FI74304B - MED BINDEMEDEL ANRIKADE HAORDMETALLKROPPAR OCH FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV DESSA. - Google Patents

MED BINDEMEDEL ANRIKADE HAORDMETALLKROPPAR OCH FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV DESSA. Download PDF

Info

Publication number
FI74304B
FI74304B FI821074A FI821074A FI74304B FI 74304 B FI74304 B FI 74304B FI 821074 A FI821074 A FI 821074A FI 821074 A FI821074 A FI 821074A FI 74304 B FI74304 B FI 74304B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
carbide
cobalt
binder
weight
enriched
Prior art date
Application number
FI821074A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI821074L (en
FI821074A0 (en
FI74304C (en
Inventor
Bela Jeno Nemeth
George Paul Grab
Original Assignee
Kennametal Inc
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 Kennametal Inc filed Critical Kennametal Inc
Publication of FI821074A0 publication Critical patent/FI821074A0/en
Publication of FI821074L publication Critical patent/FI821074L/en
Publication of FI74304B publication Critical patent/FI74304B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI74304C publication Critical patent/FI74304C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C29/00Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/08Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on tungsten carbide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C29/00Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/04Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbonitrides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C29/00Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C30/00Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • C23C30/005Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
    • 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

Description

1 743041 74304

Sideaineella rikastettuja, sementoituja karbidikappaleita ja menetelmä niiden valmistamiseksiBinder - enriched, cemented carbide bodies and method of making them

Esillä oleva keksintö koskee sementoituja karbidikappaleita, joissa on kobolttia, nikkeliä, rautaa tai niiden seoksia sideaineena, ja näiden kappaleiden valmistusta. Tarkermin sanottuna esillä oleva keksintö koskee sementoituja, karbidisia me-tallinleikkauspaloja, joiden pinnassa on kova, tulenkestävä oksidi-, nitridi-, boridi- tai karbidipäällyste.The present invention relates to cemented carbide bodies having cobalt, nickel, iron or mixtures thereof as a binder, and to the manufacture of these bodies. More specifically, the present invention relates to cemented, carbide metal cutting pieces having a hard, refractory oxide, nitride, boride or carbide coating on the surface.

Menneisyydessä on sementoitujen, karbidisten leikkauspalojen pintaan kerrostettu monenlaisia kovia, tulenkestäviä päällysteitä leikkaussärmän lujuuden parantamiseksi ja siten palan leikkaavana kestämisiän jatkamiseksi. Kts. esim. US-patentti-julkaisuja 4 035 541, 3 564 683, 3 616 506, 3 882 581, 3 914 473, 3 736 107, 3 967 035, 3 955 038, 3 836 392 ja oikaisujulkaisua 29 420. Nämä tulenkestävät päällysteet voivat valitettavasti vaihtelevissa määrin pienentää sementoitujen karbidi-kovapalojen sitkeyttä. Huonontumisen aste riippuu ainakin osaksi päällysteen rakenteesta ja koostumuksesta ja siitä menetelmästä, jota sen kerrostamisessa käytetään. Näin ollen, joskin tulenkestävät päällysteet ovat parantaneet metallinleikkaus-kovapalojen kulutuksen kestävyyttä, ne eivät ole pienentäneet leikkaussärmän taipumusta särkyä murskautumalla tai lohkeamalla, varsinkin keskeytyvissä leikkaus-sovellutuksissa.In the past, a variety of hard, refractory coatings have been deposited on the surface of cemented, carbide cutting pieces to improve the strength of the cutting edge and thus extend the shear life of the piece. See, e.g., U.S. Patent Nos. 4,035,541, 3,564,683, 3,616,506, 3,882,581, 3,914,473, 3,736,107, 3,967,035, 3,955,038, 3,836,392, and Corrigendum 29,420. unfortunately, refractory coatings can reduce the toughness of cemented carbide hard pieces to varying degrees. The degree of deterioration depends at least in part on the structure and composition of the coating and the method used to deposit it. Thus, although refractory coatings have improved the wear resistance of metal cutting hard pieces, they have not reduced the tendency of the cutting edge to break by crushing or splitting, especially in intermittent cutting applications.

Aikaisemmat pyrkimykset parantaa särmän lujuutta päällystetyissä leikkaus-kovapaloissa ovat kohdistuneet koboltilla rikastetun, alustan ja päällysteen rajapinnasta sisäänpäin ulottuvan kerroksen aikaansaamiseen. On todettu, että koboltin rikastumista tiettyjen C-huokoisten alustojen pintakerroksissa voidaan saavuttaa alipaine-sintrausjaksojen aikana. Näille koboltista rikastuneille vyöhykkeille tunnusmerkillistä oli A-huokoisuus, kun taas suurimmalla osalla alustasta 2 74304 oli C-huokoisuus. Kiinteäliuos-karbidin vähentymistä esiintyi tavallisesti vaihteleviin syvyyksiin ja asteisiin näillä koboltilla rikastuneilla alueilla. Koboltin rikastuminen on toivottavaa sikäli, että kobolttipitoisuuden suureneminen tunnetusti parantaa sementoitujen karbidien sitkeyttä eli iskunkestävyyttä. Valitettavasti aikaansaadun rikastumisen tasoa on vaikea hallita C-huokoisissa alustoissa. Tyypillisesti alustan pinnalle muodostettiin päällyste koboltista ja hiilestä. Tämä koboltti- ja hiilipäällys-te poistettiin ennen tulenkestävän aineen kerros toimi s ta alustalle kiinnipysyvän sidonnan aikaansaamiseksi päällysteen ja alustan väliin. Joskus koboltin rikastumisen taso alustan pinnanalaisissa kerroksissa oli niin korkea, että sillä oli haitallinen vaikutus sivujen kulumiseen. Tämän johdosta alustan sivupinnoilla olevat koboltilla rikastuneet kerrokset joskus hiottiin pois, niin että jäljelle jäi kobolttirikastusta ainoastaan kaatopinnoille ja C-huokoi-sen aineksen mahdollisuus sivupinnalle. A- tai B-huokoisuus-tyyppisiin alustoihin verrattuna C-huokoiset alustat eivät ole kemiallisesti yhtä homogeenisia. Tämä voi johtaa eta-faasin (kova ja hauras faasi, joka vaikuttaa sitkeyteen) muodostumisen päällysteen ja alustan rajapintaan huonompaan hallintaan, päällysteen kiinnipysymisen huononemiseen ja epäyhdenmukaisen päällysteen kasvun suurenemiseen.Previous efforts to improve edge strength in coated shear hard pieces have focused on providing a cobalt-enriched layer extending inwardly from the substrate-coating interface. It has been found that enrichment of cobalt in the surface layers of certain C-porous substrates can be achieved during vacuum sintering cycles. These cobalt-enriched zones were characterized by A-porosity, while most of the substrate 2 74304 had C-porosity. Decreases in solid solution carbide usually occurred to varying depths and degrees in these cobalt-enriched regions. Enrichment of cobalt is desirable in that an increase in cobalt content is known to improve the toughness of cemented carbides. Unfortunately, the level of enrichment achieved is difficult to control in C-porous media. Typically, a coating of cobalt and carbon was formed on the surface of the substrate. This cobalt and carbon coating was removed before the refractory layer was applied to the substrate to provide a permanent bond between the coating and the substrate. Sometimes the level of cobalt enrichment in the subsurface layers of the substrate was so high that it had a detrimental effect on side wear. As a result, the cobalt-enriched layers on the side surfaces of the substrate were sometimes ground off, leaving only cobalt enrichment on the pouring surfaces and the possibility of C-porous material on the side surface. Compared to A- or B-porosity type substrates, C-porous substrates are not as chemically homogeneous. This can lead to poorer control of the formation of the eta phase (hard and brittle phase that affects toughness) at the interface between the coating and the substrate, deterioration of the adhesion of the coating, and increased growth of non-uniform coating.

Määritelmänä, sementoiduissa karbideissa havaittava huokoisuus voidaan luokitella johonkin kolmesta ASTM:n (American Society for Testing and Materials) suosittelemasta kolmesta luokasta seuraavasti:By definition, the porosity observed in cemented carbides can be classified into one of the three classes recommended by the American Society for Testing and Materials (ASTM) as follows:

Tyyppi A, kun huokosläpimitta on pienempi kuin 10 ^um.Type A when the pore diameter is less than 10 μm.

Tyyppi B» kun huokosläpimitta on 10 ja 40 ^um:n välillä. Tyyppi Cf kun huokoset ovat epäsäännölliset hiilisisältymien läsnäolon johdosta. Nämä sisältymät tulevat vedetyiksi ulos näytteestä sen metallograafisen valmistuksen aikana, jolloin jäljelle jää edellä mainittuja epäsäännöllisiä huokosia.Type B »when the pore diameter is between 10 and 40 μm. Type Cf when the pores are irregular due to the presence of carbon content. These contents are drawn out of the sample during its metallographic production, leaving the above-mentioned irregular pores.

3 743043 74304

Edellä mainitun luokituksen lisäksi havaitulle huokoisuudelle voidaan antaa l:sta 6 reen vaihteleva numero havaitun huokoisuuden taajuusasteen osoittamiseksi. Menetelmä näiden luokitusten tekemiseksi on löydettävissä teoksesta Cemented Carbides, tekijät tri. P. Schwarzkopf ja tri.In addition to the above classification, the observed porosity may be given a number ranging from 1 to 6 to indicate the frequency of the observed porosity. A method for making these classifications can be found in Cemented Carbides, authors dr. P. Schwarzkopf et al.

R. Kieffer, julkaissut MacMillan & Co. New York (1960) s. 116-120.R. Kieffer, published by MacMillan & Co. New York (1960) pp. 116-120.

Sementoidut karbidit voidaan luokitella myös niiden sideai-nehiili- ja volframipitoisuuksien mukaan. Volframikarbidi-kobolttilejeeringeille, joissa on ylimäärä hiiltä, tunnusmerkillistä ovat C-huokoset, jotka, kuten jo on mainittu, ovat varsinaisia vapaan hiilen sisältymiä. Volframikarbidi-kobolttilejeeringeille, joissa hiiltä on vähän ja joissa koboltti on kyllästyneenä volfrämistä, tunnusmerkillistä on eta-faasin läsnäolo, jolla tarkoitetaan M12C- tai MgC-karbi-dia, jossa M tarkoittaa kobolttia ja volframia. Äärimmäisyyksien, eli C-huokoisuuden ja eta-faasin välillä on sidelejee-ringin välikoostunusten alue, jotka sisältävät volframia ja hiiltä liuenneina eri määrin, mutta siten, että vapaata hiiltä tai eta-faasia ei lainkaan esiinny. Volframikarbidi-kobolttilejeeringeissä läsnäolevan volfrämin tasolle voi tunnusmerkillistä olla myös sidelejeeringin magneettinen kyllästyminen, koska kobolttilejeeringin magneettinen kyllästyminen on funktio sen koostumuksesta. Hiilellä kyllästyneen koboltin magneettisen kyllästymisen ilmoitetaan olevan 3 158 gauss-cm koboltti-g kohti, mikä osoittaa C-tyyppistä huokoisuutta, kun taas 125 gauss-cm^ koboltti-g kohti ja siitä alle osoittaa eta-faasin läsnäoloa.Cemented carbides can also be classified according to their binder carbon and tungsten contents. Tungsten carbide-cobalt alloys with an excess of carbon are characterized by C-pores, which, as already mentioned, are the actual contents of free carbon. Tungsten carbide-cobalt alloys, which are low in carbon and in which cobalt is saturated with tungsten, are characterized by the presence of an ethasic phase, meaning M12C or MgC carbide, where M is cobalt and tungsten. Between the extremes, i.e., C-porosity and the eta phase, is the region of the side alloy intermediate compositions containing tungsten and carbon dissolved to varying degrees, but with no free carbon or eta phase present. The level of tungsten present in tungsten carbide-cobalt alloys may also be characterized by the magnetic saturation of the bond alloy, since the magnetic saturation of the cobalt alloy is a function of its composition. The magnetic saturation of carbon-saturated cobalt is reported to be 3,158 Gauss-cm per g of cobalt, indicating C-type porosity, while 125 Gauss-cm 2 per g of cobalt and below indicates the presence of the eta phase.

Niinpä esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan helposti hallittavissa oleva ja taloudellinen menetelmä sideaineesta rikastuneen kerroksen muodostamiseksi lähelle sementoidun karbidikappaleen pintaa.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an easily controllable and economical method of forming a binder-enriched layer close to the surface of a cemented carbide body.

Edelleen keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sementoitu 4 74304 karbidikappale, jossa on sideaineesta rikastunut kerros lähellä sen pintaa, siten, että olennaisesti kaikki huokoisuus, kautta koko kappaleen, on joko A- tai B-tyyppiä.It is a further object of the invention to provide a cemented 4 74304 carbide body having a binder-enriched layer near its surface so that substantially all of the porosity, throughout the body, is of either the A or B type.

Keksinnön tarkoituksena on myös saada aikaan sementoituja karbidikappaleita, joiden hiilipitoisuudet vaihtelevat C-huokoisuudesta eta-faasiin, ja joissa on sideaineesta rikastunut kerros lähellä niiden ulkopintaa.It is also an object of the invention to provide cemented carbide bodies having carbon concentrations ranging from C-porosity to eta-phase and having a binder-enriched layer near their outer surface.

Lisäksi keksinnön tarkoituksena on yhdistää edellämainittui-hin, keksinnön mukaisiin, sementoituihin karbidikappalei-siin tulenkestävä päällyste, niin että saadaan aikaan päällystettyjä leikkaus-kovapaloja, joissa yhdistyy hyvä kulutuksen kestävyys ja hyvä sitkeys.It is a further object of the invention to combine a refractory coating with the aforementioned cemented carbide bodies according to the invention so as to provide coated shear hard pieces which combine good wear resistance and good toughness.

Nämä päämäärät on voitu toteuttaa keksinnön mukaisesti ja keksinnön pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista.These objects can be realized according to the invention and the main features of the invention appear from the appended claims.

Esillä olevan keksinnön mukaan on todettu, että sideaineesta rikastunut kerros voidaan muodostaa lähelle sementoidun karbidikappaleen ulkopintaa käyttämällä seuraavaa menetelmää :According to the present invention, it has been found that a binder-enriched layer can be formed close to the outer surface of a cemented carbide body using the following method:

Jauhetaan ja sekoitetaan ensimmäistä karbidijauhetta, side-ainejauhetta ja kemiallisen reagenssin jauhetta, joka on valittu ryhmästä, jonka muodostavat metallit, metalliseokset ja sellaisten siirtymäalkuaineiden hydridit, nitridit ja karbonitridit, joiden karbideilla on negatiivisempi muodostumisen vapaa energia kuin ensimmäisellä, lähellä sideaineen sulamispistettä olevalla karbidilla, ja sitten sintra-taan tai sen jälkeen lämpökäsitellään puristettu erä tätä sekoitettua ainetta, niin että mainittu kemiallinen agenssi ainakin osaksi muuttuu karbidikseen.Grinding and mixing the first carbide powder, binder powder and chemical reagent powder selected from the group consisting of metals, alloys and hydrides, nitrides and carbonitrides of transition elements whose carbides have a more negative free energy than the first carbide near the melting point of the binder. then a sintered batch of this mixed material is sintered or subsequently heat treated so that said chemical agent is at least partially converted to a carbide.

Esillä olevan keksinnön mukaan tätä menetelmää voidaan käyttää sideaineesta rikastuneen kerroksen muodostamiseen 5 74304 lähelle sementoidun karbidikappaleen ulkopintaa, jossa on olennaisesti vain Λ- tai B-tyyppistä huokoisuutta kautta koko kappaleen. Rikastuminen voidaan myös saada aikaan sementoiduissa karbidikappaleissa, joiden hiilipitoisuudet vaihtelevat eta-faasista C-huokoisuuteen.According to the present invention, this method can be used to form a binder-enriched layer 5 74304 near the outer surface of a cemented carbide body having substantially only Λ- or B-type porosity throughout the body. Enrichment can also be achieved in cemented carbide bodies with carbon contents ranging from eta phase to C porosity.

Esillä olevan keksinnön mukaisessa sementoidussa karbidikap-paleessa on myös todettu mainitun sideaineesta rikastetun kerroksen alla kerros, joka on osaksi sideaineesta köyhtynyt.In the cemented carbide body according to the present invention, a layer partially impoverished from the binder is also found under said binder-enriched layer.

Ensimmäinen karbidi on volframikarbidi. Sideaineena voi mieluimmin olla koboltti, nikkeli, rauta tai niiden seoksia, mutta mieluimmin koboltti.The first carbide is tungsten carbide. The binder may preferably be cobalt, nickel, iron or mixtures thereof, but more preferably cobalt.

Kemiallinen agenssi valitaan mieluimmin ryhmien IVB ja VB alkuaineiden hydridien, nitridien ja karbonitridien joukosta ja se lisätään mieluimmin pienenä, mutta tehokkaana määränä, joka sopivimmin on 0,5-2 paino-% jauhepanoksesta. Kemiallisena agenssina on mieluimmin titaaninitridi tai titaanikarbonitridi.The chemical agent is preferably selected from the hydrides, nitrides and carbonitrides of the Group IVB and VB elements and is preferably added in a small but effective amount, most preferably 0.5-2% by weight of the powder charge. The chemical agent is preferably titanium nitride or titanium carbonitride.

Esillä olevan keksinnön mukaisissa sementoiduissa karbidikappaleissa on myös todettu olevan kerros, joka ainakin osaksi on köyhtynyt kiinteäliuoskarbidiin nähden, lähellä kappaleen jotakin ulkopintaa. Keksinnön mukaisissa sementoiduissa karbidikappaleissa on myös todettu olevan, tämän kiinteästä liuoksesta köyhtyneen kerroksen alla kerros, joka on rikastunut kiinteäliuoskarbideihin nähden.The cemented carbide bodies of the present invention have also been found to have a layer that is at least partially depleted relative to the solid solution carbide near one of the outer surfaces of the body. The cemented carbide bodies according to the invention have also been found to have a layer enriched in solid solution carbides below this solid solution depleted layer.

Esillä olevan keksinnön mukaisissa sementoiduissa karbidikappaleissa on, mieluimmin kaatopinnan ja sivupinnan yhtymäkohdassa, leikkaussärmä, jolla on kova, tiivis tulenkestävä päällyste kiinnipysyvästi sidottuna näihin pintoihin. Sideaineesta rikastunut kerros voidaan hioa pois sivupinnasta ennen päällystämistä.The cemented carbide bodies of the present invention have, preferably at the junction of the pouring surface and the side surface, a cutting edge with a hard, dense refractory coating permanently bonded to these surfaces. The binder-enriched layer can be sanded off the side surface before coating.

6 743046 74304

Tulenkestävä päällyste koostuu mieluimmin yhdestä tai useammasta kerroksesta jotakin metallioksidia, karbidia, nitridiä, boridia tai karbonitridiä.The refractory coating preferably consists of one or more layers of a metal oxide, carbide, nitride, boride or carbonitride.

Esillä olevan keksinnön tarkka luonne selviää tarkemmin seuraavasta yksityiskohtaisesta selityksestä, tarkasteltuna oheisen piirustuksen yhteydessä, jossa:The exact nature of the present invention will become more apparent from the following detailed description when taken in conjunction with the accompanying drawing, in which:

Kuvio 1 on kaaviollinen leikkauskuvanto keksinnön mukaisen päällystetyn metallinleikkaus-kovapalan eräästä sovellutus-muodosta.Figure 1 is a schematic sectional view of an embodiment of a coated metal cutting hard piece according to the invention.

Kuvio 2 on graafinen esitys esillä olevan keksinnön mukaisessa sementoidussa karbidikappaleessa esiintyvän koboltin rikastumisen tyypillisistä tasoista, funktiona kaatopinto-jen alapuolisesta syvyydestä.Figure 2 is a graphical representation of typical levels of cobalt enrichment in a cemented carbide body according to the present invention, as a function of the depth below the landfill surfaces.

Kuvio 3 on graafinen esitys sideaineen ja kiinteäliuos-karbidien suhteellisten pitoisuuksien vaihtelusta funktiona kaatopinnan alapuolisesta syvyydestä esimerkin 12 mukaisessa näytteessä.Figure 3 is a graphical representation of the variation in the relative concentrations of binder and solid solution carbides as a function of the depth below the pour surface in the sample of Example 12.

Keksinnön edellä mainitut tarkoitukset saavutetaan lämpökä-sittelemällä sementoitua karbidipuristetta, joka sisältää alkuainetta, jonka karbidin muodostumisenergia on negatiivisempi kuin volframikarbidin, korkeassa, lähellä sideaineen sulamispistettä tai sen yläpuolella olevassa lämpötilassa. Leikkaus-kovapalasovellutuksissa tämä alkuaine eli kemiallinen agenssi voidaan valita ryhmien IVB ja VB siir-tymämetalleista, niiden lejeeringeistä, nitrideistä, karbo-nitrideistä ja hydrideistä. On todettu, että sementoidun volframikarbidikappaleen ulkopinnan lähellä oleva aineker-ros voidaan yhdenmukaisesti rikastaa sideaineella ja tavallisesti ainakin osaksi köyhdyttää kiinteäliuoskarbidista sintrauksen ja uudelleenlämmityksen aikana lämpötilassa, joka on sideainelejeeringin sulamispisteen yläpuolella, sisällyttämällä jauhepanokseen ryhmien IVB ja VB alkuaineiden nitridejä, hydridejä ja/tai karbonitridejä.The above objects of the invention are achieved by heat treating a cemented carbide compact containing an element having a carbide formation energy more negative than that of tungsten carbide at a high temperature near or above the melting point of the binder. In shear-hard piece applications, this element, i.e. a chemical agent, can be selected from Group IVB and VB transition metals, their alloys, nitrides, carbon nitrides and hydrides. It has been found that the layer of material near the outer surface of the cemented tungsten carbide body can be uniformly enriched with a binder and usually at least partially depleted of solid solution carbide during sintering and reheating at a temperature above the melting point of the binder alloy of nitride and

7 743047 74304

Sintrauksen aikana nämä ryhmien IVB ja VB alkuaineiden lisäykset reagoivat hiilen kanssa, muodostaen karbidia tai karbonitridiä. Nämä karbidit tai karbonitridit voivat esiintyä osaksi tai kokonaan kiinteän liuoksen muodossa volframikarbidin ja kaikkien muiden läsnäolevien karbidien kanssa. Lopullisessa sintratussa karbidissa läsnä olevan typen määrä on tyypillisesti pienempi kuin se typpimäärä, joka on lisätty nitridinä tai karbonitridinä, koska nämä lisäykset ovat epästabiileja korkeissa lämpötiloissa, jotka ovat sideainelejeeringin sulamispistettä korkeampia tai matalampia ja johtavat ainakin osittaiseen typen haihtumiseen näytteestä, jos sintrausilmakehä sisältää typpeä vähemmän kuin sen tasapaino-höyrynpaine edellyttää. Jos kemiallinen agenssi lisätään metallina, lejeerinkinä tai hyd-ridinä, se siis muuttuu kuutionmuotoiseksi karbodiksi, joka tyypillisesti on kiinteänä liuoksena volframikarbidin ja kaikkien muiden mahdollisesti läsnä olevien karbidien kanssa. Lisätyn hydridin sisältämä vety haihtuu sintrauksen aikana.During sintering, these additions of Group IVB and VB elements react with carbon to form carbide or carbonitride. These carbides or carbonitrides may be present in part or in whole in the form of a solid solution with tungsten carbide and any other carbides present. The amount of nitrogen present in the final sintered carbide is typically less than the amount of nitrogen added as nitride or carbonitride because these additions are unstable at high temperatures higher or lower than the melting point of the binder alloy and result in at least partial nitrogen evaporation from the sample. its equilibrium vapor pressure requires. Thus, if the chemical agent is added as a metal, alloy or hydride, it is converted to a cubic carbode, which is typically in solid solution with tungsten carbide and any other carbides that may be present. The hydrogen contained in the added hydride evaporates during sintering.

Tantaalia, titaania, niobia ja hafniumia voidaan käyttää metalleina, hydrideinä, nitrideinä ja karbonitrideinä joko yksin tai yhdistelminä yhdenmukaisen koboltin rikastumisen aikaansaamiseksi hiilipitoisuudeltaan laajalti vaihtelevia volframikarbidi-kobolttipohjäisiä lejeerinkejä sintrattaes-sa tai sen jälkeen lämpökäsiteltäessä. Lisäykset, jotka yhteensä muodostavat likimäärin 15 paino-%, on todettu sopiviksi. Uskotaan, että myös sirkonium ja vanadiini metalleina, nitrideinä, karbonitrideinä ja hydrideinä ovat sopivia tähän tarkoitukseen. A- ja B-huokoisuusluokan lejeeringeis-sä ja hiilestä köyhissä, eta-l-faasia sisältävissä lejee-ringeissä koboltista rikastuminen tapah;uu ilman periferaa-lisen koboltin tai hiilen pursumista, niin että ei ole tarvetta poistaa ylimääräkobolttia ja hiiltä sementoiduista karbidi-pinnoista ennen tulenkestävän päällysteen kerrostamista.Tantalum, titanium, niobium and hafnium can be used as metals, hydrides, nitrides and carbonitrides, either alone or in combination, to achieve uniform cobalt enrichment in or after sintering tungsten carbide-cobalt-based alloys with a wide range of carbon contents. Additions totaling approximately 15% by weight have been found to be suitable. Zirconium and vanadium as metals, nitrides, carbonitrides and hydrides are also believed to be suitable for this purpose. In alloys of porosity classes A and B and in carbon-poor alloys containing eta-1 phase, cobalt enrichment takes place without extrusion of peripheral cobalt or carbon, so that there is no need to remove excess cobalt and carbon from cemented carbide surfaces before layering of the refractory coating.

s 74304s 74304

Likimäärin 0,5-2 paino-% suuruiset lisäykset, erityisesti titaania, titaaninitridin tai titaanikarbonitridin muodossa, volframikarbidi-kobolttipohjaisiin lejeerinkeihin ovat ensisijaiset. Koska titaaninitridi ei ole täysin stabiili alipainesintrauksen aikana vaan tämä aiheuttaa ainakin osittaista typen haihtumista, on mieluimmin lisättävä puoli moolia hiiltä lähtötypen moolia kohti sen hiilipitoisuuden ylläpitämiseksi, joka on tarpeen volframiköyhän kobolt-tisidelejeeringin aikaansaamiseksi. On todettu, että koboltilla rikastaminen lämpökäsittelemällä volframikarbidi-kobolttipohjaisia lejeerinkejä tapahtuu helpommin silloin kun lejeerinki sisältää volframista köyhää kobolttisideai-netta. Volframista köyhän kobolttisideaineen magneettisen kyllästyksen olisi mieluimmin oltava 145-157 gauss-cm /g Co. Titaaninitridi-lisäykset yhdessä tarpeellisten hiili-lisäysten kanssa volframikarbidi-kobolttipohjäisiin seoksiin edistävät kobolttisideainelejeeringin muodostumista, jonka magneettinen kyllästys on 145-157 ja joka on tavallisesti vaikeasti saavutettavissa. Joskin koboltti-sideaine-lejeerinki, jonka magneettinen kyllästys on 145-157 gauss-cm3/g Co, on ensisijainen, lejeerinkejä, jotka sisältävät volframilla kyllästettyjä kobolttisideainelejeerinkejä (vähemmän kuin 125 gauss-cm3/g Co) voidaan myös rikastaa.Additions of about 0.5-2% by weight, especially titanium, in the form of titanium nitride or titanium carbonitride, to tungsten carbide-cobalt-based alloys are preferred. Since titanium nitride is not completely stable during vacuum sintering but this causes at least partial evaporation of nitrogen, it is preferable to add half a mole of carbon per mole of starting nitrogen to maintain the carbon content necessary to obtain a tungsten-poor cobalt distillate alloy. It has been found that enrichment with cobalt by heat treatment of tungsten carbide-cobalt-based alloys occurs more readily when the alloy contains a tungsten-poor cobalt binder. The magnetic saturation of the tungsten-poor cobalt binder should preferably be 145-157 Gauss-cm / g Co. Titanium nitride additions, together with the necessary carbon additions to tungsten carbide-cobalt-based alloys, promote the formation of a cobalt binder alloy having a magnetic saturation of 145-157 and which is usually difficult to achieve. Although a cobalt-binder alloy with a magnetic impregnation of 145-157 Gauss-cm3 / g Co is preferred, alloys containing tungsten-impregnated cobalt binder alloys (less than 125 Gauss-cm3 / g Co) may also be enriched.

On todettu, että koboltista rikastunut kerros, jonka paksuus on suurempi kuin 6 ^um, saa aikaan merkitsevät parannuksen tulenkestävällä päällysteellä varustettujen sementoitujen karbidi-kovajhalojen särmän lujuudessa. Joskin on saavutettu niinkin syvää koboltin rikastumista kuin 125 ^um, ensisijaisena päällystettyjä leikkaus-kovapalasovel-lutuksia varten pidetään koboltilla rikastunutta kerrosta, jonka paksuus on 12-50 ^um. Mieluimmin on myös niin, että tulenkestävästi päällystetyn kovapalan koboltista rikastuneen kerroksen kobolttipitoisuus on 150 ja 300 % välillä keskimääräisestä kobolttipitoisuudesta, joka on mitattu pinnasta energia-dispersiivisellä röntgensädeanalyysillä.It has been found that a layer cobalt-enriched with a thickness greater than 6 μm provides a significant improvement in the edge strength of cemented carbide carbides with a refractory coating. Although as deep a cobalt enrichment as 125 microns has been achieved, a cobalt-enriched layer having a thickness of 12 to 50 microns is preferred for coated shear-hard piece applications. Preferably, the cobalt-enriched layer of the refractory coated hard piece has a cobalt content of between 150 and 300% of the average cobalt content measured from the surface by energy-dispersive X-ray analysis.

9 743049 74304

Uskotaan, että sideaineen rikastumista esiintyy kaikissa volframikarbidisideaine-kuutiokarbidi- (so. tantaali-, niobi-, titaani-, vanadiini-, hafnium- ja sirkonium-)lejee-ringeissä, jotka eivät sintraudu jatkuvaksi karbidirangoik-si. Näiden lejeerinkien, jotka sisältävät sideainetta 3 paino-%:sta ylöspäin, pitäisi rikastua käytettäessä keksinnön mukaista menetelmää. Leikkauskovapalasovellutuksia varten sideainepitoisuus kuitenkin mieluimmin olkoon 5 ja 10 paino-%:n välillä kobolttia ja kokonais-kuutiokarbidipitoi-suus 20 paino-% tai sitä pienempi. Joskin koboltti on ensisijainen sideaine, se voidaan korvata nikkelillä, raudalla ja näiden lejeeringeillä toistensa sekä koboltin kanssa. Muidenkin nikkeliä tai kobolttia sisältävien lejeerinkien pitäisi olla sopivia.Binder enrichment is believed to occur in all tungsten carbide binder cubic carbide (i.e., tantalum, niobium, titanium, vanadium, hafnium, and zirconium) alloys that do not sinter into continuous carbide rings. These alloys containing a binder from 3% by weight upwards should be enriched using the process according to the invention. However, for shear hardener applications, the binder content is preferably between 5 and 10% by weight of cobalt and the total cubic carbide content is 20% by weight or less. Although cobalt is the primary binder, it can be replaced by nickel, iron and their alloys with each other as well as cobalt. Other alloys containing nickel or cobalt should also be suitable.

Sideaineen rikastumisen saavuttamiseen käytettävät sintraus-ja lämpökäsittelylämpötilat ovat tyypilliset nestefaasi-sintrauslämpötilat. Koboltti-pohjaisilla lejeeringeillä nämä lämpötilat ovat 1285-1540°C. Sintrausjaksojen pituuden tulee olla vähintään 15 min tässä lämpötilassa. Tuloksia voidaan edelleen parantaa käyttämällä säädettyjä jäähdytys-nopeuksia lämpökäsittelylämpötiloista alas sidelejeeringin sulamispisteen alapuoliseen lämpötilaan. Näiden jäähdytys-nopeuksien tulee olla välillä 25-85°C tunnissa, mieluimmin 40-70°C tunnissa. Sopivimmin lämpökäsittelyjakso leikkaus-kovapalojen substraatteja varten, joissa on koboltti-sideaine, on 1370-1500°C:ssa 30-150 min, ja sen jälkeen jäähdytys 40-70°C:n tuntinopeudella 1200°C:een. Painetasot lämpökäsittelyn aikana voivat vaihdella 0,1 Paista niihin korkeisiin paineisiin saakka (ne mukaanluettuina), joita tyypillisesti käytetään isostaattisessa kuumapuristuksessa. Ensisijainen painealue on 13-20 Pa. Jos käytetään nitridi- tai karbonitridilisäyksiä, typen höyrynpaine sint-rausilmakehässä on mieluimmin pienempi kuin sen tasapaino-paine, niin että typpi pääsee haihtumaan substraatista.The sintering and heat treatment temperatures used to achieve binder enrichment are typical liquid phase sintering temperatures. For cobalt-based alloys, these temperatures are 1285-1540 ° C. The length of the sintering cycles should be at least 15 min at this temperature. The results can be further improved by using controlled cooling rates from heat treatment temperatures down to below the melting point of the bond alloy. These cooling rates should be between 25-85 ° C per hour, preferably 40-70 ° C per hour. Most preferably, the heat treatment cycle for cutting hard pieces substrates with a cobalt binder is at 1370-1500 ° C for 30-150 min, followed by cooling at 40-70 ° C per hour to 1200 ° C. Pressure levels during heat treatment can range from 0.1 Bake to the high pressures (inclusive) typically used in isostatic hot pressing. The primary pressure range is 13-20 Pa. If nitride or carbonitride additions are used, the vapor pressure of the nitrogen in the sintering atmosphere is preferably less than its equilibrium pressure so that nitrogen can evaporate from the substrate.

7430474304

Joskin sintrauksen johdosta tapahtuu alkurikastumista, sen jälkeiset hiontavaiheet metallinleikkaus-kovapalojen valmistusprosessissa saattavat poistaa rikastuneet vyöhykkeet. Näissä tilanteissa voidaan tämän jälkeen käyttää edellä mainittujen parametrien mukaista lämpökäsittelyä uuden rikastuneen kerroksen kehittämiseksi ulkopintojen alle.Although sintering results in initial enrichment, subsequent grinding steps in the metal-cutting hard piece manufacturing process may remove enriched zones. In these situations, heat treatment according to the above parameters can then be used to develop a new enriched layer under the outer surfaces.

Sideaineella rikastetuissa substraateissa, jotka on tarkoitettu käytettäviksi päällystetyissä leikkaus-kovapaloissa, voi olla sideaineen rikastus sekä kaato- että sivupinnoilla. Riippuen kovapalan tyypistä sivupinnan sideainerikastus kuitenkin voidaan joskus poistaa, mutta tämä ei kaikissa tapauksissa ole välttämätöntä optimituloksen saavuttamiseksi.Binder-enriched substrates intended for use in coated cutting hard pieces may have binder enrichment on both pouring and side surfaces. However, depending on the type of hard piece, the sidewall binder enrichment can sometimes be removed, but this is not necessary in all cases to achieve the optimum result.

Sideaineella rikastetut substraatit voidaan päällystää käyttäen alan ammattimiesten vanhastaan tuntemia tulenkesto-päällystysmenetelmiä. Joskin kerrostetussa tulenkestävässä päällysteessä voi olla yksi tai useampia kerroksia aineita, jotka on valittu ryhmien IVB ja VB karbidien, nitridien, boridien ja karbonitridien ja alumiinioksidin ja -oksinit-ridin muodostamasta ryhmästä, on todettu, että hyvä leikkaus-särmän lujuus ja sivupinnan kulutuksenkestävyys voidaan saavuttaa yhdistämällä substraatti, jossa on esillä olevan keksinnön mukainen sideaineella rikastettu kerros, päällysteen kanssa, jossa on: alumiinioksidia titaanikarbidi-sisäkerrok-sen päällä tai titaanikarbidi-sisäkerros sidottuna titaani-karbonitridi-välikerrokseen, joka on sidottu titaaninitridi-ulkokerrokseen, tai titaaninitridi sidottuna titaanikarbidi-sisäkerrokseen. Sementoitu karbidikappale, jossa on keksinnön mukaisesti sideaineella rikastettu kerros, yhdistettynä titaanikarbidi/alumiinioksidi-päällysteeseen on ensisijainen. Tässä tapauksessa päällysteen kokonaispaksuuden tulee olla 5—8 yum.Binder-enriched substrates can be coated using refractory coating methods well known to those skilled in the art. Although the layered refractory coating may have one or more layers of materials selected from the group consisting of carbides, nitrides, borides and carbonitrides of groups IVB and VB and alumina and oxynitride, it has been found that good shear edge strength and sidewall wear can be achieved. by combining a substrate having a binder-enriched layer of the present invention with a coating comprising: alumina on a titanium carbide inner layer or a titanium carbide inner layer bonded to a titanium carbonitride interlayer bonded to a titanium nitride outer layer, or titanium nitride bonded to a titanium nitride outer layer . A cemented carbide body having a binder-enriched layer in accordance with the invention, combined with a titanium carbide / alumina coating, is preferred. In this case, the total thickness of the coating should be 5-8 μm.

Oheisen piirustuksen kuviossa 1 on kaaviollisesti esitetty eräs esillä olevan keksinnön mukaisen päällystetyn metallin 11 74304 leikkaus-kovapalan sovellutusmuoto 2. Kovapala 2 koostuu alustasta, jona on sementoitu karbidikappale 12, jossa on sideaineella rikastettu kerros 14, ja sideaineesta köyhä kerros 16 alustan 12 pääosan 18 päällä, joka kemiallisesti on olennaisesti samanlainen kuin alkuperäinen jauheseos.Figure 1 of the accompanying drawing schematically shows an embodiment 2 of a cut-hard piece 2 of a coated metal 11 74304 in accordance with the present invention. , which is chemically substantially similar to the original powder mixture.

Sideaineella rikastettu kerros 14 on sementoidun karbidi-kappaleen kaatopinnoilla 4, mutta on hiottu pois kappaleen sivupinnoilta 6. Sideaineella rikastetun kerroksen 14 sisäpuolella voi olla sideaineesta köyhä vyöhyke 16. Tämän sideaineesta köyhän vyöhykkeen 16 on todettu kehittyvän yhdessä sideaineella rikastetun kerroksen kanssa, kun sementoituja karbidikappaleita valmistetaan keksinnön mukaisella menetelmällä .The binder-enriched layer 14 is on the pour surfaces 4 of the cemented carbide body, but is sanded away from the side surfaces 6 of the body. by the method of the invention.

Mainittu sideaineesta köyhä kerros 16 on osaksi köyhtynyt sideaineesta samalla kun se on rikastunut kiinteäliuos-kar-bideista. Rikastettu kerros on osaksi köyhtynyt kiinteä-liuos-karbideista. Sideaineesta köyhtyneen kerroksen 16 sisäpuolella on alusta-aineen pääosa 18.Said binder-poor layer 16 is partially depleted of the binder while being enriched in solid solution carbides. The enriched layer is partially depleted of solid-solution carbides. Inside the binder-depleted layer 16 there is a major portion 18 of substrate.

Kaatopintojen ja sivupintojen 6 leikkaussuoralle on muodostunut leikkaussärmä 8. Joskin leikkaussärmä 8 tässä on esitetty hiertohiottuna, leikkaussärmän hiertohionta ei ole kaikissa esillä olevan keksinnön sovellutuksissa välttämätöntä. Kuviosta 1 voidaan nähdä, että sideaineella rikastettu kerros 14 ulottuu tämän leikkaussärmän alueelle ja on mieluimmin hierretyn särmän 8 suurimman osan, ellei koko särmän, vieressä. Sideaineesta köyhtynyt vyöhyke 16 ulottuu sivupintaan 6 heti leikkaussärmien 8 alla. Tulenkestävä päällyste 10 on kiinnipysyvästi sidottu sementoidun karbi-dikappaleen 12 kehäpintaan.A cutting edge 8 is formed on the cutting line of the pouring surfaces and the side surfaces 6. Although the cutting edge 8 is shown here as a friction grind, friction grinding of the cutting edge is not necessary in all applications of the present invention. It can be seen from Figure 1 that the binder-enriched layer 14 extends into the region of this cutting edge and is preferably adjacent to most, if not all, of the ground edge 8. The binder depleted zone 16 extends to the side surface 6 immediately below the cutting edges 8. The refractory coating 10 is permanently bonded to the peripheral surface of the cemented carbide body 12.

Nämä ynnä muut keksinnön ominaisuudet selviävät paremmin tarkastelemalla seuraavia esimerkkejä.These and other features of the invention will become more apparent upon consideration of the following examples.

12 7430412 74304

Esimerkki 1Example 1

Seosta, joka sisälsi 7000 g jauheita, jauhettiin ja sekoitettiin 16 h paraffiinin, pinta-aktiivisen aineen, liuottimen ja koboltilla sidottujen volframikarbidi-sykloi-dien kanssa, joita oli seuraavat suhteelliset määrät: 10,3 paino-%x Ta(C) 5,85 paino-%x Ti(C) 0,2 paino-%x Nb(C) 8.5 paino-% Co 7000 gThe mixture containing 7,000 g of powders was ground and mixed for 16 h with paraffin, surfactant, solvent and cobalt-bound tungsten carbide cycloides in the following relative amounts: 10.3 wt% x Ta (C) 5, 85% by weight x Ti (C) 0.2% by weight x Nb (C) 8.5% by weight Co 7000 g

1.5 paino-%x Ti(N) - 102,6 g WC1.5 wt% x Ti (N) - 102.6 g WC

+ C niin, että saadaan 2 paino-% W ja 98 paino-% Co sisältävä sideainelejeerinki 2 paino-% paraffiinia (Sunoco 3420) (Sun Oil Co.) 2.5 litraa liuotinta (perkloorietyleeniä) 14 grammaa pinta-aktiivista ainetta (Ethomeen S-15) (Armour Industrial Chemical Co.) χ paino-% laskettuna lisätystä metallista.+ C to give a binder alloy containing 2% by weight of W and 98% by weight of Co 2% by weight of paraffin (Sunoco 3420) (Sun Oil Co.) 2.5 liters of solvent (perchlorethylene) 14 grams of surfactant (Ethomeen S- 15) (Armor Industrial Chemical Co.) χ% by weight based on the added metal.

Suorakulmaisia kovapala-aihioita, joiden mitat olivat 15,1 mm x 15,1 mm x 5,8-6,1 mm ja paino 11,6 g, "pilleri-puristettiin käyttäen 8200 kg voimaa. Näitä kovapaloja ali-painesintrattiin 149€°C:ssa 30 min ja jäähdytettiin sitten uunin ympäristöolosuhteissa. Sintrauksen jälkeen kovapalat painoivat 11,25 g ja niiden koko oli 13,26 mm x 13,26 mm x 4,95 mm. Nämä kovapalat käsiteltiin sitten SNG433-hionta-mittoihin seuraavasti: (tämä tunnusnumero perustuu siihen kovapalojen tunnistusjärjestelmään, jonka on kehittänyt American Standards Association ja jonka leikkaustyökalu-teollisuus on yleisesti omaksunut. Kansainvälinen merkintä on: SNGN 12 04 12).Rectangular hard blank blanks measuring 15.1 mm x 15.1 mm x 5.8-6.1 mm and weighing 11.6 g were "pill-pressed using a force of 8200 kg. These hard pieces were vacuum sintered for € 149 ° At 30 min in C and then cooled under ambient conditions of the oven.After sintering, the hard pieces weighed 11.25 g and were 13.26 mm x 13.26 mm x 4.95 mm.These hard pieces were then processed to SNG433 grinding dimensions as follows: ( this identification number is based on the hard piece identification system developed by the American Standards Association and widely adopted by the cutting tool industry (international designation: SNGN 12 04 12).

1. Kovapalojen ylä- ja alapinnat (kaatopinnat) hiottiin 4,75 mm paksuuteen.1. The upper and lower surfaces (pouring surfaces) of the hard pieces were ground to a thickness of 4.75 mm.

2. Kovapaloja lämpökäsiteltiin 1427°C:ssa 60 min 13 Pa:n alipaineessa, jäähdytettiin sitten nopeudella 56°C2. The hard pieces were heat treated at 1427 ° C for 60 min under a vacuum of 13 Pa, then cooled at 56 ° C

13 7430 4 tunnissa 1204°C:een, minkä jälkeen ne jäähdytettiin uunin ympäristöolosuhteissa.13 7430 in 4 hours to 1204 ° C, after which they were cooled under oven ambient conditions.

3. Kehä-(sivu-)pinnat hiottiin, niin että saatiin 12,70 mm:n neliö, ja leikkuusärmät hiertohiottiin 0,064 mm sä-teisiksi.3. The circumferential (side) surfaces were ground to a 12.70 mm square, and the cutting edges were rubbed to a radius of 0.064 mm.

Hiotuille kovapinnoille kerrostettiin sitten titaanikarbidi/-titaanikarbonitridi/titaaninitridi-päällyste käyttäen seuraa-vaa kemiallista höyrykerrostus-(CVD)-menetelmää seuraavassa sovellutusjärjestyksessä.The ground hard surfaces were then coated with a titanium carbide / titanium carbonitride / titanium nitride coating using the following chemical vapor deposition (CVD) method in the following order of application.

Taulukko ITable I

_Päällystys__Päällystysreaktiot__Päällystys__Päällystysreaktiot_

Tyyppi Lämpötila Paine_ 1. Tic 982-1025°C ~ 1 atm TiCl.+CH. ^TiC, . +4HC1 4 4 «— (S) 2. TiCN 982-1025°C ~1 atm TiCl4+CH4+l/2N2 TiCN +4HC1 3. TIN 982-1050°C ~ 1 atm TiCl4+2H2+l/2N2 —> TiN (g) +4HC1Type Temperature Pressure_ 1. Tic 982-1025 ° C ~ 1 atm TiCl. + CH. ^ TiC,. + 4HCl 4 4 «- (S) 2. TiCN 982-1025 ° C ~ 1 atm TiCl4 + CH4 + 1 / 2N2 TiCN + 4HCl 3. TIN 982-1050 ° C ~ 1 atm TiCl4 + 2H2 + 1 / 2N2 -> TiN (g) + 4HCl

Yhdessä edellä mainittujen kovapalojen kanssa käsiteltiin kovapaloja, jotka oli tehty samasta jauheseoksesta, mutta ilman TiN:n ja siihen liittyvää hiililisäystä. Päällystetyistä kovapaloista saadut mikrorakennetiedot ovat seuraa-vat:Together with the above-mentioned hard pieces, hard pieces made of the same powder mixture but without the addition of TiN and associated carbon were treated. The microstructural data obtained from the coated hard pieces are as follows:

Esimerkki 1 Esimerkki 1 ilman TiN TiN:n kanssaExample 1 Example 1 without TiN with TiN

Huokoisuus A-l A-l, B2 (rikastamatta, kokonais-) A-l (rikastettuna)Porosity A-1 A-1, B2 (unenriched, total) A-1 (enriched)

Kobolttirikkaan vyö- ei ole ~22,9 ,um hykkeen paksuus (vain kaatopinta)Cobalt-rich belt - no ~ 22.9 μm thickness (dump surface only)

Kiinteästä liuokses- ei ole ~22,9 ,um ta köyhän vyöhykkeen (vain kaatopinta) paksuusThe thickness of the poor zone (only the landfill surface) is not ~ 22.9 μm from the solid solution

TiC:n ja substraatin 4,6 xum 3,3 ,um välipinta-eta-faasi- ' ' paksuus Päällysteen paksuusIntermediate-eta-phase thickness of TiC and substrate 4.6 x 3.3 .mu.m Coating thickness

TiC 5,6 /um 5,0 /umTiC 5.6 μm 5.0 μm

TiCN 2,3 yum 3,9 '/umTiCN 2.3 μm 3.9 '/ μm

TiN 1,0 yum 1,0 ^um 14 74304TiN 1.0 μm 1.0 μm 14 74304

Esimerkki 2Example 2

Tuoreita pilleripuristettuja kovapaloja valmistettiin esimerkin 1 mukaan käyttäen esimerkin 1 seoksia ilman TiN:a ja siihen liittyviä hiililisäyksiä ja niiden kanssa. Kovapaloja sintrattiin 1496°C:ssa 30 min 3,3 Pa:n alipaineessa ja jäähdytettiin sitten uunin ympäristöolosuhteissa. Sitten ne hiertohiottiin (0,064 mm säteelle) ja CVD-päällystettiin sen jälkeen TiC/TiCN/TiN:11a taulukon I mukaisella menetelmällä. Tässä esimerkissä huomattakoon, että koboltilla rikastunut kerros esiintyi sekä sivu-että kaatopinnoilla.Fresh pill compressed hard pieces were prepared according to Example 1 using mixtures of Example 1 without and with TiN and associated carbon additions. The hard pieces were sintered at 1496 ° C for 30 min under a vacuum of 3.3 Pa and then cooled under oven ambient conditions. They were then milled (to a radius of 0.064 mm) and then CVD coated with TiC / TiCN / TiN by the method of Table I. In this example, it should be noted that the cobalt-enriched layer was present on both the side and dump surfaces.

Päällystetyt kovapalat arvosteltiin sitten seuraavin tuloksin:The coated hard pieces were then rated with the following results:

Esimerkki 2 Esimerkki 2 ilman TiN TiN:n kanssaExample 2 Example 2 without TiN with TiN

Huokoisuus A-l reunoilla A-2-rikastuneessa vyöhykkeessä A-3 keskellä A-4 kokonais-Porosity A-1 at the edges in the A-2 enriched zone A-3 in the middle of the A-4 total

Koboltilla rikastuneen ei ole jopa 22,9 ,um vyöhykkeen paksuus 'The thickness of the cobalt-enriched zone is not even 22.9 μm '

Kiinteästä liuoksesta ei ole osittain ja keskeytyen köyhtyneen vyöhykkeen jopa 21 ,um paksuus 'The solid solution is not partially and intermittently in the impoverished zone up to 21 μm thickness'

TiC:n ja substraatin jopa 5,9 ,um 3,3 ,um välipinnan eta-kerrok- ' sen paksuus Päällysteen paksuusThickness of the eta layer of the interface between TiC and the substrate up to 5.9 μm 3.3 μm Coating thickness

TiC 2,0 ,um 1,3 ,umTiC 2.0, 1.3, um

TiCN 1,7 yum 1,0 ',umTiCN 1.7 μm 1.0 ', μm

TiN 8,8 ^um 7,9 ^umTiN 8.8 μm 7.9 μm

Keskimääräinen Rock- 91,2 91,4 well "A"-kovuus (kokonaisaine)Average Rock- 91.2 91.4 well "A" hardness (total)

Pakotusvoima, He 138 oerstedia 134 oerstediaCoercive force, He 138 oerstedia 134 oerstedia

Esimerkki 3Example 3

Seos, joka käsitti seuraavia aineita, panostettiin sylinterinmuotoiseen myllyyn yhdessä pinta-aktiivisen aineen, haihteiden sidonta-aineen, liuottimen ja 114 kg:n kanssa sykloideja: 15 74304 ^WC (2-2,5 ,um:n hiukkas- 15 000 g 85,15 paino-% ' koko) ' IWC (4-5 ,um:n hiukkas- 27 575 g koko) 5,98 paino-% TaC 2 990 g 2,6 paino-% TiN 1 300 g 6,04 paino-% Co 3 020 g 0,23 paino-% C (Ravin 410-Industrial 115 gA mixture comprising the following substances was charged to a cylindrical mill together with a surfactant, a vapor binder, a solvent and 114 kg of cycloids: 15 74304 ^ WC (2-2.5 .mu.m particle- 15,000 g 85 , 15% by weight (size) IWC (4-5 μm particle size 27,575 g size) 5.98% by weight TaC 2,990 g 2.6% by weight TiN 1,300 g 6.04% by weight % Co 3,020 g 0.23 wt% C (Ravin 410-Industrial 115 g

Carbon Corp'in tuote) _ 50 000 gCarbon Corp. product) _ 50,000 g

Jauhepanos tasapainotettiin niin, että panokseen saatiin yhteensä 6,25 paino-% hiiltä. Seosta sekoitettiin ja jauhettiin 90 261 kierrosta, jolloin keskimääräiseksi hiukkas-kooksi saatiin 0,90 ^um. Seos seulottiin sitten märkänä, kuivatettiin ja jauhettiin vasaramyllyssä. Siitä puristettiin puristeita, joita sitten sintrattiin 145°C:ssa 30 min ja jäähdytettiin sitten uunin ympäristöolosuhteissa.The powder charge was equilibrated to give a total of 6.25% by weight of carbon in the charge. The mixture was stirred and ground for 90,261 revolutions to give an average particle size of 0.90. The mixture was then screened wet, dried and ground in a hammer mill. It was pressed from extrudates, which were then sintered at 145 ° C for 30 min and then cooled under ambient conditions of an oven.

Tällä käsittelyllä saatiin aikaan sintrattu aihio, jonka kokonais- (so. mittaus käsitti sekä pääosan että sideaineesta rikastuneen aineen)-magneettinen kyllästys oli 117-121 3 gauss-cm koboltti-g kohti. Sintratun aihion mikrorakenteel-linen tarkastelu osoitti että eta-faasia oli läsnä kautta koko aihion, että huokoisuus oli A-2 - B3, että koboltista rikastuneen vyöhykkeen paksuus oli likimäärin 26,9 ^,um ja että kiinteästä liuoksesta köyhtyneen vyöhykkeen paksuus oli likimäärin 31,4 ^um.This treatment resulted in a sintered preform with a total (i.e., measurement comprising both the bulk and the binder-enriched material) magnetic saturation of 117-121 3 Gauss-cm per g of cobalt. Microstructural examination of the sintered blank showed that the eta phase was present throughout the blank, that the porosity was A-2 to B3, that the thickness of the cobalt-enriched zone was approximately 26.9, and that the thickness of the solid solution depleted zone was approximately 31, 4 ^ um.

Esimerkki 4Example 4

Seuraavat ainemäärät lisättiin astiaan, jonka sisäläpimitta oli 190 mm ja pituus 194 mm ja joka oli vuorattu volframi-karbidi-kobolttilejeeringillä. Lisäksi 17,3 kg 3,2 mm:n volframikarbidi-kobolttisykloideja lisättiin astiaan. Näitä aineita jauhettiin ja sekoitettiin keskenään pyörittämällä myllyn astiaa sen sylinterikeskiviivan ympäri 85 kierr/min nopeudella 72 h (so. 367 200 kierrosta).Subsequent amounts of material were added to a vessel having an inner diameter of 190 mm and a length of 194 mm lined with a tungsten carbide-cobalt alloy. In addition, 17.3 kg of 3.2 mm tungsten carbide-cobalt cycloids were added to the vessel. These materials were ground and mixed together by rotating the mill vessel around its cylinder centerline at 85 rpm for 72 h (i.e., 367,200 rpm).

16 7430416 74304

Seoksen koostumus 283 g (4,1 paino-%) TaCThe composition of the mixture was 283 g (4.1% by weight) of TaC

205 g (3,0 paino-%) NbC205 g (3.0% by weight) of NbC

105 g (1,5 paino-%) TiN105 g (1.5% by weight) of TiN

7,91 g (0,1 paino-%) C7.91 g (0.1% by weight) of C

381 g (5,5 paino-%) Co381 g (5.5% by weight) of Co

5986 g (85,8 paino-%) WC5986 g (85.8% by weight) of WC

105 g Sunoco 3420 14 g Ethomeen S-15 2500 nti Perkloorietyleeniä Tämä seos tasapainotettiin niin, että saatiin 2 paino-% W -98 paino-% Co sisältävä sideainelejeerinki. Jauhatuksen ja sekoituksen jälkeen liete seulottiin märkänä ylisuurten hiukkasten ja vieraiden kappaleiden poistamiseksi, kuivatettiin 93°C:ssa typpiatmosfäärissä ja jauhettiin sitten kasaantumien särkemiseksi Fitzpatrick Co:n J-2 Fitzmill-jauhimessa.105 g Sunoco 3420 14 g Ethome S-15 2500 n perchlorethylene This mixture was equilibrated to give a binder alloy containing 2% by weight W -98% by weight of Co. After grinding and mixing, the slurry was screened wet to remove oversized particles and foreign matter, dried at 93 ° C under a nitrogen atmosphere, and then ground to break up the agglomerates in a Fitzpatrick Co. J-2 Fitzmill grinder.

Tästä jauheesta puristettiin puristeita, joita sitten sint-rattiin 1454°C:ssa 30 min ja jäähdytettiin ympäristöolosuhteissa.Compacts were pressed from this powder, which were then Sint-wheeled at 1454 ° C for 30 min and cooled under ambient conditions.

Kovapalan yläpinta ja alapinta (so. sen kaatopinnat) hiottiin sitten lopulliseen paksuuteen. Tämän jälkeen suoritettiin lämpökäsittely 1427°C:ssa 13 Pa:n alipaineessa.The top and bottom surfaces of the hard piece (i.e., its pouring surfaces) were then ground to final thickness. Thereafter, the heat treatment was performed at 1427 ° C under a reduced pressure of 13 Pa.

60 min kuluttua tässä lämpötilassa kovapalat jäähdytettiin 566°C:n tuntinopeudella 1204°C:een ja jäähdytettiin sitten uunissa ympäristöolosuhteissa. Kehä- (eli sivu-)pinnat hiottiin sitten 12,70 mm neliöksi ja kovapalan leikkaussärmät hiertohiottiin 0,064 mm säteisiksi. Näillä käsittelyillä saatiin kovapalasubstraatti, jossa ainoastaan kaatopinnois-sa oli koboltista rikastunut ja kiinteästä liuoksesta köyhtynyt vyöhyke, jotka vyöhykkeet oli hiottu pois sivupinnoista.After 60 min at this temperature, the hard pieces were cooled at 566 ° C per hour to 1204 ° C and then cooled in an oven at ambient conditions. The circumferential (i.e., side) surfaces were then ground to a 12.70 mm square and the cutting edges of the hard piece were ground ground to a radius of 0.064 mm. These treatments gave a hard piece of substrate in which only the pouring surfaces had a zone enriched in cobalt and depleted of solid solution, which zones were ground away from the side surfaces.

17 74 30 417 74 30 4

Kovapalat pantiin sitten päällystysreaktoriin ja päällystettiin ohuella kerroksella titaanikarbidia, käyttäen seu-raavaa kemiallista höyrykerrostusmenetelmää. Kovapalat sisältävä kuuma vyöhyke kuumennettiin ensiksi huoneenlämpö-tilasta 900°C:een. Tämän kuumennusjakson aikana vetykaasua annettiin virrata reaktorin läpi 11,55 litran minuuttino-peudella. Reaktorin sisäinen paine pysytettiin hiukan ilmakehän painetta pienempänä. Kuuma vyöhyke kuumennettiin sitten 900°C:sta 920°C:een. Tämän toisen kuumennusjakson aikana reaktorin paine pysytettiin 180 torrrissa ja seoksen, jossa oli titaanitetrakloridia ja vetyä ja puhtaan vetykaa-sun annettiin virrata reaktoriin 15 litran ja vastaavasti 33 litran minuuttinopeudella. Titaanitetrakloridin ja vety-kaasun seos saatiin aikaan johtamalla vetykaasu höyrystimen läpi, joka sisälsi titaanitetrakloridia 47°C lämpötilaisena. Kun oli saavutettu 192°C, saatettiin myös metaania virtaamaan reaktoriin, 2,5 litran minuuttinopeudella. Reaktorin sisäinen paine alennettiin 18,6 kPariin. Näissä olosuhteissa titaanitetrakloridi reagoi metaanin kanssa vedyn läsnäollessa niin, että kuumalle kovapalapinnalle syntyy titaanikarbidia. Näitä olosuhteita ylläpidettiin 75 min, minkä jälkeen titaanitetrakloridin, vedyn ja metaanin virtaus lopetettiin. Reaktorin annettiin sitten jäähtyä samalla kun reaktorin läpi johdettiin argonia 1,53 litran minuuttivir-tausnopeudella hiukan ilmakehän painetta pienemmässä paineessa .The hard pieces were then placed in a coating reactor and coated with a thin layer of titanium carbide, using the following chemical vapor deposition method. The hot zone containing the hard pieces was first heated from room temperature to 900 ° C. During this heating period, hydrogen gas was allowed to flow through the reactor at a rate of 11.55 liters per minute. The internal pressure of the reactor was kept slightly below atmospheric pressure. The hot zone was then heated from 900 ° C to 920 ° C. During this second heating cycle, the reactor pressure was maintained at 180 torr and a mixture of titanium tetrachloride and hydrogen and pure hydrogen gas was allowed to flow into the reactor at a rate of 15 liters and 33 liters per minute, respectively. A mixture of titanium tetrachloride and hydrogen gas was obtained by passing hydrogen gas through an evaporator containing titanium tetrachloride at 47 ° C. When 192 ° C was reached, methane was also introduced into the reactor at a rate of 2.5 liters per minute. The internal pressure of the reactor was reduced to 18.6 kPar. Under these conditions, titanium tetrachloride reacts with methane in the presence of hydrogen to form titanium carbide on the hot hardboard surface. These conditions were maintained for 75 min, after which the flow of titanium tetrachloride, hydrogen and methane was stopped. The reactor was then allowed to cool while argon was passed through the reactor at a flow rate of 1.53 liters per minute at a pressure slightly below atmospheric pressure.

Tarkasteltaessa lopullisen kovapalan mikrorakennetta havaittiin koboltista rikastunut vyöhyke, joka ulottui sisäänpäin 22,9 /Um:iin saakka ja kuutiokarbidin kiinteästä liuoksesta köyhtynyt vyöhyke, joka ulottui sisäänpäin 19,7 /Umriin saakka substraatin kaatopinnoista. Huokoisuuden / rikastuneessa vyöhykkeessä ja substraatin muussa osassa arvioitiin olevan välillä A-l - A-2.Examining the microstructure of the final hard piece, a cobalt-enriched zone extending inwardly up to 22.9 μm and a depleted zone from the solid solution of cubic carbide extending inwardly up to 19.7 μm from the substrate pour surfaces were observed. The porosity / enriched zone and the rest of the substrate were estimated to be between A-1 and A-2.

ie 7430474304 BC

Esimerkki 5 Tässä esimerkissä aine sekoitettiin ja jauhettiin käyttäen kaksivaiheista jauhatusprosessia ja seuraavaa ainepanos-tusta:Example 5 In this example, the material was mixed and ground using a two-step milling process and the following batch of material:

Vaihe I (489 600 kierrosta)Phase I (489,600 laps)

141.6 g (2,0 paino-%) TaH141.6 g (2.0 wt%) TaH

136,4 g (1,9 paino-%) TiN136.4 g (1.9% by weight) of TiN

220,9 g (3,1 paino-%) NbC220.9 g (3.1% by weight) of NbC

134,3 g (1,9 paino-%) TaC134.3 g (1.9% by weight) of TaC

422.6 g (5,9 paino-%) Co422.6 g (5.9% by weight) of Co

31,2 g (0,4 paino-%) C31.2 g (0.4% by weight) of C

14 g Ethomeen S-15 1500 ml Perkloorietyleeniä14 g Ethomeen S-15 1500 ml Perchlorethylene

Vaihe II (81 600 kierrosta)Phase II (81,600 laps)

6098 g (84,9 paino-%) WC6098 g (84.9% by weight) of WC

140 g Sunoco 3420 1000 ml Perkloorietyleeniä Tämä tasapainotettiin niin, että saatiin 2 paino-% W ja 98 paino-% Co sisältävä sideainelejeerinki.140 g Sunoco 3420 1000 ml Perchlorethylene This was equilibrated to give a binder alloy containing 2% by weight of W and 98% by weight of Co.

Koekovapalat valmistettiin sitten ja päällystettiin TiC:lla samalla tavoin kuin esimerkissä 4 selitetyt koeaihiot.Test hard pieces were then prepared and coated with TiC in the same manner as the test blanks described in Example 4.

Päällystettyjen kovapalojen mikrorakenteeUinen tarkastelu osoitti, että huokoisuus sekä koboltista rikastuneessa että aineen pääosassa oli A-l. Koboltista rikastunut vyöhyke ja kiinteästä liuoksesta köyhtynyt vyöhyke ulottuivat sisäänpäin kaatopinnasta likimäärin 32,1 ^um:iin ja vastaavasti 36 yum:n syvyyteen.A microstructural examination of the coated hard pieces showed that the porosity in both the cobalt-enriched and the bulk of the material was A-1. The cobalt-enriched zone and the solid solution-depleted zone extended inward from the landfill to approximately 32.1 μm and a depth of 36 μm, respectively.

Esimerkki 6Example 6

Seuraavat aineet panostettiin 190 mm sisäläpimittaiseen myl-lyastiaan: 19 74304The following substances were charged to a 190 mm inner diameter mill: 19 74304

283 g (4,1 paino-%) TaC283 g (4.1% by weight) of TaC

205 g (3r0 paino-%) NbC205 g (3% by weight) of NbC

105 g (1/5 paino-%) TiN105 g (1/5% by weight) of TiN

7,91 g (0,1 paino-%) C7.91 g (0.1% by weight) of C

381 g (5,5 paino-%) Co381 g (5.5% by weight) of Co

5946 g (85,8 paino-%) WC5946 g (85.8% by weight) of WC

140 g Sunoco 3420 14 g Ethomen S-15 2500 ml Perkloorietyleeniä Tämä seos tasapainotettiin niin, että saatiin 2 paino-% ja 98 paino-% Co sisältävä sidelejeerinki.140 g Sunoco 3420 14 g Ethomen S-15 2500 ml Perchlorethylene This mixture was equilibrated to give a binder alloy containing 2% by weight and 98% by weight of Co.

Lisäksi sykloidit lisättiin myllyyn. Sitten seosta jauhettiin neljä päivää. Seos kuivatettiin sigma-sekoittimessa 121°C:ssa osittaisessa tyhjössä, minkä jälkeen se käsiteltiin Fitzmillissä 40-silmäisen seulan läpi.In addition, cycloids were added to the mill. The mixture was then ground for four days. The mixture was dried in a sigma mixer at 121 ° C under partial vacuum and then treated in a Fitzmill through a 40 mesh screen.

Sitten valmistettiin SNG433-kovapaloja, käyttäen esimerkissä 4 selitettyä menetelmää. Tässä esimerkissä kovapalat kuitenkin CVD-päällystettiin TiC/TiN-päällysteellä. Päällys tysmenettely oli seuraavanlainen: 1. TiC-päällystys: päällystysreaktorissa olevia näytteitä pidettiin likimäärin 1026-1036°C:ssa 16,6 kPa:n alipaineessa. Vety-kantokaasua johdettiin TiCl^-haihduttimeen 44,73 litran minuuttinopeudella. Höyrystintä pidettiin 33-35°C lämpötilassa, alipaineessa. TiCl^-höyry otettiin H2~kanta-jakaasun mukaan ja vietiin sen mukana päällystysreaktoriin. Vapaata vetyä ja vapaata metaania virtasi päällystysreakto-riin 19,88 ja vastaavasti 3,98 litran minuuttinopeudella. Näitä olosuhteita ylläpidettiin 10Q min ja saatiin tiheä TiC-päällyste, joka oli kiinnipysyvästi sitoutunut substraattiin.SNG433 hard pieces were then prepared using the method described in Example 4. In this example, however, the hard pieces were CVD coated with TiC / TiN coating. The coating procedure was as follows: 1. TiC coating: the samples in the coating reactor were kept at approximately 1026-1036 ° C under a reduced pressure of 16.6 kPa. Hydrogen carrier gas was introduced to the TiCl 4 evaporator at a rate of 44.73 liters per minute. The evaporator was kept at 33-35 ° C, under reduced pressure. The TiCl 2 vapor was taken up with H 2 O stock gas and introduced with it into the coating reactor. Free hydrogen and free methane flowed into the coating reactor at a rate of 19.88 and 3.98 liters per minute, respectively. These conditions were maintained for 10 min and a dense TiC coating was obtained that was permanently bound to the substrate.

2. TiN-päällystys: metaanin virtaus reaktoriin keskeytettiin ja N2 laskettiin reaktoriin 2,98 litran minuuttinopeudella. Näitä olosuhteita ylläpidettiin 30 min ja saatiin 20 7 4 3 0 4 tiheä TiN-päällyste, joka oli kiinnipysyvästi sidottuna TiC-päällysteeseen.2. TiN Coating: The flow of methane into the reactor was stopped and N 2 was discharged into the reactor at a rate of 2.98 liters per minute. These conditions were maintained for 30 min to give a 20 7 4 3 0 4 dense TiN coating that was permanently bonded to the TiC coating.

Päällystettyjä kovapaloja tarkasteltaessa tultiin seuraaviin tuloksiin:Examination of coated hard pieces yielded the following results:

Huokoisuus A-l, kauttaaltaanPorosity A-1, throughout

Koboltista rikastuneen vyö- 17,0-37,9 ^um hykkeen paksuusThe thickness of the cobalt-enriched zone is 17.0-37.9

Kiinteästä liuoksesta köyhty- jopa 32,7 ,um neen vyöhykkeen paksuusThe thickness of the zone impoverished from the solid solution is up to 32.7

TiC:n ja substraatin rajapin- jopa 3,9 ,um nan eta-faasin paksuus Päällysteen paksuusTiC-substrate interface up to 3.9 μm eta phase thickness Coating thickness

TiC 3,9 ^umTiC 3.9 μm

TiN 2,6 ^um Pääosan keskimääräinen 91,0TiN 2.6 μm The mean of the major part 91.0

Rockwell "A"-kovuusRockwell "A" hardness

Pakotusvoima, He 98 oerstediaCoercive force, He 98 oerstedia

Esimerkki 7Example 7

Tehtiin aineseos käyttäen seuraavaa kaksivaiheista jauhatus-jaksoa :The material mixture was made using the following two-stage grinding cycle:

Vaiheessa I seuraavat aineet lisättiin WC-Co-vuorattuun, 181 mm sisäläpimittaiseen ja 194 mm pitkään myllyastiaan yhdessä 17,3 kg:n kanssa 4,8 mm WC-Co-sykloideja. Myllyas-tiaa pyöritettiin sen sylinterikeskiviivan ympäri 85 kierroksen minuuttinopeudella 48 h (244 800 kierrosta).In step I, the following substances were added to a WC-Co-lined, 181 mm inner diameter and 194 mm long mill vessel together with 17.3 kg of 4.8 mm WC-Co cycloids. The mill vessel was rotated about its cylinder centerline at 85 rpm for 48 h (244,800 rpm).

140,8 g (2,0 paino-%) Ta140.8 g (2.0% by weight) of Ta

72,9 g (1,0 paino-%) TiH72.9 g (1.0 wt%) TiH

23,52 g (0,3 paino-%) C23.52 g (0.3% by weight) of C

458,0 g (6,5 paino-%) Co 30 g Ethomeen S-15 120 g Sunoco 3420 1000 ml Soltrol 120 (liuotin) 2i 74 30 4458.0 g (6.5% by weight) Co 30 g Ethomeen S-15 120 g Sunoco 3420 1000 ml Soltrol 120 (solvent) 2i 74 30 4

Vaiheessa II, 6314 g (90,2 paino-%) WC ja 1500 ml Soltrol 130 lisättiin ja koko panosta pyöritettiin vielä 16 h (81 600 kierrosta). Tämä seos tasapainotettiin niin, että saatiin 5 paino-? W ja 95 paino-% Co sisältävä sideainele-jeerinki. Jauhatuksen jälkeen liete märkäseulottiin 400-silraäisen seulan läpi, kuivatettiin typen alla 93°C:ssa 24 h ja ajettiin Fitzmillissä 40-silmäisen seulan läpi.In step II, 6314 g (90.2% by weight) of WC and 1500 ml of Soltrol 130 were added and the whole batch was rotated for a further 16 h (81,600 revolutions). This mixture was equilibrated to give 5 wt. B and 95% by weight of Co binder alloy. After milling, the slurry was wet screened through a 400 mesh screen, dried under nitrogen at 93 ° C for 24 h, and run through a 40 mesh Fitzmill screen.

Näytteet puristettiin yksiakselisesti 16 400 kg kokonais-voimalla Kokoon 15,11 mm x 15,11 mm x 15,28 mm (ominaispai-The specimens were uniaxially compressed with a total force of 16,400 kg to a size of 15.11 mm x 15.11 mm x 15.28 mm (specific gravity).

OO

noon 8,6 kg/cmJ).8.6 kg / cm 3).

Edellisen mukaisia tuoreita koenäytteitä sintrattiin 1468°C:ssa 150 min 0,1 Pa:n alipaineessa. Kovapalat jäähdytettiin sitten uunin ympäristöolosuhteissa. Hiutalegra-fiittia käytettiin erotusagenssina koe-kova-palojen ja grafiittisten sintrausalustojen välillä.Fresh test specimens as above were sintered at 1468 ° C for 150 min under a vacuum of 0.1 Pa. The hard pieces were then cooled under ambient oven conditions. Flake graffiti was used as a separating agent between test hard pieces and graphite sintering substrates.

Sintrattuina kovapalat iertohierrettiin 0,064 mm sätei-siksi. Kovapalat päällystettiin sitten TiC/TiCN/TiN-päällys-teellä seuraavan menettelyn mukaisesti.Once sintered, the hard pieces were milled to a radius of 0.064 mm. The hard pieces were then coated with TiC / TiCN / TiN according to the following procedure.

1. Kovapalat pantiin reaktoriin ja ilma poistettiin reaktorista johtamalla sen läpi vetyä.1. Hard pieces were placed in the reactor and air was removed from the reactor by passing hydrogen through it.

2. Kovapalat kuumennettiin likimäärin 1038°C:een ylläpitäen vedyn virtausta reaktorin läpi. Päällystysreaktorin paine pysytettiin hiukan suurempana kuin yksi ilmakehä.2. The hard pieces were heated to approximately 1038 ° C while maintaining the flow of hydrogen through the reactor. The pressure in the coating reactor was kept slightly higher than one atmosphere.

3. TiC-päällystys; reaktoriin johdettiin 25 min aikana H2:n ja TiCl4:n seosta likimäärin 92 litran minuuttinopeu-della ja metaania 3,1 litran minuuttinopeudella. TiCl^j-haihdutin pysytettiin likimäärin 40 kPa paineessa ja 30°C lämpötilassa.3. TiC coating; a mixture of H 2 and TiCl 4 was introduced into the reactor over a period of 25 minutes at a rate of approximately 92 liters per minute and methane at a rate of 3.1 liters per minute. The TiCl 2 evaporator was maintained at a pressure of approximately 40 kPa and a temperature of 30 ° C.

4. TiCN-päällystys: Hj + TiCl^-virtaus pysytettiin olennaisesti samanlaisena 13 min; metaanin virtaus pienennettiin puoleen; ja N2 johdettiin reaktoriin 7,13 litran minuutti- 22 74304 nopeudella.4. TiCN coating: H 1 + TiCl 3 flow remained essentially the same for 13 min; the methane flow was halved; and N 2 was introduced into the reactor at a rate of 7.13 liters per minute.

5. TiN-päällystys: 12 minuutiksi metaanivirtaus keskey tettiin ja typen virtaama kaksinkertaistettiin. TiN-pääl-lystyksen päätyttyä sekä H2 + TiCl^-seoksen että ^Jn virtaus keskeytettiin, reaktorin lämmityselementit suljettiin ja reaktoria huuhdeltiin vapaalla 11a kunnes se oli jäähtynyt likimäärin 250°C:een. 250°C:ssa reaktori huuhdeltiin typellä.5. TiN coating: for 12 minutes the methane flow was stopped and the nitrogen flow was doubled. At the end of the TiN coating, the flow of both H 2 + TiCl 2 and ^ J was stopped, the heating elements of the reactor were closed and the reactor was purged with free 11a until it had cooled to approximately 250 ° C. At 250 ° C, the reactor was purged with nitrogen.

Määrittämällä todettiin, että kovapalasubstraattien huokoisuus oli A-l - A-2 niiden rikastumattomassa sisustassa eli aineen pääosassa. Koboltista rikastunut vyöhyke ja kiinteästä liuoksesta köyhtynyt vyöhyke ulottuivat pintojen sisään likimäärin 25 ja vastaavasti 23 ^um:n syvyyteen.By determination, it was found that the porosity of the hard pieces substrates was A-1 to A-2 in their unenriched interior, i.e. in the main part of the substance. The cobalt-enriched zone and the solid solution-depleted zone extended within the surfaces to a depth of approximately 25 and 23 μm, respectively.

Rikastumattoman sisustan keskimääräinen kovuus oli 91,7 Rockwell "A". Substraatin pakotusvoiman He todettiin olevan 186 oerstedia.The average hardness of the unenriched interior was 91.7 Rockwell "A". The substrate coercive force They were found to be 186 oerstedia.

Esimerkki 8Example 8

Valmistettiin 260 kg jauheseosta, josta saadussa lopullisessa substraatissa hiili oli tasapainotettu C3/C4-huokoi-suuteen, käyttäen seuraavaa kaksivaiheista sekoitus- ja jauhatusmenettelyä:260 kg of a powder mixture was prepared from which the carbon in the final substrate was equilibrated to C3 / C4 porosity using the following two-stage mixing and grinding procedure:

Vaihe IPhase I

Seuraavaa panosseosta jauhettiin 96 h: 10 108 g TaC ( 6,08 paino-% hiiltä) 7 321 g NbC (11,28 paino-% hiiltä)The following batch mixture was ground for 96 h: 10,108 g TaC (6.08 wt% carbon) 7,321 g NbC (11.28 wt% carbon)

3 987 g TiN3,987 g TiN

1 000 g C (Molocco Black, eräs Industrial1,000 g C (Molocco Black, an Industrial

Carbon Corprn tuote) 16 358 g Co 500 g Ethomeen S-15 364 kg 4,8 mm Co-WC sykloideja naftaa 23 7 4 3 0 4Carbon Corprn product) 16 358 g Co 500 g Ethomeen S-15 364 kg 4.8 mm Co-WC cycloid naphtha 23 7 4 3 0 4

Vaihe IIPhase II

Edellisen mukaiseen seokseen lisättiin seuraavat aineet ja seosta jauhatettiin vielä 12 h: 221,75 kg WC ( 6,06 paino-% hiiltä) 5,0 kg Sunoco 3420 naftaaThe following substances were added to the above mixture and the mixture was ground for a further 12 h: 221.75 kg WC (6.06% by weight carbon) 5.0 kg Sunoco 3420 naphtha

Lopullinen seos seulottiin sitten märkänä, kuivatettiin ja jauhettiin Fitzmill-kojeessa.The final mixture was then wet screened, dried and ground in a Fitzmill apparatus.

Sitten puristettiin kovapala-aihiot, joita sen jälkeen sintrattiin 1454°C:ssa 30 min. Tällä sintrausmenettelyllä saatiin pääosa-ainetta peittävä koboltista rikastunut vyöhyke, jonka huokoisuus oli C3/C4. Sintratut aihiot hiottiin ja hierrettiin sitten SNG433-kovapalamittoihin, jolloin koboltista rikastunut vyöhyke tuli poistetuksi.The hardwood blanks were then pressed, which were then sintered at 1454 ° C for 30 min. This sintering process gave a cobalt-enriched zone covering the main component with a porosity of C3 / C4. The sintered blanks were ground and then ground to SNG433 hard piece dimensions, removing the cobalt-enriched zone.

Sintratut kovapalat pakattiin sitten hiutalegrafiitin kanssa avoimen grafiitti-kanisterin sisään. Tätä yhdistelmää puristettiin sitten kuuma-isostaattisesti (HIP) 1371-1377° C:ssa 1 h 8,76 x 10 dyneä/cm :n ilmakehässä, joka sisälsi 25 tilavuus-% Nj ja 75 tilavuus-% He. HIP-näytteen mikro-rakenteellinen tarkastelu osoitti, että likimäärin 19,7 ^um syvä koboltista rikastunut vyöhyke oli kehittynyt isostaattisen kuumapuristuksen aikana. Myös noin 4 yum pintakobolttia ja 2 ^um pintahiiltä kehittyi käytetyn substraatin C-tyyppisen huokoisuuden johdosta.The sintered hard pieces were then packed with flake graphite inside an open graphite canister. This combination was then hot isostatically compressed (HIP) at 1371-1377 ° C for 1 h in an atmosphere of 8.76 x 10 dynes / cm containing 25% v / v Nj and 75% v / v He. Micro-structural examination of the HIP sample showed that a cobalt-enriched zone approximately 19.7 μm deep had developed during isostatic hot pressing. About 4 μm of surface cobalt and 2 μm of surface carbon also developed due to the C-type porosity of the substrate used.

Esimerkki 9Example 9

Erä, joka sisälsi seuraavat aineet, jauhettiin kuulamyllyssä: 30,0 paino-% WC (1,97 ^um:n keskihiukkaskoko) 750 kg 51,4 paino-% WC (4,43 ^um:n keskihiukkaskoko) 1286 kg 6.0 paino-% Co 150 kg 5.0 paino-% WC-TiC-kiinteäliuoskarbidia 124,5 kg 6.1 paino-% TaWC-kiinteäliuoskarbidia 152 kg 1,5 paino-% W 37,5 kg 24 74304 Tämän seoksen kokonaishiilipitoisuus oli 6,00 paino-%.A batch containing the following substances was ground in a ball mill: 30.0% by weight WC (1.97 μm average particle size) 750 kg 51.4% by weight WC (4.43 μm average particle size) 1286 kg 6.0 weight -% Co 150 kg 5.0% by weight WC-TiC solid solution carbide 124.5 kg 6.1% by weight TaWC solid solution carbide 152 kg 1.5% by weight W 37.5 kg 24 74304 The total carbon content of this mixture was 6.00% by weight .

Näitä aineita jauhettiin 51 080 kierrosta yhdessä 3409 kg:n kanssa sykloideja ja 798 litran kanssa naftaa. Lopulliseksi hiukkaskooksi tuli 0,82 ^um.These substances were ground in 51,080 cycles together with 3409 kg of cycloids and 798 liters of naphtha. The final particle size became 0.82 μm.

Viisituhatta g jauhetta erotettiin tästä sekoitetusta ja jauhetusta erästä ja siihen lisättiin seuraavat aineet: 1,9 paino-% TiN (esijauhettu likimäärin 96,9 g 1,4-1,7 ,um:n hiukkas-kokoon) 0,2 paino-% C (Ravin 410) 9,4 g 1500 ml perkloorietyleeniä Näitä aineita jauhettiin sitten 190 mm sisäläpimittaisessa volframikarbidilla vuoratussa myllyastiassa, joka sisälsi 50 tilavuus-% sykloideja (17,3 kg), 16 h. Jauhatuksen päätyttyä koko erä seulottiin märkänä 400 silmän seulan läpi, kuivatettiin osittaisessa alipaineessa sigmasekoittimessa 121°C:ssa, ja ajettiin sitten Fitzmill-laitteessa 40-sil-mäisen seulan läpi.Five thousand g of powder was separated from this mixed and ground batch and the following substances were added: 1.9% by weight of TiN (pre-ground to approximately 96.9 g to a particle size of 1.4-1.7 μm) 0.2% by weight C (Ravin 410) 9.4 g 1500 ml perchlorethylene These substances were then ground in a 190 mm inner diameter tungsten carbide lined milling vessel containing 50% by volume of cycloids (17.3 kg) for 16 h. , dried under partial vacuum in a sigma mixer at 121 ° C, and then passed through a 40 mesh screen on a Fitzmill.

SNG433-aihioita puristettiin käyttäen 3600 kg voimaa, joi-loin aihiotiheydeksi saatiin 8,24 g/cm ja aihiokorkeudeksi 5,84-6,10 mm.The SNG433 preforms were compressed using a force of 3600 kg to give a preform density of 8.24 g / cm 3 and a preform height of 5.84-6.10 mm.

Aihioita sintrattiin 1454°C:ssa 30 minuuttia NbC-jauhe-erotusagenssin päällä 1,3-3,3 Pa:n alipaineessa ja annettiin sitten jäähtyä uunissa. Sintrattujen näytteiden mitat 3 olivat 4,93 mm x 13,31 mm x 13,31 mm, tiheys 13,4 g/cm ja magneettisen kyllästyksen kokonaisarvo 146-150 gauss-cm3/g Co. Näytteiden mikrorakenteellinen tarkastelu osoitti A-huokoisuutta kauttaaltaan, ja koboltista rikastuneen kerroksen, jonka paksuus oli likimäärin 21 ^um.The blanks were sintered at 1454 ° C for 30 minutes on top of an NbC powder separating agent under a reduced pressure of 1.3-3.3 Pa and then allowed to cool in an oven. The dimensions 3 of the sintered samples were 4.93 mm x 13.31 mm x 13.31 mm, the density 13.4 g / cm and the total magnetic impregnation value 146-150 Gauss-cm3 / g Co. Microstructural examination of the samples showed A-porosity throughout, and a cobalt-enriched layer with a thickness of approximately 21 μm.

Kovapalojen yläpinta ja alapinta hiottiin sitten niin, että kokonaispaksuudeksi tuli 4,75 mm. Kovapaloja lämpökäsitel- 25 7 4 3 0 4 tiin sitten 1427°C:ssa 60 minuuttia 13 Pa:n alipaineessa, jäähdytettiin 1204°C:een 56°C tuntinopeudella, ja jäähdytettiin sitten uunissa.The top and bottom surfaces of the hard pieces were then ground to a total thickness of 4.75 mm. The hard pieces were then heat treated at 1427 ° C for 60 minutes under a reduced pressure of 13 Pa, cooled to 1204 ° C at 56 ° C per hour, and then cooled in an oven.

Kunkin kovapalan sivupinnat hiottiin 12,70 mm neliöksi, ja särmät hiertohiottiin 0,064 mm-säteisiksi.The side surfaces of each hard piece were ground to a square of 12.70 mm, and the edges were ground to a radius of 0.064 mm.

Sitten palat CVD-päällystettiin titaanikarbidi-aluminium-oksidilla käyttäen seuraavaa menetelmää.The pieces were then CVD-coated with titanium carbide-alumina using the following method.

Kovapalat pantiin päällystysreaktoriin, ne kuumennettiin likimäärin 1026-1030°C:een ja pidettiin 12-17 kPa:n alipaineessa. Vetykaasua johdettiin 44,73 litran minuuttinopeu-della höyrystimen läpi, joka sisälsi TiCl^, 35-38°C:ssa, alipaineessa. TiCl^-höyry temmattiin vedyn mukaan ja johdettiin päällystysreaktoriin. Samanaikaisesti vetyä ja metaania virtasi reaktoriin 19,88 ja vastaavasti 2,98 litran minuuttinopeudella. Näitä alipaineen, lämpötilan ja virtaaman olosuhteita ylläpidettiin 180 min, niin että kovapaloil-le muodostui kiinnipysyvä TiC-päällyste. Vedyn virtaus höyrystimeen ja metaanin virtaus reaktoriin lopetettiin sitten. Vetyä ja klooria virtautettiin nyt generaattoriin, joka sisälsi alumiinihiukkasia 380-400°C:ssa ja 3,4 kPa:n paineessa. Vety ja kloori virtasivat generaattoriin 19,88 ja vastaavasti 0,8 litran minuuttinopeudella. Kloori reagoi alumiinin kanssa muodostaen AlCl^-höyryjä, jotka sitten johdettiin reaktorin sisään. Samalla kun vety ja AlClj virtasivat reaktoriin, myös 0,5 litran minuuttinopeudella, virtasi reaktoriin. Näitä virtaamia ylläpidettiin 180 min, jona aikana kovapalat pysytettiin 1026-1028°C:ssa, likimäärin 12 kPa:n alipaineessa. Tällä menettelyllä kehittyi tiheä Al2C>3-päällyste, joka oli kiinnipysyvästi sitoutunut sisempään TiC-päällysteeseen.The hard pieces were placed in a coating reactor, heated to approximately 1026-1030 ° C and kept under a reduced pressure of 12-17 kPa. Hydrogen gas was passed at a rate of 44.73 liters per minute through an evaporator containing TiCl 4 at 35-38 ° C under reduced pressure. The TiCl 4 vapor was triturated with hydrogen and passed to a coating reactor. Simultaneously, hydrogen and methane flowed into the reactor at a rate of 19.88 and 2.98 liters per minute, respectively. These vacuum, temperature, and flow conditions were maintained for 180 min to form a permanent TiC coating on the hard pieces. The flow of hydrogen to the evaporator and the flow of methane to the reactor were then stopped. Hydrogen and chlorine were now flowed into a generator containing aluminum particles at 380-400 ° C and 3.4 kPa. Hydrogen and chlorine flowed into the generator at a rate of 19.88 and 0.8 liters per minute, respectively. Chlorine reacted with aluminum to form AlCl 2 vapors, which were then introduced into the reactor. While hydrogen and AlCl 3 flowed into the reactor, also at a rate of 0.5 liters per minute, flowed into the reactor. These flows were maintained for 180 min, during which time the hard pieces were kept at 1026-1028 ° C, a vacuum of approximately 12 kPa. This procedure developed a dense Al 2 O 3 coating that was permanently bonded to the inner TiC coating.

Päällystettyjen kovapalojen tarkastelu antoi seuraavat tulokset: 26 7 4 3 0 4Examination of the coated hard pieces gave the following results: 26 7 4 3 0 4

Huokoisuus A-l rikastuneessa vyöhykkeessä A-l, seka siellä täällä B si-säaineessaPorosity A-1 in the enriched zone A-1, and here and there in B si

Koboltista rikastuneen vyö- likimäärin 39,9 7um hykkeen paksuus (kaatopinta) 'Cobalt-enriched belt thickness of approximately 39.9 7um (dump surface) '

Kiinteästä liuoksesta köyh- jopa 43,2 ,um tyneen vyöhykkeen paksuus ' (kaatopinta) Päällysteen paksuusThickness of the zone impoverished by the solid solution up to 43.2 μm (pouring surface) Coating thickness

TiC 5,9 ,um AI2O3 2,0 ^umTiCl 5.9 μm Al 2 O 3 2.0 μm

Substraatin pääosan keski- 91,9 määräinen Rockwell "A”- kovuusThe average Rockwell “A” hardness of the main substrate is 91.9

Pakotusvoima, He 170 oerstediaCoercive force, He 170 oerstedia

Esimerkki 10Example 10

Vielä toinen 5000 g:n erä ainesta erotettiin alkuperäisestä, esimerkin 9 mukaan valmistetusta erästä. 95,4 g (1,9 paino-%) TiCN ja 1,98 g (0,02 paino-%) Ravin 410 hiilimus-taa lisättiin tähän aineeseen, sekoitettiin 16 h, seulottiin, kuivatettiin ja käsiteltiin Fitzmill-laitteessa esimerkin 9 mukaisesti.Another batch of 5000 g was separated from the original batch prepared according to Example 9. 95.4 g (1.9 wt%) of TiCN and 1.98 g (0.02 wt%) of Carbon 410 of Nutri were added to this material, stirred for 16 h, screened, dried and treated in a Fitzmill apparatus according to Example 9 .

Koekappaleet pilleripuristettiin, niitä sintrattiin alipaineessa 1496°C:ssa 30 min ja sitten ne jäähdytettiin uunissa, uunin ympäristön jäähdytysnopeudella. Sintrattujen näytteiden tarkastelu antoi seuraavat tulokset:The test pieces were pill pressed, sintered under reduced pressure at 1496 ° C for 30 min, and then cooled in an oven at the cooling rate around the oven. Examination of the sintered samples gave the following results:

Huokoisuus A-l kauttaaltaanPorosity A-1 throughout

Koboltista rikastuneen vyö- likimäärin 14,8 um hykkeen paksuus 'Cobalt-enriched belt thickness of approximately 14.8 μm '

Kiinteästä liuoksesta köyh- jopa 19,7 ,um tyneen vyöhykkeen paksuus 'Thickness of the zone of the solid solution depleted by up to 19.7 μm '

Substraatin sisustan kes- 92,4The interior of the substrate is 92.4

kimääräinen Rockwell Aaverage Rockwell A

kovuus 3hardness 3

Magneettinen kyllästys 130 gauss-cm /g CoMagnetic impregnation 130 Gauss-cm / g Co

Pakotusvoima (He) 230 oerstedia 27 7 4 3 0 4Coercive force (He) 230 oerstedia 27 7 4 3 0 4

Esimerkki 11Example 11

Vielä yksi 5000 gramman erä ainetta erotettiin alkuperäisestä, esimerkin 9 mukaan tehdystä erästä. Esijauhettua TiCN lisättiin 95,4 g (1,9 paino-%), sekoitettiin 16 h, seulottiin, kuivatettiin ja käsiteltiin Fitzmill-laittees-sa niin kuin esimerkissä 9. Sitten puristettiin koekappaleet, joita sintrattiin 1496°C:ssa yhdessä esimerkin 10 koekappaleiden kanssa.Another batch of 5000 grams was separated from the original batch made according to Example 9. The pre-ground TiCN was added 95.4 g (1.9 wt%), stirred for 16 h, screened, dried and treated in a Fitzmill apparatus as in Example 9. The test pieces were then compressed and sintered at 1496 ° C together with the test pieces of Example 10. with.

Näin saatujen sintrattujen näytteiden tarkastelu antoi seu-raavat tulokset:Examination of the sintered samples thus obtained gave the following results:

Huokoisuus A-l yhdessä raskaan eta-faasin kanssa kauttaaltaanPorosity A-1 together with the heavy eta phase throughout

Koboltista rikastuneen vyö- likimäärin 12,5 ^um hykkeen paksuusThe thickness of the cobalt-enriched belt is approximately 12.5 μm

Kiinteästä liuoksesta jopa 16,4 ^urn köyhtyneen vyöhykkeen paksuusThickness of the impoverished zone up to 16.4 μm from the solid solution

Sisustan keskimääräinen 92,7I decorate an average of 92.7

Rockwell A kovuus 3Rockwell A hardness 3

Magneettinen kyllästys 120 gauss-cm /g CoMagnetic impregnation 120 Gauss-cm / g Co

Pakotusvoima, He 260 oerstediaCoercive force, He 260 oerstedia

Esimerkki 12Example 12

Panostettiin seuraava seos käyttäen seuraavassa selitettävää kaksivaiheista jauhatusjaksoa:The following mixture was charged using the two-stage grinding cycle described below:

Vaihe IPhase I

Seuraavat aineet lisättiin 181 mm sisäläpimittaiseen, 194 mm pitkään WC-Co-vuorattuun myllyastiaan 17,3 kg:n kanssa 4,8 mm WC-Co-sykloideja. Myllyastiaa pyöritettiin sen sylin-terikeskiviivan ympäri 85 kierroksen minuuttinopeudella 48 h (244 800 kierrosta).The following substances were added to an 181 mm inner diameter, 194 mm long WC-Co lined mill vessel with 17.3 kg of 4.8 mm WC-Co cycloids. The mill vessel was rotated about its cylinder-blade centerline at 85 rpm for 48 h (244,800 rpm).

28 7 4 3 0 4 455 g (6,5 paino-%) Ni28 7 4 3 0 4 455 g (6.5% by weight) Ni

280 g (4,0 paino-%) TaN280 g (4.0% by weight) of TaN

112 g (1,6 paino-%) TiN112 g (1.6% by weight) of TiN

266 g (3,8 paino-%) NbN266 g (3.8% by weight) of NbN

42,7 g (0,6 paino-%) hiiltä 14,0 g Ethomeen S-15 1500 ml Perkloorietyleeniä42.7 g (0.6% by weight) of carbon 14.0 g Ethomeen S-15 1500 ml Perchlorethylene

Vaihe IIPhase II

Seuraavat aineet lisättiin sitten myllyastiaan ja sitä pyöritettiin vielä 16 h (81 600 kierrosta):The following substances were then added to the mill vessel and rotated for an additional 16 h (81,600 revolutions):

5890 g (83,6 paino-%) V7C5890 g (83.6% by weight) of V7C

105 g Sunoco 3420 1000 ml Perkloorietyleeniä Tämä seos tasapainotettiin niin, että saatiin 10 paino-% - 90 paino-% Ni sisältävä sidelejeerinki. Kun seosliete oli poistettu myllyastiasta, se seulottiin märkänä 400-silmäi-sen seulan (Tyler) läpi, kuivatettiin 93°C:ssa typpiatmos-fäärissä ja käsiteltiin Fitzmill-laitteessa 40-silmäisen seulan läpi.105 g Sunoco 3420 1000 ml Perchlorethylene This mixture was equilibrated to give a binder alloy containing 10% to 90% by weight Ni. After removal of the mixture slurry from the mill vessel, it was screened wet through a 400 mesh screen (Tyler), dried at 93 ° C under a nitrogen atmosphere and treated in a Fitzmill apparatus through a 40 mesh screen.

Koenäytteet pilleripuristettiin, niitä sintrattiin 1450° C:ssa 30 min 6,9 x 10^ dyneä/cm^-typpiatmosfäärissä ja jäähdytettiin sitten uunissa uunin ympäristönjäähtymisnopeudella.The test samples were pill pressed, sintered at 1450 ° C for 30 min in a 6.9 x 10 6 dyne / cm 2 nitrogen atmosphere, and then cooled in an oven at the ambient cooling rate of the oven.

Sintrauksen jälkeen näytteitä HIP-käsiteltiin 1370°C:ssa 9 o 60 min 1 x 10 dyneä/cm -heliumatmosfäärissä. HlP-käsitelty-jen näytteiden optinen metallograafinen tarkastelu osoitti, että aineella oli A-3 huokoisuus kauttaaltaan, ja likimää-rin 25,8 ^um:n paksuinen kiinteästä liuoksesta köyhtynyt vyöhyke.After sintering, the samples were HIP-treated at 1370 ° C for 9 ° 60 min in a 1 x 10 dynes / cm helium atmosphere. Optical metallographic examination of the HIP-treated samples showed that the material had A-3 porosity throughout, and a solid solution depleted band approximately 25.8 μm thick.

Tämän jälkeen näyte valmistettiin uudelleen ja tutkittiin energiaa dispergoivalla röntgensäde-viivaositusanalyysillä (EDX) eri välimatkojen päässä kaatopinnasta. Kuvio 3 on graafinen esitys nikkelin, volfrämin, titaanin ja tantaalin 29 74304 suhteellisten pitoisuuksien vaihteluista funktiona etäisyydestä näytteen kaatopinnasta. Selvästi näkyy, että lähellä pintaa on kerros, jossa titaani ja tantaali, jotka muodostavat karbideja, jotka ovat kiinteänä liuoksena volframi-karbidin kanssa, ovat ainakin osaksi köyhtyneet. Tämä kiinteästä liuoksesta köyhtynyt vyöhyke ulottuu sisäänpäin likimäärin 70 ^um. Tämän arvon ja edellä ilmoitetun arvon välisen poikkeaman uskotaan johtuvan siitä, että näyte oli valmistettu tarkastelujen välillä, niin että kummassakin tarkastelussa tultiin tutkineeksi näytteitä leikkaavia eri tasoja.The sample was then reconstituted and examined by energy dispersive X-ray line segmentation (EDX) analysis at various distances from the landfill surface. Figure 3 is a graphical representation of variations in the relative concentrations of nickel, tungsten, titanium, and tantalum 29 74304 as a function of distance from the landfill surface of the sample. Clearly, there is a layer near the surface in which titanium and tantalum, which form carbides in solid solution with tungsten carbide, are at least partially depleted. This solid solution depleted zone extends inwardly by about 70. The discrepancy between this value and the value reported above is believed to be due to the fact that the sample was prepared between examinations, so that in each examination different levels of intersection of the samples were examined.

Titaanin ja tantaalin köyhtymistä vastaa nikkeliin nähden rikastunut kerros (kats. kuviota 3). Nikkelipitoisuus tässä rikastuneessa kerroksessa pienenee, kun välimatka kaatopinnasta pienenee 30:sta 10:een ^um. Tämä osoittaa, että nikkeli tässä vyöhykkeessä osaksi on haihtunut alipaine-sintrauksen aikana.The depletion of titanium and tantalum is matched by a layer enriched in nickel (see Figure 3). The nickel content in this enriched layer decreases as the distance from the landfill surface decreases from 30 to 10. This indicates that some of the nickel in this zone has evaporated during vacuum sintering.

Titaani - ja tantaalipitoisuuksissa 110 ^um:n kohdalla esiintyvän piikin katsotaan johtuvan siitä, että ositus on osunut sattumanvaraisesti isoon jyvään tai jyväseen, jossa näiden alkuaineiden pitoisuus on suuri.The peak at titanium and tantalum concentrations of 110 [mu] m is considered to be due to the fact that the partition has randomly hit a large grain or a grain with a high content of these elements.

Kuvion kaksi yhdensuuntaista vaakasuoraa viivaa osoittavat sitä tyypillistä hajaantumaa, joka saadaan näytteen pääosan analyysissä nimellisen seoskemian molemmin puolin.The two parallel horizontal lines in the figure show the typical dispersion obtained in the analysis of the bulk of the sample on both sides of the nominal mixture chemistry.

Esimerkki 13Example 13

Panostettiin seuraava seos, käyttäen seuraavassa hahmoteltua kaksivaiheista jauhatusjaksoa:The following mixture was charged, using the two-stage grinding cycle outlined below:

Vaihe IPhase I

Seuraavia aineita jauhettiin esimerkin 12 vaiheen I mukaisesti : 30 7 4 3 0 4 455 g (6,4 paino-%) NiThe following substances were ground according to Example 12, Step I: 30 7 4 3 0 4 455 g (6.4% by weight) Ni

280 g (3,9 paino-%) TaH280 g (3.9% by weight) of TaH

122 g (1,6 paino-%) TiN122 g (1.6% by weight) of TiN

266 g (3,7 paino-%) NbN266 g (3.7% by weight) of NbN

61,6 g (0,9 paino-%) C Ravin 410, 502 14 g Ethomeen S-15 2500 ml Perkloorietyleeniä61.6 g (0.9% by weight) C Ravin 410, 502 14 g Ethomeen S-15 2500 ml Perchlorethylene

Vaihe IIPhase II

Seuraavat aineet lisättiin sitten myllyastiaan ja sitä pyöritettiin vielä 16 h.The following materials were then added to the mill vessel and spun for an additional 16 h.

5980 g (83,6 paino-%) WC5980 g (83.6% by weight) of WC

140 g Sunoco 3420 Tämä tasapainotettiin niin, että saatiin 10 paino-% W ja 90 paino-% Ni sisältävä sidelejeerinki.140 g of Sunoco 3420 This was equilibrated to give a binder alloy containing 10% by weight of W and 90% by weight of Ni.

Seoksen poistamisen jälkeen se seulottiin, kuivatettiin ja käsiteltiin Fitzmill-laitteessa esimerkin 12 mukaisesti.After removal, the mixture was screened, dried and treated in a Fitzmill apparatus according to Example 12.

Puristettuja koenäytteitä alipainesintrattiin 1466°C:ssa 30 min 4,7 Pa:n alipaineessa. Sintrattujen näytteiden huokoisuus oli A-3 kauttaaltaan ja niissä oli kiinteästä liuoksesta köyhtynyt vyöhyke, jonka paksuus oli jopa 13,1 yum.Compressed test specimens were vacuum sintered at 1466 ° C for 30 min under a vacuum of 4.7 Pa. The sintered samples had A-3 porosity throughout and had a solid solution depleted zone with a thickness of up to 13.1 μm.

Esimerkki 14Example 14

Valmistettiin seos käyttäen seuraavaa kaksivaiheista jauhatus jaksoa:A mixture was prepared using the following two-stage grinding cycle:

Vaihe IPhase I

Seuraavat aineet lisättiin 190 mm sisäläpimittaiseen ja 195 mm pitkään WC-Co-vuorattuun myllyastiaan, 17,3 kg:n kanssa 4,8 mm WC-Co-sykloideja. Myllyastiaa pyöritettiin sen keskiviivan ympäri 85 kierroksen minuuttinopeudella 48 h (244 800 kierrosta): 31 74304 177 g (2,5 paino-%) HfH2 182,3 g (2,5 paino-%) TiH2 55,3 g (0,8 paino-%) hiiltä 459 g (6,4 paino-%) Co 14 g Ethomeen S-15 2500 ml PerkloorietyleeniäThe following substances were added to a 190 mm inner diameter and 195 mm long WC-Co lined mill vessel, with 17.3 kg of 4.8 mm WC-Co cycloids. The mill was rotated about its centerline at 85 rpm for 48 h (244,800 rpm): 31 74304 177 g (2.5 wt%) HfH 2 182.3 g (2.5 wt%) TiH 2 55.3 g (0.8 wt%) wt%) carbon 459 g (6.4 wt%) Co 14 g Ethomeen S-15 2500 ml Perchlorethylene

Vaihe IIPhase II

Sitten myllyastiaan lisättiin seuraavat aineet ja sitä pyöritettiin vielä 16 h (81 600 kierrosta):The following substances were then added to the mill vessel and rotated for an additional 16 h (81,600 revolutions):

6328 g (87,9 paino-%) WC6328 g (87.9% by weight) of WC

140 g Sunoco 3420 Tämä seos tasapainotettiin niin, että saatiin 10 paino-% W ja 90 paino-% Co sisältävä sidelejeerinki.140 g Sunoco 3420 This mixture was equilibrated to give a binder alloy containing 10% by weight of W and 90% by weight of Co.

Kun liete oli poistettu myllyastiasta, se seulottiin märkänä 400-silmäisen seulan läpi, kuivatettiin 93°C:ssa typpiatmos-fäärissä, ja käsiteltiin Fitzmill-laitteessa 40-silmäisen seulan läpi.After removal of the slurry from the mill vessel, it was wet screened through a 400 mesh screen, dried at 93 ° C under a nitrogen atmosphere, and treated on a Fitzmill apparatus through a 40 mesh screen.

Kovapala-aihiot puristettiin, ja niitä sintrattiin 1468° C:ssa 30 min 4,7 Pa:n alipaineessa, joka salli suurimman osan näytteiden sisältämästä vedystä haihtua. Sintrauk-sen aikana näytteet olivat kannatettuina NfcC-jauhe-erotus-agenssin päällä.The hard pieces were pressed and sintered at 1468 ° C for 30 min under a reduced pressure of 4.7 Pa, which allowed most of the hydrogen in the samples to evaporate. During sintering, the samples were supported on NfcC powder separation agent.

Sintratun näytteen huokoisuus oli A-2 näytteen rikastuneessa vyöhykkeessä ja A-4 näytteen rikastumattomassa pääosassa. Näytteen Rockwell MA"-kovuus oli keskimäärin 90; siinä oli 9,8 ^umm paksuudelta kiinteän liuoksen köyhtymistä, ja sen pakotusvoima He oli 150 oerstedia.The porosity of the sintered sample was in the enriched zone of the A-2 sample and in the unenriched major part of the A-4 sample. The Rockwell MA "sample had an average hardness of 90; had a solid solution impoverishment of 9.8 .mu.m thick and a coercive force He of 150 oerstedia.

Esimerkki 15Example 15

Sekoitettiin aine-erä, jonka koostumus oli esimerkin 9 aine-erän koostumuksen mukainen, se jauhettiin ja puristet- 32 74304 tiin kovapala-aihioiksi. Sitten aihiot sintrattiin, hiottiin, lämpökäsiteltiin, ja hiottiin (ainoastaan sivupinnat) olennaisesti esimerkissä 9 käytettyjen menettelyjen mukaisesti. Kuitenkin loppu-lämpökäsittelyssä käytettiin jäähdytysnopeutta 69°C tunnissa.A batch of material having the composition of the batch of Example 9 was mixed, ground and compressed into hard pieces. The blanks were then sintered, ground, heat treated, and ground (side surfaces only) essentially according to the procedures used in Example 9. However, a cooling rate of 69 ° C per hour was used for the final heat treatment.

Yksi kovapala analysoitiin EDX-viivaositusanalyysillä eri välimatkojen päässä kovalevyn kaatopinnoista. Tämän analyysin tulokset on esitetty kuvion 2 käyriössä. Se osoittaa kaatopinnoista sisäänpäin noin 25 ^um:n syvyyteen ulottuvan koboltista rikastuneen kerroksen olemassaoloa, jota seuraa kerrosaine, joka on osaksi köyhtynyt kobolttiin nähden ja ulottuu sisäänpäin likimäärin 90 ^um:n kaatopinnoista. Joskaan sitä ei ole esitetty kuvion 2 käyriössä, osittaista kiinteään liuokseen nähden köyhtymistä on todettu koboltista rikastuneessa kerroksessa ja kiinteän liuoksen rikastumista on todettu osittain köyhtyneessä koboltti-kerroksessa.One hard piece was analyzed by EDX line partitioning analysis at different distances from the hard disk dump surfaces. The results of this analysis are shown in the curve of Figure 2. It shows the existence of a cobalt-enriched layer extending inwards from the pouring surfaces to a depth of about 25 μm, followed by a bed material which is partially depleted relative to the cobalt and extends inwards from the pouring surfaces of approximately 90 μm. Although not shown in the curve of Figure 2, partial depletion relative to the solid solution has been observed in the cobalt-enriched layer and solid solution enrichment has been observed in the partially depleted cobalt layer.

Käyriössä esiintyvät kaksi vaakasuoraa viivaa osoittavat tyypillistä hajontaa sisusta-aineen analyysissä, molemmin puolin seoksen nimellistä kemiaa.The two horizontal lines in the curve show the typical scatter in the analysis of the interior material, on both sides of the nominal chemistry of the mixture.

Edellä oleva selitys ja yksityiskohtaiset esimerkit on esitetty havainnollistamaan eräitä niistä mahdollisista lejee-ringeistä, tuotteista, menetelmistä ja käyttötarkoituksista, jotka kuuluvat tämän, seuraavissa patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnön puitteisiin.The above description and detailed examples are provided to illustrate some of the possible alloys, products, methods and uses that fall within the scope of this invention as defined in the following claims.

Claims (17)

33 7 4 3 0 433 7 4 3 0 4 1. Sementoitu karbidikappale, joka on muodostettu sint-raamalla olennaisesti homogeeninen seos, joka aineosina sisältää ainakin 70 paino-% volframikarbidia, metallisen sideaineen ja metallikarbidin, joka on ryhmän IVB tai VB siir-tymämetallikarbidi, jolloin metallikarbidin määrä on pienempi kuin volframikarbidin määrä, tunnettu siitä, että kappaleen huokoisuus kauttaaltaan on olennaisesti A-B-tyyppistä, että metallikarbidi yhdessä volframikarbidin kanssa muodostaa kiinteäliuoskarbidin ja että lähellä kappaleen ulkopintaa on kerros ainetta, joka ainakin osaksi on köyhtynyt kiinteäliuoskarbidista.A cemented carbide body formed by sintering a substantially homogeneous mixture comprising as ingredients at least 70% by weight of tungsten carbide, a metallic binder and a metal carbide of Group IVB or VB transition metal carbide, the amount of metal carbide being less than the amount of tungsten carbide, known that the porosity of the body as a whole is essentially of the AB type, that the metal carbide together with the tungsten carbide forms a solid solution carbide and that there is a layer of material near the outer surface of the body which is at least partially depleted of the solid solution carbide. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sementoitu karbidikappale, tunnettu siitä, että sideaine muodostuu koboltista, nikkelistä, raudasta tai niiden lejeeringistä.Cemented carbide body according to Claim 1, characterized in that the binder consists of cobalt, nickel, iron or an alloy thereof. 3. Sementoitu karbidikappale, joka on muodostettu sint-raamalla olennaisesti homogeeninen seos, joka aineosina sisältää ainakin 70 paino-% volframikarbidia, koboltti-side-lejeeringin ja metallikarbidin, joka on ryhmän IVB tai VB siirtymämetalliarbidi, tunnettu siitä, että metallikarbidi yhdessä volframikarbidin kanssa muodostaa kiinteäliuoskarbidin, että lähellä kappaleen ulkopintaa on kerros ainetta, joka ainakin osaksi on köyhtynyt kiinteäliuoskarbidista ja että koboltti-sidelejeeringin magneettisen kyllästyksen 3 kokonaisarvo on pienempi kuin 158 gauss-cm /g kobolttia.3. Cemented carbide body formed by sintering a substantially homogeneous mixture containing at least 70% by weight of tungsten carbide, a cobalt-bond alloy and a metal carbide which is a Group IVB or VB transition metal arbit, characterized in that the metal carbide together with tungsten carbide forms solid solution carbide, that there is a layer of material near the outer surface of the body which is at least partially depleted of solid solution carbide and that the total value of the magnetic impregnation 3 of the cobalt-bond alloy is less than 158 Gauss-cm / g of cobalt. 4. Sementoitu karbidikappale, joka käsittää ainakin 70 paino-% volframikarbidia, kobolttia ja metallikarbidin, joka on ryhmän IVB tai VB siirtymämetallikarbidi, tunnettu siitä, että lähellä kappaleen ulkopintaa on koboltista rikastunut kerros ja että kappaleen huokoisuus kauttaaltaan on olennaisesti A-B-tyyppistä. 34 74304A cemented carbide body comprising at least 70% by weight of tungsten carbide, cobalt and a metal carbide which is a Group IVB or VB transition metal carbide, characterized in that there is a cobalt-enriched layer near the outer surface of the body and that the porosity of the body is essentially of type A-B. 34 74304 5· Patenttivaatimuksen 4 mukainen sementoitu karbidikap- pale, tunnettu siitä, että siirtymämetallikarbidin pitoisuus koboltista rikastuneessa kerroksessa on ainakin osaksi köyhtynyt.Cemented carbide body according to Claim 4, characterized in that the concentration of the transition metal carbide in the cobalt-enriched layer is at least partially depleted. 6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen sementoitu kar-bidikappale, tunnettu siitä, että metallikarbidi on titaani-, hafnium-, tantaali- tai niobikarbidi ja että metal-likarbidin pitoisuus on vähintään 0,5 paino-#.Cemented carbide body according to Claim 4 or 5, characterized in that the metal carbide is titanium, hafnium, tantalum or niobicarbide and that the metal carbide content is at least 0.5% by weight. 7. Jonkin patenttivatimuksista 4-6 mukainen sementoitu karbidikappale, tunnettu siitä, että koboltista rikastunut kerros ulottuu sisäänpäin kappaleen ulkopinnasta vähintään noin 6 mikrometrin syvyyteen, edullisesti 12-50 mikro-metrin syvyyteen.Cemented carbide body according to one of Claims 4 to 6, characterized in that the cobalt-enriched layer extends inwards from the outer surface of the body to a depth of at least about 6 micrometers, preferably to a depth of 12 to 50 micrometers. 8. Jonkin patenttivaatimuksista 4-7 mukainen sementoitu karbidikappale, tunnettu siitä, että kappaleen ulkopinta käsittää kaatopinnan, joka on liittyneenä sivupintaan, jolloin kaato- ja sivupinnan leikkauksessa on leikkaussärmä, ja että rikastunut kerros ulottuu sisäänpäin kaatopinnasta.Cemented carbide body according to one of Claims 4 to 7, characterized in that the outer surface of the body comprises a pouring surface connected to the side surface, the section of the pouring and side surface having a cutting edge, and that the enriched layer extends inwards from the pouring surface. 9· Jonkin patenttiaatimuksista 4-8 mukainen sementoitu karbidikappale, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää kovan, tiheän tulenkestävän päällysteen, joka on sidottu kappaleen ulkopintaan, ja jossa päällysteessä on yksi tai useampi kerros, jonka kerroksen muodostaa titaanin, zirkoniumin, hafniumin, niobin, tantaalin tai vanadiinin karbidi, nitridi, boridi tai karbonitridi tai alumiinin oksidi tai oksi nitridi.Cemented carbide body according to one of Claims 4 to 8, characterized in that it further comprises a hard, dense refractory coating bonded to the outer surface of the body, the coating having one or more layers consisting of titanium, zirconium, hafnium, niobium, carbide, nitride, boride or carbonitride of tantalum or vanadium or oxide or oxide nitride of aluminum. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen sementoitu karbidikappale, tunnettu siitä, että päällyste käsittää yhden tai useamman titaanikarbidi-, titaanikarbonitridi-, titaani-nitridi- ja alumiinioksidikerroksen. 35 74304Cemented carbide body according to Claim 9, characterized in that the coating comprises one or more layers of titanium carbide, titanium carbonitride, titanium nitride and alumina. 35 74304 11. Tuote, joka on valmistettu menetelmällä, jossa muodostetaan sideaineesta rikastunut kerros lähelle huokoisuudeltaan olennaisesti A-B-tyyppisen sementoidun karbidikap-paleen yhtä ulkopintaa, tunnettu siitä, että tämä menetelmä käsittää sen, että jauhetaan ja sekoitetaan ensimmäinen karbidijauhe, sidelejeerinkijauhe ja kemiallinen reagens-sijauhe, joka on ryhmän IVB tai VB siirtymämetalli tai niiden lejeerinki, nitridi tai karbonitridi, että näistä jauheista puristetaan puriste, että puriste sintrataan lämpötilassa, joka on korkeampi kuin sidelejeeringin sulamislämpötila, niin että kemiallinen reagenssi ainakin osittain muuttuu karbidiksi siinä kerroksessa, josta on tarkoitus tulla sideaineesta rikastunut, että sideaineesta rikastunut kerros poistetaan tuotteen valituilta alueilta, että puriste sintrataan uudelleen lämpötilassa, joka on korkeampi kuin sidelejeeringin sulamislämpötila, niin että kemiallinen reagenssi ainakin osittain muuttuu karbidiksi siinä kerroksessa, joka on lähellä tuotteen valittujen alueiden ulkopintaa.A product made by a method of forming a binder-enriched layer close to one outer surface of a substantially AB-type cemented carbide body with a porosity, characterized in that the method comprises grinding and mixing the first carbide powder, the binder powder and the chemical reagent powder, which is a Group IVB or VB transition metal or an alloy, nitride or carbonitride thereof, to extrude these powders, to sinter the extrudate at a temperature higher than the melting temperature of the bond alloy so that the chemical reagent is at least partially converted to carbide in the binder enrichment layer that the binder-enriched layer is removed from selected areas of the product, that the extrudate is re-sintered at a temperature higher than the melting temperature of the bond alloy, so that the chemical reagent is at least partially converted to carbide in the layer near the outer surface of selected areas of the product. 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen tuote, t u n n e t -t u siitä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa ulkopinnalle kerrostetaan kiinnipysyvä, kova, kulutusta kestävä, tulenkestävä päällyste, joka käsittää yhden tai useamman kerroksen, jonka kerroksen muodostaa titaanin, zirkoniumin, haf-niumin, niobin, tantaalin tai vanadiinin karbidi, nitridi tai karbonitridi tai alumiinin oksidi tai oksinitridi.The article of claim 11, further comprising the step of depositing on the outer surface a durable, hard, wear-resistant, refractory coating comprising one or more layers of titanium, zirconium, hafnium, niobium. , carbide, nitride or carbonitride of tantalum or vanadium or alumina or oxynitride. 13· Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen tuote, t u n -n e t t u siitä, että ensimmäinen karbidijauhe on volframi-karbidia ja että volframikarbidi muodostaa ainakin 70 paino-$ tuotteesta sekä että sideaine muodostuu koboltista, nikkelistä, raudasta tai niiden lejeeringistä.Product according to Claim 11 or 12, characterized in that the first carbide powder is tungsten carbide and that the tungsten carbide constitutes at least 70% by weight of the product and that the binder consists of cobalt, nickel, iron or an alloy thereof. 14· Menetelmä side-koboltista rikastuneen kerroksen muo dostamiseksi lähelle huokoisuudeltaan olennaisesti A- tyyppisen sementoidun karbidikappaleen yhtä ulkopintaa, 36 7 4 3 0 4 tunnettu siitä, että jauhetaan ja sekoitetaan volfra-mikarbidijauhe, kobolttijauhe ja metalliyhdistejauhe, joka on ryhmän IVB tai VB siirtymämetallin nitridi tai karbonitridi, puristetaan näistä jauheista puriste, sintrataan puristetta lämpötilassa, joka on korkeampi kuin sideaineen sulamislämpö-tila, niin että metalliyhdiste ainakin osittain muuttuu me-tallikarbidiksi siinä kerroksessa, josta on tarkoitus tulla sideaineesta rikastunut.14 · A method of forming a cobalt-enriched layer close to one of the outer surfaces of a substantially A-type cemented carbide body, 36 7 4 3 0 4 characterized by grinding and mixing tungsten micarbide powder, cobalt powder and a metal compound powder which is a Group IVB or VB transfer powder or carbonitride, extruding these powders into a compact, sintering the compact at a temperature higher than the melting point of the binder so that the metal compound is at least partially converted to the metal carbide in the layer where the binder is to be enriched. 15· Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, t u n -n e t t u siitä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa sideaineesta rikastunut kerros poistetaan ulkopinnan valituilta alueilta.The method of claim 14, further comprising the step of removing the binder-enriched layer from selected areas of the outer surface. 16. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, t u n -n e t t u siitä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa ulkopinnalle kerrostetaan kiinnipysyvä, kova, kulutusta kestävä, yksi- tai useampikerroksinen päällyste, jonka päällysteen muodostaa titaanin, zirkoniumin, hafniumin, niobin, tantaalin tai vanadiinin karbidi, nitridi, boridi tai karbonitri-di tai alumiinin oksidi tai oksinitridi.The method of claim 14, further comprising the step of depositing on the outer surface a durable, hard, wear-resistant, single or multi-layer coating of titanium, zirconium, hafnium, niobium, tantalum or vanadium carbide, nitride, boride or carbonitride or alumina or oxynitride. 17. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, t u n - n e t t u siitä, että jauheet lisäksi käsittävät toisen kar-bidijauheen, joka on ryhmän IVB tai VB metallikarbidi tai niiden kiinteä liuos. 37 7 4 3 0 4The method of claim 14, characterized in that the powders further comprise a second carbide powder which is a Group IVB or VB metal carbide or a solid solution thereof. 37 7 4 3 0 4
FI821074A 1981-03-27 1982-03-26 Cemented carbide bodies enriched with adhesives and process for making them. FI74304C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US24846581A 1981-03-27 1981-03-27
US24846581 1981-03-27

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI821074A0 FI821074A0 (en) 1982-03-26
FI821074L FI821074L (en) 1982-09-28
FI74304B true FI74304B (en) 1987-09-30
FI74304C FI74304C (en) 1988-01-11

Family

ID=22939253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI821074A FI74304C (en) 1981-03-27 1982-03-26 Cemented carbide bodies enriched with adhesives and process for making them.

Country Status (22)

Country Link
JP (3) JPH0674462B2 (en)
AU (1) AU539101B2 (en)
BE (1) BE892634A (en)
CA (1) CA1174438A (en)
CH (1) CH653055A5 (en)
DE (1) DE3211047A1 (en)
DK (1) DK160438C (en)
ES (2) ES510886A0 (en)
FI (1) FI74304C (en)
FR (1) FR2502613B1 (en)
GB (1) GB2095702B (en)
IE (1) IE52544B1 (en)
IL (1) IL65359A (en)
IT (1) IT1151523B (en)
LU (1) LU84034A1 (en)
MX (2) MX156716A (en)
NL (1) NL188172C (en)
NO (1) NO165628C (en)
NZ (1) NZ200007A (en)
PT (1) PT74670B (en)
SE (1) SE459100C (en)
ZA (1) ZA821717B (en)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6047906B2 (en) * 1981-09-25 1985-10-24 三菱マテリアル株式会社 Surface-coated throw-away tip for cutting
US4548786A (en) * 1983-04-28 1985-10-22 General Electric Company Coated carbide cutting tool insert
US4497874A (en) * 1983-04-28 1985-02-05 General Electric Company Coated carbide cutting tool insert
DE3332260A1 (en) * 1983-09-07 1985-03-28 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen COATED CARBIDE BODY
JPS60165340A (en) * 1984-02-09 1985-08-28 Toshiba Tungaloy Co Ltd Selectively and partially modified sintered alloy
KR870000309B1 (en) * 1984-05-29 1987-02-26 한국과학기술원 Sintered material of silicon nitride for cutting tools and process therefor
DE3574738D1 (en) * 1984-11-13 1990-01-18 Santrade Ltd SINDERED HARD METAL ALLOY FOR STONE DRILLING AND CUTTING MINERALS.
US4649084A (en) * 1985-05-06 1987-03-10 General Electric Company Process for adhering an oxide coating on a cobalt-enriched zone, and articles made from said process
JPS63169356A (en) * 1987-01-05 1988-07-13 Toshiba Tungaloy Co Ltd Surface-tempered sintered alloy and its production
JP2684721B2 (en) * 1988-10-31 1997-12-03 三菱マテリアル株式会社 Surface-coated tungsten carbide-based cemented carbide cutting tool and its manufacturing method
US5204167A (en) * 1989-02-23 1993-04-20 Toshiba Tungaloy Co., Ltd. Diamond-coated sintered body excellent in adhesion and process for preparing the same
US5181953A (en) * 1989-12-27 1993-01-26 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Coated cemented carbides and processes for the production of same
CA2092932C (en) * 1992-04-17 1996-12-31 Katsuya Uchino Coated cemented carbide member and method of manufacturing the same
DE4340652C2 (en) * 1993-11-30 2003-10-16 Widia Gmbh Composite and process for its manufacture
SE514181C2 (en) 1995-04-05 2001-01-15 Sandvik Ab Coated carbide inserts for milling cast iron
US5786069A (en) 1995-09-01 1998-07-28 Sandvik Ab Coated turning insert
DE19907749A1 (en) 1999-02-23 2000-08-24 Kennametal Inc Sintered hard metal body useful as cutter insert or throwaway cutter tip has concentration gradient of stress-induced phase transformation-free face-centered cubic cobalt-nickel-iron binder
US6554548B1 (en) 2000-08-11 2003-04-29 Kennametal Inc. Chromium-containing cemented carbide body having a surface zone of binder enrichment
JP4703123B2 (en) * 2004-03-23 2011-06-15 京セラ株式会社 Method for producing surface-coated TiCN-based cermet
JP4936741B2 (en) * 2005-03-22 2012-05-23 京セラ株式会社 Surface coating tools and cutting tools
JP4936742B2 (en) * 2005-03-22 2012-05-23 京セラ株式会社 Surface coating tools and cutting tools
DE102006018947A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-25 Tutec Gmbh Process for producing a cemented carbide body, powder for producing a cemented carbide and cemented carbide bodies
SE0700602L (en) * 2007-03-13 2008-09-14 Sandvik Intellectual Property Carbide inserts and method of manufacturing the same
JP5590329B2 (en) * 2011-02-03 2014-09-17 三菱マテリアル株式会社 Surface coated cutting tool with excellent chipping resistance and chipping resistance with excellent hard coating layer
EP2821166B1 (en) * 2013-07-04 2016-04-20 Sandvik Intellectual Property AB A method for manufacturing a wear resistant component comprising mechanically interlocked cemented carbide bodies
CN109881073B (en) * 2019-04-26 2020-05-22 中南大学 Alloy with surface structure of bonding metal enrichment layer and preparation method and application thereof
CN115702255A (en) * 2021-04-01 2023-02-14 住友电气工业株式会社 Cemented carbide and cutting tool
EP4166261A1 (en) * 2021-10-15 2023-04-19 Sandvik Machining Solutions AB Method for manufacturing a sintered article and a sintered article
WO2023062158A1 (en) * 2021-10-15 2023-04-20 Sandvik Machining Solutions Ab A method for manufacturing a sintered article and a sintered article
CN114277299B (en) * 2021-12-28 2022-10-04 九江金鹭硬质合金有限公司 High-hardness hard alloy lath capable of resisting welding cracking

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE622347C (en) * 1931-07-19 1935-11-26 Fried Krupp Akt Ges Gussstahlf Process for the production of hard metal alloys for work equipment and tools from tungsten carbide and an additional auxiliary metal
GB395134A (en) * 1931-08-28 1933-07-13 Tool Metal Mfg Company Ltd Improvements in hard alloys
DE650001C (en) * 1931-08-29 1937-09-09 Fried Krupp Akt Ges Sintered hard metal alloys
US2074847A (en) * 1933-08-19 1937-03-23 Gen Electric Hard alloy
GB439379A (en) * 1933-08-19 1935-12-05 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in and relating to hard alloys
GB478534A (en) * 1935-12-02 1938-01-20 Krupp Ag Improved sintered hard metal alloys
US2123046A (en) * 1935-12-02 1938-07-05 Gen Electric Sintered hard metal alloys
GB763409A (en) * 1953-10-21 1956-12-12 Uddeholms Ab Hard metal alloy and method for producing the same
US2979811A (en) * 1958-10-24 1961-04-18 Nat Twist Drill & Tool Company Cemented carbide body having wettable surface and method of producing same
AT268003B (en) * 1967-06-14 1969-01-27 Plansee Metallwerk Use of cutting tools for steel processing
CH516371A (en) * 1969-01-02 1971-12-15 Sandco Ltd Cutting insert for the machining of materials
US3914473A (en) * 1971-05-26 1975-10-21 Gen Electric Method of making a coated cemented carbide product
US3736107A (en) * 1971-05-26 1973-05-29 Gen Electric Coated cemented carbide product
CA986337A (en) * 1971-05-28 1976-03-30 Brian A. Mynard Ruthenium or osmium on hard metal
CH540990A (en) * 1971-07-07 1973-08-31 Battelle Memorial Institute Method for increasing the wear resistance of the surface of a cutting tool
DE2263210B2 (en) * 1972-02-04 1977-03-17 Metallwerk Plansee AG & Co. KG, Reutte, Tirol (Österreich) WEAR PART MADE OF CARBIDE, ESPECIALLY FOR TOOLS
US3967035A (en) * 1973-03-12 1976-06-29 General Electric Company Coated cemented carbide product
US3955038A (en) * 1973-04-09 1976-05-04 Sandvik Aktiebolag Hard metal body
US3994692A (en) * 1974-05-29 1976-11-30 Erwin Rudy Sintered carbonitride tool materials
US3971656A (en) * 1973-06-18 1976-07-27 Erwin Rudy Spinodal carbonitride alloys for tool and wear applications
US3918138A (en) * 1973-06-20 1975-11-11 Kennametal Inc Metallurgical composition embodying hard metal carbides, and method of making
US3882581A (en) * 1974-03-13 1975-05-13 Minnesota Mining & Mfg Coated, partially laminated carbide cutting tool insert
US4049876A (en) * 1974-10-18 1977-09-20 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Cemented carbonitride alloys
JPS589137B2 (en) * 1975-02-14 1983-02-19 ダイジエツトコウギヨウ カブシキガイシヤ Cemented carbide for cutting
JPS5819736B2 (en) * 1975-10-14 1983-04-19 日本特殊陶業株式会社 Sintered alloy for cutting work
US4035541A (en) * 1975-11-17 1977-07-12 Kennametal Inc. Sintered cemented carbide body coated with three layers
US4150195A (en) * 1976-06-18 1979-04-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Surface-coated cemented carbide article and a process for the production thereof
US4150984A (en) * 1977-09-15 1979-04-24 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Tungsten carbide-base sintered alloys and method for production thereof
JPS5487719A (en) * 1977-12-23 1979-07-12 Sumitomo Electric Industries Super hard alloy and method of making same
FR2418812A1 (en) * 1978-03-03 1979-09-28 Elf Union PROCESS FOR PREPARING BITUMES MODIFIED BY POLYMERS
JPS5952703B2 (en) * 1979-07-02 1984-12-21 三菱マテリアル株式会社 Surface coated cemented carbide parts
JPS5773104A (en) * 1980-10-27 1982-05-07 Mitsubishi Metal Corp Surface-coated superhard alloy member and its production

Also Published As

Publication number Publication date
GB2095702B (en) 1986-03-19
ZA821717B (en) 1983-04-27
DK160438C (en) 1991-08-19
DE3211047C2 (en) 1988-02-11
ES271281U (en) 1983-08-16
FI821074L (en) 1982-09-28
IT8220395A0 (en) 1982-03-25
IL65359A0 (en) 1982-05-31
CH653055A5 (en) 1985-12-13
NO165628C (en) 1991-03-13
JPH01201436A (en) 1989-08-14
DE3211047A1 (en) 1982-11-25
ES8308589A1 (en) 1983-09-01
IE820537L (en) 1982-09-27
NZ200007A (en) 1986-09-10
NL8201161A (en) 1982-10-18
FI821074A0 (en) 1982-03-26
PT74670A (en) 1982-04-01
NO821021L (en) 1982-09-28
AU8168882A (en) 1982-11-18
SE8201930L (en) 1982-09-28
GB2095702A (en) 1982-10-06
DK141182A (en) 1982-09-28
SE459100C (en) 2000-01-21
IE52544B1 (en) 1987-12-09
MX170393B (en) 1993-08-19
JPH0674462B2 (en) 1994-09-21
IT1151523B (en) 1986-12-24
DK160438B (en) 1991-03-11
CA1174438A (en) 1984-09-18
NO165628B (en) 1990-12-03
JPS57194239A (en) 1982-11-29
AU539101B2 (en) 1984-09-13
LU84034A1 (en) 1982-07-08
SE459100B (en) 1989-06-05
BE892634A (en) 1982-07-16
PT74670B (en) 1983-10-31
FR2502613A1 (en) 1982-10-01
FI74304C (en) 1988-01-11
IL65359A (en) 1985-07-31
MX156716A (en) 1988-09-28
ES510886A0 (en) 1983-09-01
JPH0629475B1 (en) 1994-04-20
NL188172B (en) 1991-11-18
ES271281Y (en) 1984-03-16
NL188172C (en) 1992-04-16
FR2502613B1 (en) 1992-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI74304B (en) MED BINDEMEDEL ANRIKADE HAORDMETALLKROPPAR OCH FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV DESSA.
USRE34180E (en) Preferentially binder enriched cemented carbide bodies and method of manufacture
US4610931A (en) Preferentially binder enriched cemented carbide bodies and method of manufacture
Lengauer et al. Functionally graded hardmetals
US5310605A (en) Surface-toughened cemented carbide bodies and method of manufacture
KR100835694B1 (en) Cemented carbide tool and method of making
US4843039A (en) Sintered body for chip forming machining
EP1266043B8 (en) Cemented carbide tool and method of making
EP1548136B1 (en) Cemented carbide insert and method of making the same
US4698266A (en) Coated cemented carbide tool for steel roughing applications and methods for machining
JP2019516007A (en) Cemented carbide with alternative binders
US4708037A (en) Coated cemented carbide tool for steel roughing applications and methods for machining
USRE35538E (en) Sintered body for chip forming machine
AU2001245893A1 (en) Cemented carbide tool and method of making
RU2578339C2 (en) Method for producing sintered composite article
CN106232846A (en) Ceramic metal, cutting element and ceramic-metallic manufacture method
US6017488A (en) Method for nitriding a titanium-based carbonitride alloy
EP0996757B1 (en) Titanium based carbonitride alloy with nitrided surface zone
JP4184444B2 (en) Thermal shock resistant titanium-based carbonitride and sintering method for producing the same
KR20130072155A (en) Cemented carbide body and applications thereof
US20030024350A1 (en) Corrosion and wear resistant cemented carbide
Dreyer et al. Functionally graded hardmetals and cermets: preparation, performance and production scale up
JPH08260129A (en) Cubic boron nitride composite cermet tool and its production
JPH04231469A (en) Coated ticn-base cermet
Lengauer et al. PM Tool Materials: Functional Gradient Hardmetals for Milling Applications

Legal Events

Date Code Title Description
MA Patent expired

Owner name: KENNAMETAL INC.