(A) passer, selv om den ikke er vist i samme målestok i rummet 31 i det apparat, der er vist på figur 1.Figure 8 shows an arrangement for producing a plurality of slab or pill shaped composite products (sintered carbide substrate over which a layer of sintered CBN is formed) without the presence of an aluminum alloy bonding medium. The filling composition 30 (A) fits, although not shown on the same scale in the space 31 of the apparatus shown in Figure 1.

Fyldningssammensætningen 30(A) består af en cylindrisk muffe 32(A) 25 af afskærmningsmetal, der er udvalgt blandt zirconium, titan, tantal, wolfram, og molybdæn. Inden i den cylindriske afskærmningsmetalmuffe 32(A) er der anbragt et antal under-sammensætninger, der foroven og forneden er beskyttet ved hjælp af afskærmningsskiver 33(A), der er fremstillet af et metal udvalgt blandt de, der er 30 anført til brug ved fremstilling af muffen 32(A), undtagen som anført nedenfor. Hver under-sammensætning, der således er beskyttet på alle sider, består af en større masse 34(B) og en mindre masse 36(A). Hver masse 36(A) udgøres i overvejende grad eller helt af CBN-pulver (større end ca. 80 mi kron for så vidt angår den største 35 dimension).The filling composition 30 (A) consists of a cylindrical sleeve 32 (A) 25 of shielding metal selected from zirconium, titanium, tantalum, tungsten, and molybdenum. Inside the cylindrical shield metal sleeve 32 (A) are arranged a plurality of sub-assemblies protected above and below by shield discs 33 (A) made of a metal selected from those listed for use by manufacture of the sleeve 32 (A), except as set forth below. Each sub-composition thus protected on all sides consists of a larger mass 34 (B) and a smaller mass 36 (A). Each mass 36 (A) is predominantly or wholly made up of CBN powder (greater than about 80 m in crown for the largest 35 dimension).

Ved at anvende en forsintret carbidskive som massen 34(B) og rene CBN-krystaller, der er større end svarende til en maskestørrelse på 120 (US sigtestandard), som massen 36(A) uden yderligere additiver, 15By using a pre-sintered carbide disk such as mass 34 (B) and pure CBN crystals larger than equivalent to a mesh size of 120 (US sieve standard), such as mass 36 (A) without additional additives, 15

DK 155659 BDK 155659 B

kan der fremstilles et enkelt slibelegeme som omtalt nedenfor, hvor CBN-delen er stort set fri for hulrum og fastgjort til carbidskiven ved hjælp af en udmærket binding.For example, a single abrasive body can be prepared as discussed below, wherein the CBN portion is substantially void-free and attached to the carbide disk by an excellent bond.

5 Eksempel XExample X

Stort set rene CBN-korn med en størrelse svarende til en massestørrelse på 100 blev fordelt som en masse over en overflade på en hårdt sintret carbidskive fremstillet af kvalitet 883 Carboloy® 10 carbidpulver. Sammensætningen blev anbragt i en tynd zirconiumafskærmning for at udelukke og fjerne oxygen. Denne sammensætning blev igen omgivet af NaCl-dele (for at udfylde rumfanget 31) i et højtryksapparat. Efter 1 time under tilførsel af højt tryk og høj temperatur (55-60 kb og 1500eC) blev der opnået et sammensat 15 slibelegeme. Det konstateredes, at CBN-delen var stort set fri for hulrum, og at der eksisterede en udmærket binding mellem det sintrede carbid og tilgrænsende CBN.Virtually pure CBN grains with a size equal to a mass size of 100 were distributed as a mass over a surface of a hard sintered carbide disk made of grade 883 Carboloy® 10 carbide powder. The composition was placed in a thin zirconium shield to exclude and remove oxygen. This composition was again surrounded by NaCl portions (to fill volume 31) in a high pressure apparatus. After 1 hour under high pressure and high temperature supply (55-60 kb and 1500 eC), a composite abrasive body was obtained. It was found that the CBN portion was substantially free of voids and that an excellent bond existed between the sintered carbide and adjacent CBN.

Komposi ti egernet ifølge eksempel X blev undersøgt, og det konstate-20 redes, at den i alt væsentligt fuldstændige fjernelse af hulrum i CBN-massen (99 rumfangsprocent CBN) var blevet opnået ved hjælp af forskellige mekanismer.The composition of the squirrels of Example X was examined and it was found that substantially complete removal of voids in the CBN mass (99% by volume CBN) had been achieved by various mechanisms.

a) Indtrængning af zirconiummetal (fra kappen) i en ringe dybde, 25 f.eks. 0,2 mm.a) Penetration of zirconium metal (from the sheath) to a shallow depth, e.g. 0.2 mm.

b) knusning af CBN-kornene (der da kan blive til en fast masse), c) indtrægning af carbidmateriale mellem CBN-kornene under 30 højtemperaturbehandlingen (når carbidmaterialet er i den plastiske tilstand) og d) direkte binding mellem CBN-kornene.b) crushing of the CBN grains (which can then become a solid mass); c) withdrawing carbide material between the CBN grains during the high temperature treatment (when the carbide material is in the plastic state) and d) direct bonding between the CBN grains.

35 CBN-kornene havde indbyrdes store kontaktflader, og det viste sig, at de var blevet delvis plastisk deformeret for at tilpasse sig indbyrdes.The 35 CBN grains had large contact surfaces, and it was found that they had been partially plastically deformed to adapt to each other.

For at bevare fordelene ved mekanisk ustabil opbygning afTo maintain the advantages of mechanically unstable construction of

DK 155659BDK 155659B

16 fyldningssammensætningen er skiverne 37(A) fremstillet af det samme materiale som cylinderen 19, f.eks. NaCl, hexagonalt BN med henblik på at udfylde det formindskede rumfang i hver under-sammensætning under behandlingen.16, the disks 37 (A) are made of the same material as the cylinder 19, e.g. NaCl, hexagonal BN to fill the diminished volume of each sub-composition during treatment.

5 I de beskrevne udførelsesformer for den foreliggende opfindelse kan carbidpulver, der kan sintre som omtalt nedenfor, anvendes i stedet for det forsintrede carbid som massen 34(B). I et sådant tilfælde sker sintring af carbidpulveret in situ.In the disclosed embodiments of the present invention, carbide powder which can be sintered as discussed below may be used in place of the sintered carbide as the mass 34 (B). In such a case, sintering of the carbide powder occurs in situ.

1010

Den direkte binding, der dannes mellem CBN-materialet med meget stor styrke og den væsentlig større masse af underliggende stift carbidunderstøtningsmateriale afhjælper ethvert behov for indskud af et bindingslag mellem disse som f.eks. det, der opnås ved lodning 15 eller slaglodning. Ved at tilvejebringe et stift ikke-eftergivende understøtningsmateriale i direkte kontakt med det CBN-rige bearbejdningskantområde formindskes forekomsten af brud i CBN-materialet under anvendelse af værktøjsindsatsen til bearbejdning til et minimum. I forbindelse med enten den udførelsesform, hvorved der 20 anvendes aluminiumlegeringssammenbindingsmedier, eller udførelsesformen, hvor et sådant ikke anvendes, er kompos i tlegemer, der er fremstillet ifølge den foreliggende opfindelse under tiden tilfældigt gået itu under dekompression af reaktionsbeholderen for at fjerne produktet. Denne type brud sker i en retning stort set 25 vinkelret på den lodrette akse for fyldningssammensætningen. I tilfælde af kompositlegemer, der er fremstillet med under-sammensætningerne ifølge figur 2 og figur 8, ligger grænsefladen mellem CBN og det sintrede carbid i den samme retning. Den høje kvalitet af bindingen ved denne grænseflade ses af det forhold, at bruddet 30 sædvanligvis sker gennem CBN-laget. Kun sjældent forekom der brud ved grænsefladen, og i disse tilfælde var brudoverfladen irregulær, idet den går gennem det sintrede carbid såvel som langs grænsefladen. Grænsefladen er således almindeligvis stærkere end selve CBN-krystallerne.The direct bond formed between the very high strength CBN material and the substantially larger mass of underlying rigid carbide support material alleviates any need for insertion of a bonding layer between them such as e.g. that obtained by brazing 15 or brazing. By providing a rigid non-compliant support material in direct contact with the CBN-rich machining edge area, the occurrence of fractures in the CBN material is minimized using the tool insert for machining to a minimum. In connection with either the embodiment using aluminum alloy bonding media, or the embodiment where such is not used, compositions made in accordance with the present invention have been randomly interrupted during decompression of the reaction vessel to remove the product. This type of fracture occurs in a direction approximately 25 perpendicular to the vertical axis of the filling composition. In the case of composite bodies made with the sub-compositions of Figure 2 and Figure 8, the interface between CBN and the sintered carbide lies in the same direction. The high quality of bonding at this interface is seen by the fact that the breakage 30 usually occurs through the CBN layer. Rarely, rupture occurred only rarely at the interface, and in these cases the rupture surface was irregular, passing through the sintered carbide as well as along the interface. Thus, the interface is generally stronger than the CBN crystals themselves.

3535

Mikroskopisk (300X) undersøgelse af de polerede kanter på kompositlegemer, der er formet til værktøjsindsatsemner, har påvist årsagerne til denne usædvanlige stærke grænsefladebinding. Ved "god binding" viser CBN-kornene ved grænsefladen (ved 300X forstørrelse) 17Microscopic (300X) examination of the polished edges of composite bodies formed for tool insert blanks has revealed the causes of this exceptionally strong interface bonding. By "good bonding" the CBN grains show at the interface (at 300X magnification) 17

DK 155659 BDK 155659 B

sig enten at være i direkte kontakt med det sintrede carbid, eller at være forbundet ved hjælp af et tyndt reaktionslag anbragt mellem CBN-kornene og det sintrede carbid. Ethvert tilstedeværende reaktionslag er mindre end 10 mikron tykt, hvilket viser, at under alle 5 omstændigheder sker der minimal sprængning af og angreb på den sintede carbidstruktur. Grænsefladen er fri for hulrum og er irregulær i målestoksforholdet (l-100/ί) som følge af, at CBN-materialet er presset ind i det sintrede carbid og/eller som følge af bevægelsen af plastisk deformeret sintret carbid ind i mellemrummene mellem 10 hosliggende CBN-krystaller. Denne type og kvalitet af sammenlåset grænseflade er klart uopnåelig ved lodning af en forud fremstillet kompakt CBN-masse til en sintret carbidskive.say either to be in direct contact with the sintered carbide, or to be connected by a thin reaction layer disposed between the CBN grains and the sintered carbide. Any reaction layer present is less than 10 microns thick, which shows that in all 5 circumstances, minimal bursting and attack of the sintered carbide structure occurs. The interface is free of voids and is irregular in scale (l-100 / ί) due to the CBN material being pressed into the sintered carbide and / or due to the movement of plastic deformed sintered carbide into the spaces between 10 adjacent CBN crystals. This type and quality of interlocked interface is clearly unattainable by soldering a pre-made compact CBN mass to a sintered carbide disk.

Fremstilling af kompakte CBN-masser til brug som sliddele i skære-15 og slibeværktøj er omtalt i ovennævnte beskrivelser til U.S.A.Preparation of Compact CBN Masses for Use as Wear Parts in Cutting and Grinding Tools are disclosed in the above-described U.S.A.

patent nr. 3.136.615 og 3.233.988. Efter fremstilling fastgøres den kompakte masse fremstillet ifølge den kendte teknik til en bærer.Patent Nos. 3,136,615 and 3,233,988. After preparation, the compact mass produced according to the prior art is attached to a carrier.

Der er intet i disse patentskrifter, der ville lede en fagmand til fremstilling af en værktøjsindsats i form af et kompositi egerne, 20 hvori en kompakt CBN-masse, når den dannes, samtidig integreres med en sintret carbidunderstøtningsmasse uden anvendelse af tilsætningsmaterialer.There is nothing in these patents that would guide one skilled in the art of making a tool insert in the form of a composite spindle, wherein a compact CBN mass, when formed, is simultaneously integrated with a sintered carbide support mass without the use of additives.

For.uden den type kompositi egerne, der er omtalt ovenfor, hvori en 25 masse af CBN-krystaller understøttes på og er bundet til en forud tildannet sintret carbidmasse, kan der fremstilles to andre typer kompositlegemer. I begge sidstnævnte sammensætninger er det sintrede carbid forholdsvis ensartet fordelt i en masse af slibekorn. I den anden type kompositi egerne er slibekornene CBN-korn, medens slibe-30 kornene i den tredje type sammensætning er en blanding af CBN-korn og diamantkorn.In addition to the type of composites disclosed above, in which a mass of CBN crystals is supported on and bonded to a pre-formed sintered carbide mass, two other types of composite bodies may be prepared. In both of the latter compositions, the sintered carbide is relatively uniformly distributed in a mass of abrasive grains. In the second type of composites, the abrasive grains are CBN grains, while the abrasive grains of the third type of composition are a mixture of CBN grains and diamond grains.

Eksempel XIExample XI

35 En blanding af 94 rumfangsprocent CBN-korn og 6 rumfangsprocent Carboloy kvalitet 883 carbidpulver (6% Co, 94% WC) blev omgivet af en tynd Zr-afskærmning (for at udelukke og fjerne oxygen). Denne sammensætning blev indført i et højtryks-højtemperaturapparat som beskrevet i eksempel X. Blandingen blev udsat for ca. 55 kb og 1835 A mixture of 94% by volume CBN grain and 6% by volume Carboloy grade 883 carbide powder (6% Co, 94% WC) was surrounded by a thin Zr shield (to exclude and remove oxygen). This composition was introduced into a high-pressure, high-temperature apparatus as described in Example X. The mixture was exposed to ca. 55 kb and 18

DK 155659 BDK 155659 B

1500°C i ca. 60 minutter. Mikroskopisk undersøgelse af polerede flader på det resulterende kompositi egerne viser, at det sintrede carbid havde bevæget sig ind i de allermindste sprækker mellem CBN-kornene. Selv om direkte binding mellem CBN-kornene ikke var 5 omfattende i denne type kompositi egerne, var bindingen mellem CBN-materialet og metallet (carbidet) udmærket. En fraktureret overflade af sammensætningen viste meget få steder, hvor et CBN-korn var blevet trukket ud af systemet. I stedet var CBN-kornet brækket. Der blev ikke iagttaget noget reaktionslag op til CBN-kornene ved 300X 10 forstørrelse.1500 ° C for approx. 60 minutes. Microscopic examination of polished surfaces on the resulting composite spokes shows that the sintered carbide had moved into the smallest crevices between the CBN grains. Although direct bonding between the CBN grains was not extensive in this type of composites, the bonding between the CBN material and the metal (carbide) was excellent. A fractured surface of the composition showed very few places where a CBN grain had been pulled out of the system. Instead, the CBN grain was broken. No reaction layer was observed up to the CBN grains at 300X 10 magnification.

Ved fremstilling af denne type kompositi egerne anvendes der fortrinsvis CBN-krystalindhold på fra ca. 70 rumfangsprocent til ca. 94 rumfangsprocent. Med dette store CBN-indhold sker der direkte 15 kontakt mellem CBN-krystallerne ved de benyttede høje tryk. Som en følge heraf sker der knusning af korn, og en stor del af det oprindelige hulrum bliver fyldt med CBN-korn, der er gået itu. Indtrængende carbidpulver hindrer tilsyneladende direkte binding mellem CBN-kornene, men CBN/carbidbindingen tilvejebringer et sejt, stærkt 20 slibelegeme.In the preparation of this type of composites, CBN crystal content of from about 10% is preferably used. 70% by volume to approx. 94% by volume. With this large CBN content, direct contact between the CBN crystals occurs at the high pressures used. As a result, crushing of grain occurs, and much of the original void is filled with broken CBN grains. Penetrating carbide powder apparently prevents direct bonding between the CBN grains, but the CBN / carbide bond provides a tough, strong abrasive body.

Sintringstidsrummet kan variere fra ca. 10 til ca. 60 minutter. Der kan anvendes tryk i området fra ca. 45 til 60 kb. De benyttede temperaturer kan variere fra 1300eC til 1600°C. Kombinationer af 25 tryk og temperatur skal vælges på en sådan måde, at der sikres termodynamisk stabilitet for CBN.The sintering time can vary from approx. 10 to approx. 60 minutes. Pressures in the range of approx. 45 to 60 kb. The temperatures used can range from 1300 ° C to 1600 ° C. Combinations of 25 pressure and temperature must be selected in such a way as to ensure thermodynamic stability for the CBN.

Denne anden type kompositlegemer kan igen fastgøres til en sintret carbidunderstøtningsblok ved hjælp af almindeligt kendte midler, 30 f.eks. ved hjælp af lodning. Som en anden mulighed kan dette kompositi egerne /understøtningsblokopbygning fremstilles in situ a) ved at anbringe CBN-korn/carbidpulverblandingen over overfladen af en sintret carbidskive eller b) ved at anvende en kombination af et lag af carbidpulver, der kan sintre, og tilgrænsende med dette et 35 lag af CBN-korn/carbidpulverblanding. Ved disse alternative arrangementer, såsom de arrangementer, der er omtalt ovenfor, er reaktionsmassen fortrinsvis indeholdt i en zirconiumkappe.This second type of composite body can again be attached to a sintered carbide support block by commonly known means, e.g. by means of soldering. As another option, this compositor / support block structure can be prepared in situ a) by applying the CBN grain / carbide powder mixture over the surface of a sintered carbide disk or b) using a combination of a sintering carbide powder and adjacent with this a 35 layer of CBN grain / carbide powder mixture. In these alternative arrangements, such as the arrangements discussed above, the reaction mass is preferably contained in a zirconium sheath.

Ved den praktiske udøvelse af den foreliggende opfindelse er 19In the practice of the present invention, 19

DK 155659 BDK 155659 B

carbidpulveret, hvor dette anvendes, fortrinsvis et wolframcarbid-støbepulver (blanding af carbidpulver og koboltpulver), der er kommercielt tilgængeligt i partikelstørrelser fra 1 til 5 mikron. Wolframcarbid kan, hvis dette ønskes, erstattes helt eller delvis af 5 enten titancarbid eller tantalcarbid eller begge. Da der har være gjort nogen anvendelse af nikkel og jern ved sammenbinding af carbider, kan materialet til tilvejebringelse af metalbindingen i det cementerede carbid udvælges blandt kobolt, nikkel, jern og blandinger af disse. Kobolt foretrækkes imidlertid som metalsammen-10 bindingsmaterialet. Sammensætningen af carbidformpulvere, der er egnede til brug ved den praktiske gennemførelse af den foreliggende opfindelse kan bestå af blandinger indeholdende ca. 75-97% carbid og ca. 3-25% metalbindingsmateriale. Eksempler på carbidpulvere, der anvendes, er Carboloy kvalitet 883 carbid (6% Co, 94% WC) og 15 Carboloy kvalitet 905 (3% Co, 93% WC, 3,85% TaC, 0,15% TiC).the carbide powder, where used, preferably a tungsten carbide casting powder (mixture of carbide powder and cobalt powder) commercially available in particle sizes from 1 to 5 microns. Tungsten carbide may, if desired, be replaced in whole or in part by either titanium carbide or tantalum carbide or both. 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 from cobalt, nickel, iron and mixtures thereof. However, cobalt is preferred as the metal bonding material. The composition of carbide mold powders suitable for use in the practice of the present invention may be comprised of mixtures containing approx. 75-97% carbide and approx. 3-25% metal bonding material. Examples of carbide powders used are Carboloy grade 883 carbide (6% Co, 94% WC) and Carboloy grade 905 (3% Co, 93% WC, 3.85% TaC, 0.15% TiC).

Ved fremstilling af den tredje type kompositlegemer (CBN-korn, diamantkorn og sintret carbid) er den teknik, der er anført ovenfor til brug ved fremstilling af den anden type kompakt masse, anvende-20 lig med undtagelse af slibekornsindholdet. Som følge af diamantindholdet skal skiverne 33(A) være enten zirconium eller titan. Blån- -dinger af CBN og diamants!ibekorn kan ligge inden for vide grænser, idet dog det kubiske bornitrid skal udgøre mindste 70% i forhold til volumenet af CBN og carbid. Tryk, temperaturer og sintringtidsrum er 25 sammenlignelige med de, der benyttes ved fremstilling af den anden type komposi tlegemer med undtagelse af, at den termodynamiske stabilitet af diamant, når dette er til stede, kræver lidt højere tryk og/eller lavere temperaturer end for den anden type komposi tlegemer.In preparing the third type of composite body (CBN grain, diamond grain and sintered carbide), the technique set forth above for use in preparing the second type of compact mass is applicable except for the abrasive grain content. Due to the diamond content, the discs 33 (A) must be either zirconium or titanium. Blanks of CBN and diamond ibekorn may be within wide limits, however, the cubic boron nitride must be at least 70% relative to the volume of CBN and carbide. Pressures, temperatures and sintering times are comparable to those used in the preparation of the second type of composite body except that, when present, the thermodynamic stability of diamond requires slightly higher pressure and / or lower temperatures than other type of composition.

3030

Eksempel XIIExample XII

En enhed svarende til en under-sammensætning ifølge fig. 2 blev fremstillet i en Zr-beholder (diameter 6,4 mm). Fyldningen for denne 35 bestod af en skive af kvalitet 883 Carboloy sintret carbid (tykkelse 3,1 mm) og i kontakt med denne en blanding af 0,046 g CBN-korn (100-120 masker), 0,046 g diamantkorn (100-120 masker) og 0,020 g kvalitet 883 Carboloy pulver. Enheden blev samtidig udsat for et tryk på 55 kb og en temperatur på 1500°C i 60 minutter. Det 20An assembly corresponding to a sub-assembly of FIG. 2 was made in a Zr container (6.4 mm diameter). The filling for this 35 consisted of a slab of quality 883 Carboloy sintered carbide (thickness 3.1 mm) and in contact with it a mixture of 0.046 g CBN grain (100-120 mesh), 0.046 g diamond grain (100-120 mesh) and 0.020 g grade 883 Carboloy powder. The unit was simultaneously subjected to a pressure of 55 kb and a temperature of 1500 ° C for 60 minutes. It 20

DK 155659 BDK 155659 B

fremstillede kompositlegeme blev poleret til et skæreværktøj og afprøvet ved skæring af René 41 superlegering på en drejebænk. Værktøjet skar superlegeringen, men diamantdelen i den kompakte slibemasse blev alt for hurtigt slidt bort. Mikroskopisk undersø-5 gelse viste, at der var opnået god diamant/diamantbinding ved fremstillingen, og at der var god binding mellem diament og CBN-kornene og carbidunderstøtningen. Lejlighedsvis blev der iagttaget CBN/CBN-binding, men ingen diamant/CBN-binding.manufactured composite bodies were polished to a cutting tool and tested by cutting René 41 superalloy on a lathe. The tool cut the super alloy, but the diamond part of the compact abrasive mass was worn away too quickly. Microscopic examination showed that good diamond / diamond bonding was obtained in the manufacture and that there was good bonding between the diamond and the CBN grains and the carbide support. Occasionally, CBN / CBN binding was observed, but no diamond / CBN binding.

10 Som oven for anført er det i forbindelse med de sammensatte værktøjsindsatsemner, der er vist i fig. 9, 5 og 6, og ved fremstilling af disse ikke cylindriske former nødvendigt med en modificeret udformning af saltforingen 21 og propperne 22, 22'. En opbygning, der passer inden i opvarmningsrøret 20, kan således dannes af en 15 række cylindriske blokke i stablet samvirkende arrangement for at tilvejebringe forme, der kan fyldes med bestanddelene, f.eks. en blanding af carbidformpulver og CBN-korn. Som eksempel kan saltblokken 21(C) i fig. 11 være forsynet med en udsparing 72 (A), der svarer til formen for den ønskede værktøjsindsats, men som giver 20 plads for tykkelsen af den beskyttende metal kappe 73(A). Udsparingen 72(A) er foret med beskyttelsesmetal 73(A) (f.eks. zirconium) som vist for at indeholde de materialer, der skal omdannes til et kompositlegeme. Lågsaltblokken 21(D) er forsynet med udsparinger for at skaffe plads til lågpladen 74(A), der fuldender den beskyttende 25 metal indeslutning og fortrinsvis en understøtningsblok af sintret carbid SC for at formindske punktering af det beskyttende metallag 74(A) mest muligt. En række samvirkende par af saltblokke, såsom 21(C), 21(D) kan anvendes til at udfylde rumfanget 31.10 As mentioned above, in connection with the composite tool insert blanks shown in FIG. 9, 5 and 6, and in making these non-cylindrical shapes, a modified design of the salt liner 21 and plugs 22, 22 'is required. Thus, a structure which fits within the heating tube 20 can be formed by a series of cylindrical blocks in stacked cooperating arrangement to provide molds which can be filled with the components, e.g. a mixture of carbide mold powder and CBN grain. By way of example, the salt block 21 (C) of FIG. 11 may be provided with a recess 72 (A) which corresponds to the shape of the desired tool insert but which provides space for the thickness of the protective metal sheath 73 (A). The recess 72 (A) is lined with protective metal 73 (A) (e.g. zirconium) as shown to contain the materials to be converted into a composite body. The lid salt block 21 (D) is provided with recesses to provide space for the lid plate 74 (A) which completes the protective metal enclosure and preferably a sintered carbide SC support block to minimize puncture of the protective metal layer 74 (A). A number of interacting pairs of salt blocks such as 21 (C), 21 (D) can be used to fill the volume 31.

30 i den værktøjsindsatskonstruktion 40(A), der er vist i fig. 9, er begge overflader 41(A) og 42(A) på det cementerede kompositlegeme af carbid/slibekorn 43(A) forsynet med en skråflade (fig. 10) for at lette præsentationen af CBN-skærekanterne på dette i forhold til arbejdsstykket.30 in the tool insert assembly 40 (A) shown in FIG. 9, both surfaces 41 (A) and 42 (A) of the cemented composite body of carbide / abrasive grain 43 (A) are provided with an inclined surface (Fig. 10) to facilitate presentation of the CBN cutting edges thereon relative to the workpiece.

3535

Om ønsket kan det meste af værktøjslegemet 40(A) bestå af sintret carbid (enten forud tildannet eller fremstillet in situ), idet alene det område, der udgør og grænser op til punktet 44(A), er af et kompositlegeme af cementeret carbid/slibekorn.If desired, most of the tool body 40 (A) may consist of sintered carbide (either pre-formed or manufactured in situ), with only the area constituting and adjacent to point 44 (A) being of a cemented carbide composite body. grit.

2121

DK 155659 BDK 155659 B

I denne udførelsesfonn, hvor der ikke anvendes en aluminiumlegering som bindingsmiddel ved dannelse af de tynde lag 51, 61 af konsolideret CBN (ca. 99 rumfangsprocent) i det værktøjsindsatskonstruktioner 52, 62, der er vist i fig. 5 og 6, er laget af CBN-korn 5 begrænset til en maksimal tykkelse på ca. 1,0 mm og en minimumtykkelse på ca. 0,1 mm, selv om der foreligger mulighed for at fremstille sådanne lag med tykkelser på op til ca. 2,0 mm.In this embodiment, where an aluminum alloy is not used as a bonding agent in forming the thin layers 51, 61 of consolidated CBN (about 99% by volume) in the tool insert assemblies 52, 62 shown in FIG. 5 and 6, the layer of CBN grain 5 is limited to a maximum thickness of approx. 1.0 mm and a minimum thickness of approx. 0.1 mm, although it is possible to make such layers with thicknesses of up to approx. 2.0 mm.

Efter fuldførelse af højtemperatur-højtryksbehandlingen formindskes 10 først temperaturen og derefter trykket. Efter udtagning af værktøjsindsatsmasserne er den beskyttende metal kappe stærkt fastgjort til disses overflader. Blotlæggelse af de ønskede overflader på den dannede værktøjsindsats opnås ved blot at bortslibe den beskyttende afskærmning.After completion of the high temperature high pressure treatment, 10 first decreases the temperature and then the pressure. After removing the tool insert masses, the protective metal sheath is firmly attached to their surfaces. Exposing the desired surfaces to the tool insert formed is accomplished by simply abrasive the protective shield.

1515

Der er også blevet konstateret, at systemet er kompatibelt med små mængder af tilsætningsstoffer, såsom wolfram og beryllium.It has also been found that the system is compatible with small amounts of additives such as tungsten and beryllium.

Eksempel XIIIExample XIII

2020

To under-sammensætninger blev indført (foroven og forneden) i hulrummet 31 i et højtryks-højtemperaturapparat. Hver under-sammensætning blev omgivet af en Zr-cylinder (diameter 6,4 mm) og bestod af en prop af kvalitet 883 Carboloy sintret carbid (1,3 mm tyk) og 25 en masse af 100/120 maskers CBN-korn (0,065 g). CBN-kornene i den nederste under-sammensætning blev kun dækket med et tyndt lag af Ta-metal, der blev sprøjtet over disse. Under-sammensætningerne blev samtidig udsat for et tryk på 55 kb og en temperatur på 1510°C i 60 minutter. Under-sammensætningerne blev fjernet, poleret og undersøgt 30 under mikroskop.Two sub-compositions were inserted (top and bottom) into the cavity 31 of a high pressure high temperature apparatus. Each subassembly was surrounded by a Zr cylinder (6.4 mm diameter) and consisted of a plug of grade 883 Carboloy sintered carbide (1.3 mm thick) and a mass of 100/120 mesh CBN grain (0.065 g). The CBN grains of the lower sub-composition were covered only with a thin layer of Ta metal, which was sprayed over them. The sub-compositions were simultaneously subjected to a pressure of 55 kb and a temperature of 1510 ° C for 60 minutes. The sub-compositions were removed, polished and examined under microscope.

Den øverste under-sammensætning udviste omfattende direkte binding mellem CBN-kornene, hvilket resulterede i et stærkt slibelegeme. Der var også udmærket vedhæften mellem CBN-kornene og det sintrede 35 carbid.The upper sub-composition exhibited extensive direct bonding between the CBN grains, resulting in a strong abrasive body. There was also excellent adhesion between the CBN grains and the sintered 35 carbide.

Den nederste under-sammensætning (Ta-overtrukket CBN) viste sig at have mange områder, hvor CBN-kornene var sammensintret. Andre CBN-krystaller var bundet til Ta-grundmassen. Der var klart godThe lower sub-composition (Ta-coated CBN) was found to have many areas where the CBN grains were sintered. Other CBN crystals were bound to the Ta matrix. That was clearly good

DK 155659BDK 155659B

22 vedhæften mellem CBN/Ta-systemet og det sintrede carbid.22 the adhesion between the CBN / Ta system and the sintered carbide.

Eksempel XIVExample XIV

5 Der blev fremstillet en enhed svarende til under-sammensætningerne i eksempel XIV. En Zr-cylinder (vægtykkelse 0,05 mm og en diameter på 6,4 mm) blev fyldt med et legeme (0,5g) koldpresset kvalitet 883 Carboloy carbidpulver og i kontakt med overfladen på dette, en blanding bestående af 400 maskers CBN-korn (0,060 g), kvalitet 883 10 Carboloy carbidpulver (0,021 g) og Be-pulver (0,003 g). Enheden blev samtidig udsat for et tryk på 56 kb og en temperatur på 1520°C i 60 minutter. Der opnåedes en sammensat skive bestående af et sintret carbidunder!ag (1,8 mm tyk) dækket på en side med et lag konsolideret CBN (tykkelse 0,71 mm) og med en ensartet diameter på 3,35 mm.A unit similar to the sub-compositions of Example XIV was prepared. A Zr cylinder (wall thickness 0.05 mm and a diameter of 6.4 mm) was filled with a body (0.5g) cold pressed grade 883 Carboloy carbide powder and in contact with the surface thereof, a mixture of 400 mesh CBN grain (0.060 g), grade 883 10 Carboloy carbide powder (0.021 g) and Be powder (0.003 g). The unit was also subjected to a pressure of 56 kb and a temperature of 1520 ° C for 60 minutes. A composite disk was obtained consisting of a sintered carbide base (1.8 mm thick) covered on one side with a layer of consolidated CBN (thickness 0.71 mm) and a uniform diameter of 3.35 mm.

15 Der blev konstateret stærk binding mellem CBN-kornene og det sintrede carbid såvel som direkte CBN/CBN-binding.Strong bonding between the CBN grains and the sintered carbide as well as direct CBN / CBN binding was found.

Det er klart, at de sammensatte produkter, der er fremstillet ved den praktiske gennemførelse af den foreliggende opfindelse, sædvan-20 ligvis vil være fastgjort til et større legeme, f.eks. et værktøjsskaft eller borskær til fremføring mod det materiale, der skal skæres.It will be understood that the composite products produced by the practice of the present invention will usually be attached to a larger body, e.g. a tool shank or drill bit for advancing against the material to be cut.

25 30 3525 30 35

Claims (15)

1. Kompositlegeme til slibning eller til skæreværktøjer, hvilket legeme omfatter krystaller af kubisk bornitrid sammenbundet med et 5 legeme af et metal materi ale, kendetegnet ved, at kompositi egernet omfatter separate ved et tryk på over 40 kilobar sammensintrede masser, hvor en første af disse masser består af kobolt-, nikkel-, eller jernbundet wolfram-, tantal- eller titan-karbid, og en anden masse, som indeholder en polykrystallinsk masse 10 af krystaller af kubisk bornitrid, omfatter mere end 70 volumenprocent indbyrdes sammenbundne krystaller af kubisk bornitrid.A composite body for grinding or cutting tools, said body comprising cubic boron nitride crystals bonded to a body of a metal material, characterized in that the composite spokes comprise separate at a pressure of more than 40 kilobars of sintered mass, a first of these masses consist of cobalt, nickel, or iron-bound tungsten, tantalum or titanium carbide, and another mass containing a polycrystalline mass 10 of cubic boron nitride crystals comprises more than 70% by volume of interconnected cubic boron nitride crystals. 2. Kompositlegeme ifølge krav 1 og navnlig i form af et skærelegeme eller en skæreindsats til maskinbearbejdning, k e n - 15 detegnet ved, at massen af kubisk bornitrid er formgivet til en skærekant, og karbidmassen er formgivet som et styrkedannende substrat for massen af kubisk bornitrid.Composite body according to claim 1, and in particular in the form of a cutting body or a cutting tool for machining, characterized in that the mass of cubic boron nitride is shaped into a cutting edge and the carbide mass is shaped as a strength-forming substrate for the mass of cubic boron nitride. 3. Kompositlegeme ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet 20 ved, at massen af kubisk bornitrid også omfatter kobolt-, nikkel-, eller jernbundet wolfram-, tantal- eller titankarbid og/eller diamantparti kl er.Composite body according to claim 1 or 2, characterized in that the mass of cubic boron nitride also comprises cobalt, nickel, or iron-bound tungsten, tantalum or titanium carbide and / or diamond portion K1. 4. Kompositlegeme ifølge et hvilket som helst af de foregående 25 krav, kendetegnet ved, at massen af kubisk bornitrid er bundet til karbidmassen ved en skilleflade, som er i det væsentlige fri for porer og hulrum, hvorhos et hårdmetal eller en binderlegering udfylder mellemrummene med en størrelse på 1-100 mikron dannet mellem de skillefladedannende krystaller af kubisk bornitrid, 30 således at massen af kubisk bornitrid er bundet og fastlåst til karbidmassen.Composite body according to any one of the preceding claims, characterized in that the mass of cubic boron nitride is bonded to the carbide mass at a partition substantially free of pores and voids, where a cemented carbide or binder alloy fills the spaces with a size of 1-100 microns formed between the interfacial crystals of cubic boron nitride, such that the mass of cubic boron nitride is bonded and locked to the carbide mass. 5. Kompositlegeme ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at massen af kubisk bornitrid 35 omfatter en metal fase indeholdende aluminiumatomer og atomer af mindst ét legerende grundstof bestående af et eller flere af metallerne nikkel, kobolt, mangan, jern, vanadium eller chrom, hvorhos den totale mængde af aluminium og legerende grundstof overstiger 1 vægtprocent af mængden af kubisk bornitrid. DK 155659 BComposite body according to any one of the preceding claims, characterized in that the mass of cubic boron nitride 35 comprises a metal phase containing aluminum atoms and atoms of at least one alloying element consisting of one or more of the metals nickel, cobalt, manganese, iron, vanadium or chromium, the total amount of aluminum and alloying element exceeding 1% by weight of the amount of cubic boron nitride. DK 155659 B 6. Kompositlegeme ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at de separate krystaller af kubisk bornitrid har en største dimension på under ca. 30 mi kron og fortrinsvis under ca. 10 mikron. 5Composite body according to any one of the preceding claims, characterized in that the separate crystals of cubic boron nitride have a larger dimension of less than approx. 30 ml crown and preferably less than approx. 10 microns. 5 7. Kompositlegeme ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at massen af krystaller af kubisk bornitrid har en tykkelse på ca. 1,5 mm eller mindre.Composite body according to any one of the preceding claims, characterized in that the mass of cubic boron nitride crystals has a thickness of approx. 1.5 mm or less. 8. Kompositlegeme ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5 eller 7, kendetegnet ved, at koncentrationen af kubiske bor-nitridkrystaller i massen af kubisk bornitrid overstiger ca. 90 volumenprocent og fortrinsvis er mindst ca. 99 volumenprocent.Composite body according to any one of claims 1-5 or 7, characterized in that the concentration of cubic boron nitride crystals in the mass of cubic boron nitride exceeds approx. 90% by volume and preferably at least about 99% by volume. 9. Kompositlegeme ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at karbidmassen er baseret på wolframkarbid og kobolt.Composite body according to any one of the preceding claims, characterized in that the carbide mass is based on tungsten carbide and cobalt. 10. Fremgangsmåde til fremstilling af et hårdmaterialekom- 20 positlegeme ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendet egn et ved, (a) at der i en beholder af beskyttende metal anbringes en separat mængde af sinterbart hårdmetalpulver omfattende et bindermetal og et hårdmetal karbid eller en sintret hårdmetalmasse af kobolt-, nikkel-25 eller jernbundet wolfram-, tantal- eller titankarbid og en separat mængde af krystaller af kubisk bornitrid eller en polykrystallinsk masse af krystaller af kubisk bornitrid, som ved et efterfølgende tryksintringstrin danner en separat masse omfattende mindst 70 volumenprocent kubisk bornitrid, 30 (b) at beholderen og dennes indhold underkastes samtidig indvirk ning af en temperatur på 1300-1600°C og et tryk, der overstiger ca. 40 kilobar i mindst 3 minutter, (c) at tilførslen af varme til beholderen standses, (d) at trykket, som udøves på beholderen, ophæves, og 35 (e) at hårdmetalkompositi egernet udtages.A method of making a cementitious composite body according to any one of the preceding claims, characterized in that (a) a separate amount of sinterable cemented carbide powder comprising a binder metal and a cemented carbide is placed in a container. carbide or a sintered cemented carbide mass of cobalt, nickel or iron-bound tungsten, tantalum or titanium carbide and a separate amount of cubic boron nitride crystals or a polycrystalline mass of cubic boron nitride crystals, which in a subsequent pressure sintering step forms a separate mass comprising at least 70% by volume of cubic boron nitride; 30 (b) subjecting the container and its contents simultaneously to a temperature of 1300-1600 ° C and a pressure exceeding approx. (C) stopping the supply of heat to the container, (d) abolishing the pressure exerted on the container, and 35 (e) removing the cemented carbide composite. 11. Fremgangsmåde ifølge krav 10, kendetegnet ved, at massen af krystaller af kubisk bornitrid omfatter en metalfase indeholdende aluminiumatomer og atomer af mindst ét legerende DK 155659 B grundstof bestående af nikkel, kobolt, mangan, jern, vanadium eller chrom, hvorhos den samlede mængde af aluminium og legerende grundstof overstiger 1 vægtprocent af mængden af kubisk bornitrid.Process according to claim 10, characterized in that the mass of cubic boron nitride crystals comprises a metal phase containing aluminum atoms and atoms of at least one alloy of nickel, cobalt, manganese, iron, vanadium or chromium, wherein the total amount of aluminum and alloying element exceeds 1% by weight of the amount of cubic boron nitride. 12. Fremgangsmåde ifølge krav 10 eller 11, kendetegnet ved, at krystallerne af kubisk bornitrid er anbragt som et lag på mindst den ene side af legemet af hårdmetal eller sinterbart pulver af bindermetal og hårdmetal karbid, hvorhos dette lag har en tykkelse på 1,5 mm eller derunder. 10Process according to claim 10 or 11, characterized in that the crystals of cubic boron nitride are arranged as a layer on at least one side of the body of cemented carbide or sinterable powder of binder metal and cemented carbide, which layer has a thickness of 1.5 mm or less. 10 13. Fremgangsmåde ifølge krav 11, kendetegnet ved, at materialet, der anvendes som kilde for en legering af aluminium, er til stede som et pulver eller i form af plader, herunder en aluminiumplade. 15Process according to claim 11, characterized in that the material used as a source of an alloy of aluminum is present as a powder or in the form of plates, including an aluminum plate. 15 14. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 10-13, kendetegnet ved, at massen af kubisk bornitrid også omfatter diamantpartikler og/eller et hårdmetal karbid.Process according to any one of claims 10-13, characterized in that the mass of cubic boron nitride also comprises diamond particles and / or a carbide carbide. 15. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 10-14, kendetegnet ved, at hårdmetal massen er baseret på wol-framkarbid og kobolt. 30 35Process according to any one of claims 10-14, characterized in that the cemented carbide mass is based on wool carbide and cobalt. 30 35
DK327572A 1971-07-01 1972-06-30 COMPOSITION BODIES FOR GRINDING OR FOR CUTTING TOOLS AND PROCEDURES FOR MANUFACTURING THE SAME DK155659C (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15871171A 1971-07-01 1971-07-01
US15870971A 1971-07-01 1971-07-01
US15871171 1971-07-01
US15870971 1971-07-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DK155659B true DK155659B (en) 1989-05-01
DK155659C DK155659C (en) 1989-10-16

Family

ID=26855307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK327572A DK155659C (en) 1971-07-01 1972-06-30 COMPOSITION BODIES FOR GRINDING OR FOR CUTTING TOOLS AND PROCEDURES FOR MANUFACTURING THE SAME

Country Status (10)

Country Link
JP (2) JPS5243846B1 (en)
AT (1) AT336432B (en)
BE (1) BE785771A (en)
CH (1) CH579437A5 (en)
DE (2) DE2265792C2 (en)
DK (1) DK155659C (en)
FR (1) FR2144426A5 (en)
IT (1) IT956916B (en)
NL (2) NL174715C (en)
SE (2) SE415882B (en)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3831428A (en) * 1973-03-26 1974-08-27 Gen Electric Composite wire drawing die
DE2353324A1 (en) * 1972-11-01 1974-05-09 Gen Electric METHOD FOR PRODUCING A LAYER OF CUBIC BORNITRIDE DIRECTLY CONNECTED TO A BODY MASS WITH A HIGH MODULE OF ELASTICITY
AU512633B2 (en) * 1976-12-21 1980-10-23 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Sintered tool
ZA771270B (en) * 1977-03-03 1978-07-26 De Beers Ind Diamond Abrasive bodies
US4186022A (en) * 1977-06-08 1980-01-29 Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky Institut Abrazivov I Shlifovania Superhard composite material
DE2726939C2 (en) * 1977-06-15 1982-07-22 Institut fiziki vysokich davlenij Akademii Nauk SSSR, Akademgorodok, Moskovskaya oblast' Composite body and method of making the same
JPS5823353B2 (en) * 1978-05-17 1983-05-14 住友電気工業株式会社 Sintered body for cutting tools and its manufacturing method
GB2048956B (en) * 1979-03-29 1983-02-16 Sumitomo Electric Industries Sintered compact for a machining tool
JPS6082841U (en) * 1983-11-14 1985-06-08 スタンレー電気株式会社 Transistor on voltage rise prevention circuit
JPS6131660A (en) * 1984-07-20 1986-02-14 Fuji Electric Co Ltd Engine starter
FR2592821B1 (en) * 1986-01-16 1989-02-03 Inst Sverkhtverdykh Mat DEVICE FOR HOT COMPRESSION OF A COMPOSITE MATERIAL CONTAINING DIAMONDS OR CUBIC BORON NITRIDE
JPS61201751A (en) * 1985-03-04 1986-09-06 Nippon Oil & Fats Co Ltd High hardness sintered body and its manufacture
US4705124A (en) * 1986-08-22 1987-11-10 Minnesota Mining And Manufacturing Company Cutting element with wear resistant crown
FR2605676B1 (en) * 1986-10-24 1993-06-18 Combustibles Nucleaires Ste In ULTRADORING ABRASIVE TOOL FOR EXCAVATING HEAD AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH A TOOL
AT388523B (en) * 1987-03-16 1989-07-25 Miba Sintermetall Ag METHOD FOR PRODUCING A SINTER BODY WITH AT LEAST ONE WEARING LAYER CONTAINING MOLYBDA
EP0301492B1 (en) * 1987-07-29 1992-02-19 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method for bonding cubic boron nitride sintered compact
FR2638461A1 (en) * 1988-11-03 1990-05-04 Combustible Nucleaire ABRASIVE COMPOSITE PRODUCT COMPRISING AN ACTIVE PART OF ULTRA-HARD MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH A PRODUCT
US4985050A (en) * 1989-08-15 1991-01-15 General Electric Company Supported thermally stable cubic boron nitride tool blanks and method for making the same
KR950000166B1 (en) * 1990-01-10 1995-01-11 니흥유지 가부시끼가이샤 Cutting tool assembly
US5326380A (en) * 1992-10-26 1994-07-05 Smith International, Inc. Synthesis of polycrystalline cubic boron nitride
JPH06190731A (en) * 1992-11-05 1994-07-12 General Electric Co <Ge> Insert for grinding tool with high torque fastener
DE69519341T2 (en) 1994-08-01 2001-03-15 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Superhard composite material for tools
DE69527236T2 (en) 1994-09-16 2003-03-20 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Multi-layer film made of ultra-fine particles and hard composite material for tools that contain this film
JP3866305B2 (en) 1994-10-27 2007-01-10 住友電工ハードメタル株式会社 Composite high hardness material for tools
EP1712649B2 (en) 2004-01-08 2017-11-22 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Cubic boron nitride sintered compact
JP4927559B2 (en) 2004-10-28 2012-05-09 京セラ株式会社 Cubic boron nitride sintered body and cutting tool using the same
JP2017014084A (en) 2015-07-03 2017-01-19 昭和電工株式会社 Cubic crystal boron nitride sintered body, method of producing cubic crystal boron nitride sintered body, tool and cutting tool
KR102472999B1 (en) * 2018-06-28 2022-11-30 다이아몬드 이노베이션즈, 인크. PCBN sinter compact

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE661132C (en) * 1931-04-19 1938-06-11 Fried Krupp Akt Ges Method of making tools
US2947617A (en) * 1958-01-06 1960-08-02 Gen Electric Abrasive material and preparation thereof
DE1169833B (en) * 1960-10-03 1964-05-06 Gen Electric Process for the production of a grinding or cutting body
US3136615A (en) * 1960-10-03 1964-06-09 Gen Electric Compact of abrasive crystalline material with boron carbide bonding medium
GB1034386A (en) * 1963-12-05 1966-06-29 Chromalloy Corp Improvements in or relating to the bonding of composite metal bodies to each other or to other metal bodies
DE1502019B2 (en) * 1964-02-10 1972-12-14 Wickman Wimet Ltd , Coventry, War wickshire (Großbritannien) CARBIDE CUTTING INSERT FOR EQUIPMENT OF CHIPPING TOOLS

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2888355A (en) * 1955-01-03 1959-05-26 Carborundum Co Boron nitride-metal carbide bodies and the manufacture thereof
US2941248A (en) 1958-01-06 1960-06-21 Gen Electric High temperature high pressure apparatus
JPS5243846A (en) * 1975-10-03 1977-04-06 Senichi Masuda Device for electrostatic powder coating

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE661132C (en) * 1931-04-19 1938-06-11 Fried Krupp Akt Ges Method of making tools
US2947617A (en) * 1958-01-06 1960-08-02 Gen Electric Abrasive material and preparation thereof
DE1169833B (en) * 1960-10-03 1964-05-06 Gen Electric Process for the production of a grinding or cutting body
US3136615A (en) * 1960-10-03 1964-06-09 Gen Electric Compact of abrasive crystalline material with boron carbide bonding medium
GB1034386A (en) * 1963-12-05 1966-06-29 Chromalloy Corp Improvements in or relating to the bonding of composite metal bodies to each other or to other metal bodies
DE1502019B2 (en) * 1964-02-10 1972-12-14 Wickman Wimet Ltd , Coventry, War wickshire (Großbritannien) CARBIDE CUTTING INSERT FOR EQUIPMENT OF CHIPPING TOOLS

Also Published As

Publication number Publication date
JPS54119506A (en) 1979-09-17
NL8302488A (en) 1983-11-01
DE2232227C2 (en) 1984-07-05
DE2232227A1 (en) 1973-01-11
NL174715C (en) 1984-08-01
AT336432B (en) 1977-05-10
ATA570972A (en) 1976-08-15
BE785771A (en) 1972-11-03
NL174715B (en) 1984-03-01
CH579437A5 (en) 1976-09-15
DE2265792C2 (en) 1987-11-12
NL7208868A (en) 1973-01-03
DK155659C (en) 1989-10-16
NL180445B (en) 1986-09-16
SE8001534L (en) 1980-02-27
JPS5243846B1 (en) 1977-11-02
IT956916B (en) 1973-10-10
FR2144426A5 (en) 1973-02-09
SE454983B (en) 1988-06-13
JPS5940579B2 (en) 1984-10-01
SE415882B (en) 1980-11-10
NL180445C (en) 1987-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK155659B (en) COMPOSITION BODIES FOR GRINDING OR FOR CUTTING TOOLS AND PROCEDURES FOR MANUFACTURING THE SAME
US3767371A (en) Cubic boron nitride/sintered carbide abrasive bodies
US3743489A (en) Abrasive bodies of finely-divided cubic boron nitride crystals
USRE32380E (en) Diamond tools for machining
US6919040B2 (en) Method of producing an abrasive product containing cubic boron nitride
US3745623A (en) Diamond tools for machining
US7033408B2 (en) Method of producing an abrasive product containing diamond
US3982911A (en) Process for the preparation of a composite cubic boron nitride layer abrasive body
US4690691A (en) Polycrystalline diamond and CBN cutting tools
JP3059738B2 (en) Manufacturing method of polycrystalline compact tool blank
US4714385A (en) Polycrystalline diamond and CBN cutting tools
US4534773A (en) Abrasive product and method for manufacturing
DK160324B (en) Diamond compact masses, and process for producing them
US4457765A (en) Abrasive bodies
US4702649A (en) Polycrystalline diamond and CBN cutting tools
US4797138A (en) Polycrystalline diamond and CBN cutting tools
US4142869A (en) Compact-grained diamond material
JPH0456790B2 (en)
JPS6124360B2 (en)
IE52867B1 (en) Diamond and cubic boron nitride abrasive compacts using size selective abrasive particle layers
JPH01274904A (en) Diamond and cubic system boron nitride abrasive molded form
JPS6357384B2 (en)
JPS6213307B2 (en)
JPS6384875A (en) Manufacture of composite diamond polishing molded form
DK144415B (en) PROCEDURE FOR MANUFACTURING A MATERIAL CONTAINING CUBIC BORN NITRID

Legal Events

Date Code Title Description
PUP Patent expired