NL8201161A - Preferentieel met bindmiddel verrijkte gecementeerde carbidelichamen en werkwijze voor het vervaardigen daarvan. - Google Patents

Description

_—ξ—.

•Λ -- ί VO 3197 1 ‘ ?

Preferentieel met "bindmiddel verrijkte gecementeerde carbidelichamen en werkwijze voor het vervaardigen daarvan.

De onderhavige uitvinding heeft "betrekking op de ge-' bieden van gecementeerde carbidedelen, met kobalt, nikkel, ijzer of lege ringen daarvan als bindmiddelmateriaal, en de vervaardiging van deze delen. Meer in het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op 5 gecementeerde earbide-metaalsnijplaten met een harde bekleding van vuurvast oxyde, nitride, boride of carbide op het oppervlak..

In het verleden zijn verschillende harde vuurvaste bekledingen aangebracht op de oppervlakken van gecementeerde carbide-snij-platen om de slijtvastheid.van de snijrand te verbeteren en daarmede de 10 snijlevensduur van de plaat te vergroten. Zie bijvoorbeeld Amerikaanse octrooi schriften ^-.035.5^1; 3-56¼. 683; 3·6ΐ6·5θ6; 3.882.581; 3.91*<··^73; 3.736.10T; 3.9Ó7.035; 3*955.038; 3.836.392 en Reissue 29Λ20. Helaas kunnen deze vuurvaste bekledingen de taaiheid van gecementeerde carbideplaten in verschillende maten verlagen. De aat'e van degradatie- hangt tenminste 15 gedeeltelijk af van de structuur en samenstelling van de bekleding en de voor de afzetting daarvan toegepaste werkwijze. Hoewel vuurvaste bekledingen de slijtvastheid van metaal-snijplaten hebben verbeterd, hebben ze daarom de gevoeligheid van de snijrand voor falen door afschilferen of breken, in het bijzonder in onderbroken snijbewerkingen, niet verminderd.

20 Eerdere pogingen om de taaiheid of randsterkte in be klede snijplaten te-verbeteren draaiden om de produktie van een met kobalt verrijkte laag die zich naar binnen uit strekte vanaf het substraat/ bekledinggrensvlak. Gevonden werd dat kobaltverrijking van de oppervlak-lagen in bepaalde C porositeit-substraten kon worden gerealiseerd tijdens 25 vacuum sintercycli. Deze met kobalt verrijkte zones waren gekarakteriseerd door A porositeit terwijl het merendeel van de massa van het substraat C porositeit bezat. In de gebieden van kobaltverrijking was gewoonlijk tot variërende diepten en in variërende maten verarming van carbide in vaste oplossing aanwezig. Kobaltverrijking is gewenst omdat het bekend is dat 30 een toenemend kobaltgehalte de taaiheid of slagvastheid van gecementeerde carbiden zal verhogen. Helaas is het moeilijk om de verkregen verrijkingsgraad in C porositeitsubstraten te regelen. Op het oppervlak van het substraat werd typerend een bekleding van kobalt en koolstof gevormd. Deze 8201161 2 _ 'L Jl bekleding van kobalt en koolstof werd voor de afzetting van het vuurvaste materiaal op het substraat verwijderd om een hechte binding tussen de bekleding en het substraat te verkrijgen. Soms was de graad van kobalt-verrijking in de lagen beneden het oppervlak van het substraat zo hoog 5 dat deze een nadelige invloed op de vrijloopslijtage had. Als gevolg daarvan werd soms de laag van kobaltverrijking op de vrijloopvlakken van het substraat weggeslepen waarbij alleen op de spaanvlakken kobaltverrijking en de mogelijkheid van C porositeitmateriaal op het vrij loopvlak overbleef. In vergelijking met A of B type porositeitsubstraten, 10 . zijn C porositeitsubstraten chemisch niet even homogeen. Dit kan leiden tot,minder controle over de vorming van eta-fase aan het bekledingsub-straatgrensvlak (waarbij een harde en broze fase taaiheid aantast), een verlaging van de hechting van de bekleding en een toename in niet uniforme groei van de bekleding.

15 Bij wijze van definitie kan de in gecementeerde carbiden waargenomen porositeit in een van drie categorieën, aanbevolen door de ASTM (American Society for Testing and Materials) als volgt worden ingedeeld :

Type A voor poriengrootten van minder dan 10 ^um in dia- 20 meter.

Type B voor poriengrootten tussen 10 ^um en U0 ^um in diameter.

Type C voor onregelmatige poriën, veroorzaakt door de aanwezigheid van koolstof insluitingen. Deze insluitingen worden tijdens me-25 tallografische preparering naar buiten getrokken waarbij de bovengenoemde onregelmatige poriën achterblijven.

Bovenop de bovengenoemde indelingen kan aan de waargenomen porositeit een getal worden toegekend, dat loopt van 1 tot 6 cm de waargenomen porositeitsgraad of -frequentie aan te geven. De methode 30 voor het maken van deze indelingen kan worden gevonden in Cemented Carbides door Dr. P. Schwarzkopf en Dr. R. Kieffer, te MacMillan Co., Hew York (1960), blz. 116-120.

Gecementeerde carbiden kunnen ook worden ingedeeld naar hun bindmiddel koolstof en wolfraamgehalten. Wolfraamcarbide-kobaltlege-35 ringen met overmaat koolstof worden gekarakteriseerd door C porositeit hetwelk zoals reeds gezegd feitelijk vrije koolstof-insluitingen bete- 82 0 1 1 6 1

. t J

/ 3 kent. Wolfraamcarbide-kobaltlegeringen met een laag koolstofgehalte en waarin het kobalt verzadigd is met wolfraam worden gekarakteriseerd door de aanwezigheid van êta-fase, een M^C of MgC carbide, waarin M kobalt en wolfraam voorstelt. Tassen de extremen van C porositeit en êta-fase, 5 bevindt zich een gebied van tnssengelegen bindmiddellegeringssamenstel-lingen die wolfraam en koolstof in oplossing tot verschillende niveaus bevatten, maar zodanig dat geen vrije koolstof of êta-fase aanwezig zijn.

Het in wolfraamcarbidekobaltlegeringen aanwezige wolfraamgehalte kan ook worden gekarakteriseerd door de magnetische verzadiging van de bind-10 middellegering, omdat de magnetische verzadiging van de kobaltlegering een functie van zijn samenstelling is. Voor met koolstof verzadigd ko-balt is een magnetische verzadiging vermeld van 158 gauss-cm /g kobalt en is een indicatie voor C type porositeit, terwijl een magnetische ver- 3 zadiging van 125 gauss-cm /g kobalt en lager een indicatie is voor de 15 aanwezigheid van êta-fase.

Doel van de onderhavige uitvinding is derhalve om een ge-makkelijk regelbare en economische werkwijze te verschaffen voor het produceren van een met bindmiddel verrijkte laag nabij het oppervlak van een gecementeerd carbidelichaam.

20 Een ander doel van de uitvinding is om een gecementeerd carbidelichaam te verschaffen met een met bindmiddel verrijkte laag nabij het oppervlak, waarbij nagenoeg alle porositeit over het hele lichaam van het A of B type is.

Ook is een doel van de uitvinding cm gecementeerde carbi-25 delichamen te verschaffen met koolstofgehalten die variëren van C porositeit tot de eta-fase met een met bindmiddel verrijkte laag nabij hun omt rekoppervlak.

Een ander doel van de uitvinding is om de bovengenoemde gecementeerde carbidelichamen volgens de onderhavige uitvinding te com-30 bineren met een vuurvaste bekleding om beklede snijplaten te verschaffen met een combinatie van grote slijtvastheid en grote taaiheid.

Deze en andere doeleinden van de onderhavige uitvinding zullen duidelijker worden bij lezing van de volgende beschrijving van de uitvinding.

35 Volgens de onderhavige uitvinding is gevonden dat een met bindmiddel verrijkte laag nabij een cmtrekoppervlak van een gecemen- 82 0 1 1 6 1 I 4 l u teerd carbidelichaam kan worden gevormd door het gebruik' van de volgende werkwij ze:

Malen en mengen van een eerste carbidepoeder, een bind-middelpoeder, en een chemisch agenspoeder, gekozen uit de groep metalen, 5 legeringen., hydriden, nitriden en carbonitriden van overgangselementen waarvan de carbiden een vrije vormingsenergie hebben die negatiever is dan die van het eerste carbide nabij' het bindmiddelsmeltpunt; en daarna sinteren of vervolgens aan een •warmtebehandeling onderwerpen van een persprodukt van het gemengde materiaal teneinde het chemische agens ten-10 minste gedeeltelijk in zijn carbide om te zetten.

Volgens de onderhavige uitvinding kan deze werkwijze worden toegepast voor het produceren van een met bindmiddel verrijkte laag nabij een omtrekoppervlak van een gecementeerd carbidelichaam, met bij voorkeur vrijwel alleen A tot B type porositeit over het gehele lichaam. 15 Verrijking kan ook worden gerealiseerd in gecementeerde carbidelichamen met koolstofgehalten die variëren van de ëta-fase tot C porositeit.

Gevonden is dat gecementeerde carbidelichamen volgens de .onderhavige uitvinding ook een laag hebben beneden de met bindmiddel verrijkte laag, welke laag gedeeltelijk aan bindmiddel verarmd is.

20 Bij voorkeur is het eerste carbide wolfraamcarbide. Bij voorkeur kan de bindmiddellegering kobalt, nikkel, ijzer of legeringen daarvan zijn, maar is het liefst kobalt.

Het chemische agens wordt bij voorkeur gekozen uit de hydriden, nitriden en carbonitriden van elementen uit groep IVB en VB en 25 wordt bij voorkeur toegevoegd in een kleine maar werkzame hoeveelheid, liefst van 0,5 tot 2 gew.% van de poedercharge. Liefst is het chemische agens titaannitride of titaancarbonitride.

Gevonden is dat gecementeerde carbidelichamen volgens de onderhavige uitvinding ook een laag hebben, die tenminste gedeelte-30 lijk verarmd is aan carbide in vaste oplossing, nabij een omtrekoppervlak van het lichaam. Gevonden is dat gecementeerde carbidelichamen volgens de onderhavige uitvinding ook een laag hebben beneden de aan vaste oplossing verarmde laag die verrijkt is aan carbiden in vaste oplossing.

De gecementeerde carbidelichamen volgens de onderhavige 35 uitvinding hebben bij voorkeur een snijrand bij het raakpunt van een spaanvlak en een vrijloopvlak, waarbij een harde dichte vuurvaste bekle- 8201161 • » 1. * f 5 ding hecht aan deze vlakken is gebonden. De met bindmiddel verrijkte laag kan voor het bekleden van het vrijloopvlak worden afgeslepen.

De vuurvaste bekleding is bij voorkeur samengesteld uit een of meerdere lagen van een metaaloxyde, carbide, nitride, boride of 5 carbonitride.

De exacte aard van de onderhavige uitvinding zal duidelijker worden bij inzien van de volgende gedetailleerde beschrijving tezamen met de bijgevoegde tekening, waarin: fig. 1 een schematische doorsnede door een uitvoerings-• 10 vorm van een beklede metaalsnij plaat volgens de onderhavige uitvinding toont; fig. 2 een grafische weergave van de typerende niveaus van kobaltverrijking toont, die verkregen worden in een gecementeerd carbidelichaam volgens de onderhavige uitvinding als functie van de diep-15 te beneden zijn spaanoppervlakken; fig. 3 een grafische weergave toont van de variatie in relatieve concentraties van bindmiddel en carbiden in vaste oplossing als functie van de diepte beneden het spaanoppervlak in het monster volgens voorbeeld XII.

20 De bovengenoemde doeleinden van de uitvinding worden gerealiseerd door de warmtebehandeling van een gecementeerd carbidepers-produkt dat een element bevat dat een carbide heeft met een negatievere vrije vormingsenergie dan wolfraamcarbide bij een verhoogde temperatuur, die dicht ligt bij of boven het smeltpunt van het bindmiddel. Voor snij-25 plaattoepassingen kan dit element of chemische agens worden gekozen uit overgangsmetalen uit groepen IVB en VB,, hun legeringen, nitriden, carbo-nitriden en hydriden. Gevonden is dat de laag van materiaal nabij de omtrek van een gecementeerd wolfraamcarbidelichaam consequent met bindmiddel kan worden verrijkt en gewoonlijk tenminste gedeeltelijk aan carbi-30 de in vaste oplossing kan worden verarmd gedurende het sinteren of opnieuw verwarmen bij een temperatuur boven het smeltpunt van de bindmid-dellegering door groep IVB en VB nitride, hydride en/of carbonitride toevoegingen in de poedercharge op te nemen.

Tijdens het sinteren reageren deze groep IVB en VB toe-35 voegingen met koolstof onder vorming van een carbide of carbonitride.

Deze carbiden of carbonitriden kunnen gedeeltelijk of geheel in een vaste 82 0 1 1 6 1 X X ï 6 oplossing met wolfraamcarbide en eventuele andere aanwezige carbiden aanwezig zijn. Het in het uiteindelijhe gesinterde carbide aanwezige stik-stofgehalte wordt typerend verlaagd ten opzichte van het gehalte aan stikstof dat als nitride of carbonitride is toegevoegd, omdat deze toe-5 voegingen bij verhoogde temperaturen boven en' beneden het smeltpunt van de bindmiddellegering instabiel zijn en tot een tenminste gedeeltelijke verdamping van de stikstof uit het monster zal leiden, wanneer de sinter-atmosfeer een stikstofconcentratie heeft die lager is dan zijn evenwichts-dampdruk. Wanneer het chemische agens wordt toegevoegd als een metaal, 10 legering of hydride, zal dit eveneens in een kubisch carbide worden omgezet, typerend in vaste oplossing met het wolfraamcarbide en eventuele andere aanwezige carbiden. De waterstof in eventueel toegevoegd hydride wordt tijdens het sinteren verdampt.

De metalen, hydriden, nitriden en carbonitriden van tan-. 15 taal, titaan, niobium, hafnium kunnen alleen of in combinatie worden toegepast om consequente kobaltverrijking te bevorderen via sinteren of daaropvolgende warmtebehandeling van wolfraamcarbide-kobaltbasislegerin-gen met een ruim koolstoftraject. Gevonden is dat toevoegingen tot in totaal ongeveer· t'5 -gew.% bruikbaar zijn. Gemeend wordt dat de metalen, 20 nitriden, carbonitriden en hydriden van zirkoon en vanadium eveneens voor dit doel geschikt zijn. In A en B porositeitlegeringen en legeringen met een koolstoftekort die êta-fase bevatten, treedt kobaltverrijking op zonder kobalt- of koolstof overkapping aan de omtrek, waardoor de noodzaak tot verwijdering van overmaat kobalt en koolstof van de gecementeerde 25 carbideoppervlakken voor de bekleding met vuurvast materiaal wordt geëlimineerd.

Toevoegingen van ongeveer 0,5 tot 2 gew.in het bijzon-, der van titaan in de vorm van titaannitride of titaancarbonitride, aan wolfraamcarbide-kobaltbasislegeringen hebben de voorkeur. Omdat titaan-30 nitride niet volledig stabiel is tijdens het vacuum sinteren, waarbij een tenminste gedeeltelijke verdamping van de stikstof wordt veroorzaakt, heeft het de voorkeur dat een half mol koolstof per mol uitgangsstikstof wordt toegevoegd om het koolstofgehalte te handhaven dat nodig is voor een wolfraamarme kobaltbindmiddellegering. Gevonden is dat kobaltverrij-35 king via warmtebehandeling van wolfraamcarbide-kobaltbasislegeringen gemakkelijker plaatsvindt wanneer de legering een wolfraamarm kobaltbind- 8201161 ï . ï 7 middel bevat. Het wolfraamarme kobaltbindmiddel heeft bij voorkeur een magnetische verzadiging van 1^5 tot 157 gauss-cm /g kohalt. Titaannitride-toevoegingen samen met de noodzakelijke koolstoftoevoegingen aan wolf-raamcarbide-kobaltbasispoedermengsels bevorderen de vorming van een ko-5 baltbindmiddellegering met een magnetische verzadiging van 1U5 tot 157

O

gauss-cm /g kobalt, welke gewoonlijk moeilijk te realiseren is. Hoewel een kobaltbindmiddellegering met een magnetische verzadiging van 1^5 tot 157 gauss-cm /g kobalt de voorkeur heeft, kunnen ook legeringen die . met wolfraam verzadigde kobaltbindmiddellegeringen. bevatten (minder dan

O

. 10 125 gauss-cm /g kobalt) worden verrijkt.·

Gevonden is dan een laag van kobaltverrijking met een grotere dikte dan 6 yum tot een significante verbetering leidt van de rand-sterkte van met vuurvast materiaal beklede gecementeerde carbideplaten.

Hoewel kobaltverrijkingen met een diepte van wel 125 ^um zijn bereikt, 15 heeft een met kobalt verrijkte laag met een dikte van 12 tot 50 ^um voor beklede snijplaattoepassingen de voorkeur. Ook wordt geprefereerd dat het kobalt gehalte van de met kobalt verrijkte laag op een met vuurvast materiaal beklede plaat tussen 150 en 300# van het gemiddelde kobaltgehalte ligt, zoals gemeten aan het oppervlak door energiedispersie rontgenana-20 lyse.

Gemeend wordt dat bindmiddelverrijking zal moeten optreden in alle wolfraamcarbide-bindmiddel-kubisch carbide (d.w.z. tantaal, nioob, titaan, vanadium, hafnium, zirkoon) .legeringen die niet tot een continu carbidegeraamte sinteren. Deze legeringen, die vanaf 3 gew.# en 25 meer bindmiddel bevatten, zouden onder toepassing van de beschreven werkwijze worden verrijkt. Voor snijplaattoepassingen echter heeft het de voorkeur dat het bindmiddelgehalte tussen 5 en 10 gew.# kobalt ligt en dat het totale gehalte aan kubisch carbide 20 gew.# of lager bedraagt.

Hoewel kobalt het geprefereerde bindmiddel is, kunnen nikkel, ijzer en 30 hun legeringen met elkaar alsook met kobalt in de plaats van kobalt worden gebruikt. Andere bindmiddellegeringen die nikkel of kobalt of ijzer bevatten, zijn eveneens geschikt.

De bij het sinteren en de warmtebehandeling voor het verkrijgen van bindmiddelverrijking toegepaste temperaturen zijn de typeren-35 de vloeistoffase-sintertemperaturen. Voor legeringen op basis van kobalt, bedragen deze temperaturen 1285 tot 15^0°C. Sintercycli duren bij voor- 82 0 1 1 6 1 8 t r

5 X

keur tenminste 15 minuten bij die temperatuur. Be resultaten kunnen verder worden geoptimaliseerd door bet gebruik van beheerste koelsnelheden vanaf de temperaturen van de warmtebehandeling tot aan een temperatuur beneden het smeltpunt van de bindmiddellegering. Deze afkoelsnelheden 5 liggen bij voorkeur tussen 25 en 85°C per uur, liefst 40 tot T0°C per uur. De meeste voorkeur heeft een warmtebehandelingscyclus voor snij-plaatsubstraten met een kobaltbindmiddel van 30 tot 150 minuten op 1370 tot 1500°C, gevolgd door een afkoeling met een snelheid van U0 tot 70°C pér uur tot aan 1200°C. De drukniveaus tijdens de wamrtebehandeling kun- _3 10 nen variëren van 10 torr en hoger tot en met die verhoogde drukken, die typerend in het heet isostatisch persen worden toegepast. Het geprefereerde drukniveau is 0,1 tot 0,15 torr. Wanneer nitride-of carbonitri-de-toevoegingen worden gebruikt, ligt de dampdruk van de stikstof in de sinteratmosfeer bij voorkeur beneden zijn evenwichtsdruk', ten einde ver-15 damping van stikstof uit het substraat mogelijk te maken.

Hoewel een initiële verrijking bij het sinteren zal optreden, kunnen door daaropvolgende maaltrappen in het vervaardigingspro-cédé van metaalsnijplaten de verrijkte zones worden verwijderd. In deze situaties kan gebruik worden gemaakt van een daaropvolgende warmtebehan-20 deling volgens de bovengenoende parameters om. een nieuwe verrijkte laag beneden de omtrekoppervlakken te ontwikkelen.

In beklede snijplaten te gebruiken, met bindmiddel verrijkte substraten kunnen een bindmiddelverrijking hebben aan zowel de spaan- als de vrij loopvlakken. Afhankelijk van de plaat stand kan echter 25 de bindmiddelverrijking aan het vrij loopvlak soms worden verwijderd, maar , dit is niet noodzakelijk om in alle gevallen optimale eigenschappen te bewerken.

De met bindmiddel verrijkte substraten kunnen worden bekleed onder toepassing van de aan de deskundigen in dit vakgebied bekende 30 technieken voor het bekleden met vuurvast materiaal.’ Hoewel de aangebrachte vuurvaste bekleding een of meerdere lagen kan hebben die materialen omvatten, gekozen uit de groep TYB en YB carbiden, nitriden, boriden en carbonitriden, en het oxyde of het oxynitride van aluminium, is gevonden dat een combinatie van een goede snijrandsterkte en vrijloopvlak-35 slijtage kan worden verkregen door een substraat met een met bindmiddel verrijkte laag volgens de onderhavige uitvinding te combineren met een 82 0 1 1 6 1 > - * 9 "bekleding van: aluminiumoxyde over een binnenlaag van titaancarbide; of een binnenlaag van titaancarbide, gebonden aan een tussenlaag van titaan-carbonitride, die gebonden is aan een buitenlaag van titaannitride, of titaannitride, gebonden aan een binnenlaag van titaancarbide. Een ge-5 cementeerd carbidelichaam met een met bindmiddel verrijkte laag volgens de onderhavige uitvinding -in combinatie met een titaancarbide/alumini-niumoxydebekleding heeft de meeste voorkeur. In dit geval heeft de be-. kleding bij voorkeur een totale dikte van de bekleding van 5 tot 8 ^um.

Thans verwijzend naar figuur 1, wordt een uitvoerings-10 vorm van een beklede metaalsnijplaat 2 volgens de onderhavige uitvinding schematisch weergegeven. De plaat 2 omvat een substraat of gecementeerd carbidelichaam 12 met een met bindmiddel verrijkte laag 1k, en een aan bindmiddel verarmde laag 16 over de massa 18 van het substraat 12, welke een chemische samenstelling heeft die vrijwel gelijk is aan de chemische 15 samenstelling van het oorspronkelijke poedermengsel.

Een met bindmiddel verrijkte laag 1¾ is aanwezig op de spaanvlakken k van het gecementeerde carbidelichaam en is van de vrij loopvlakken 6 van het lichaam afgeslepen. Inwaarts gelegen van de met bindmiddel verrijkte laag Tk kan een aan bindmiddel verarmde zone 16 liggen.

20 Gevonden is dat deze aan bindmiddel verarmde zone 16 zich samen met de met bindmiddel verrijkte laag ontwikkelt wanneer gecementeerde carbide— lichamen volgens de beschreven werkwijze worden vervaardigd.

De aan bindmiddel verarmde zone 16 is gedeeltelijk verarmd aan bindmiddelmateriaal terwijl hij verrijkt is aan carbiden in vaste 25 oplossing. De verrijkte laag 1k is gedeeltelijk verarmd aan carbiden in vaste oplossing. Inwaarts van de aan bindmiddel verarmde zone 16 bevindt zich het massasubstraatmateriaal 18.

Bij het raakpunt van de spaanvlakken en de vrij loopvlakken 6 wordt een snijrand 8 gevormd. Hoewel de hier getoonde snijrand 8 30 gehoond is, is niet voor alle toepassingen van de onderhavige uitvinding nodig dat de snijrand wordt gehoond. In figuur 1 kan men zien dat de met bindmiddel verrijkte laag 1k zich uitstrekt tot in dit snij randgebied en bij voorkeur aanligt tegen het grootste deel zo niet de gehele gehoonde rand 8. De aan bindmiddel verarmde zone 16 strekt zich uit tot aan het 35 vrijloopoppervlak 6 net beneden de snijranden 8. Een vuurvaste bekleding 10 is hecht gebonden aan het omtrekoppervlak van het gecementeerde carbi- 8201161 10 i * j % delichaam 12.

De uitvinding zal aan de hand van de volgende voorbeelden nader worden toegelicht.

'Voorbeeld I

5 Een mengsel dat 7000 g poeder bevatte, werd gemalen en gemengd gedurende 16 uur met een paraffine, een oppervlakteactieve stof, een oplosmiddel en door kobalt gebonden wolfraamcarbidecycloïdes, in de onderstaand weergegeven hoeveelheden en verhoudingen: 10,3 w/o* Ta(C) 10 5,85 w/o* Ti(C) 0,2 w/o* Nb(C) 8>5 w/° Co - Tooo g

1.5 w/o* Ti(flT) - 102,6 g WO

+ C cm een 2 w/o 15 W - 98 w/o Co bindmiddel- legering te vormen 2 w/o paraffine (Sunoco 3^20)(Sun Oil Co.) 2.5 liter oplosmiddel (perchloroetheen) il· g oppervlakte-actieve stof (Ethomeen S—15) 20 (Armour Industrial Chemical Co.) gewichtsprocent toegevoegd metaal.

Vierkante voorplaten met afmetingen van 15,1 mm x 15,1 mm x 5,8 tot 6,1 mm en een gewicht van 11,6 g werden met een kracht van 8200 kg aan een pilpersbehandeling onderworpen. Deze platen werden vacuum 25 gesinterd gedurende 30 minuten bij 1U96°C, en daarna onder cmgevings- ovenomstandigheden gekoeld. Na sinteren wogen de platen 11,25 g en hadden ze afmetingen van 13,26 mm x 13,26 mm x 95 mm. Deze platen werden daarna als volgt verwerkt tot SNGl+33 slijpafmetingen: (dit identificatiege-tal is gebaseerd op het plaatidentificatiesysteem, dat ontwikkeld is door 30 de American Standards Association en dat in zijn algemeenheid door de snijwerktuigenindustrie is aangenomen. De internationale aanduiding is SNGN 12 Qk 12).

1. Bovenkant en onderkant (spaanvlakken) van de platen werden geslepen tot een dikte van U,75 mm.

35 2. De platen werden gedurende 60 minuten onder een vacuum 8201161 t» * t 11 ran 100 micron aan een warmtebehandeling hij 1U27°C onderworpen, daarna met een snelheid ran 5é°C per uur gekoeld tot 120^OC, gerolgd door koelen onder amgeringsorenomstandigheden.

3. De omtrek (rrijlaoprlakkea) werd geslepen om een 5 12,70 mm vierkant te krijgen en de snijranden werden gehoond tot een 0. 064.mm radius.

Daarna werd een titaancarbide/titaancarbonitride/titaan-nitridebekleding aangebracht op de geslepen platen onder toepassing ran de rolgende dampafzettings (CVD) technieken in de rolgende aaribrengvolg-10 orde:

TABEL· A

__bekleding bekledingsreacties_ type temperatuur druk_

o HP

1. TiC 982-1025 C ~ 1 atm. TiCl^+CB^^5-» TiC^ ^HCl 2 2. TiCtf 982-1025°C ^ 1 atm. TiCl^+CH^+1/2 ^-^TiCff^^HCl 15 3. TiE 982-1050°C ^ 1 atm. Τί01^+2Η2+1/2Ν2 -^TiE^^ÏÏCl

Samen met de borenstaande platen werden platen rerwerkt die gemaakt waren uit hetzelfde poedermengsel maar zonder het TiÏÏ en de daarbijbehorende koolstoftoevoeging. De van de beklede platen verkregen microstructuurgegerens zijn onderstaand aangegeren:

20 voorbeeld I voorbeeld I

zonder TiN met TiE

porositeit Al Al, B2 (niet verrijkt, massa)

Al (verrijkt) 25 dikte van kobalt verrijkte zone geen r\i 22,9 ,um (alleen spaanvlak) dikte van vaste oplossing ver- .· armde zone geen ^ 22,9 /urn (alleen spaanvlak) 30 dikte van TiC/substraat grensvlak eta-fase h,6 /urn 3,3 /Urn dikte van bekleding '

TiC 5,6 /urn 5S0 ,um

TiCE 2,3 mn. 3,9 (urn 35 TiN 1,0 ^um 1,0 yum 82 0 1 1 6 1

5 , J

12

Voorbeeld II

Ongebakken, aan een pilpersbehandeling onderworpen platen werden vervaardigd volgens voorbeeld I onder toepassing van de in voorbeeld I genoemde mengsels met en zonder bet Til·! en de daarbijbehorende 5 koolstoftoevoegingen. Deze platen werden gedurende 30 minuten onder een 25 micron vacuum bij 1^96°C gesinterd en daarna onder amgevingsovenam-standighedën gekoeld. Ze werden vervolgens gehoond (0,06U mm radius), en daarna met TiC/TiCn/Tin door CVD bekleed volgens de in tabel A getoonde technieken. Opgemerkt wordt dat in dit voorbeeld de met kobalt ver-10 rijkte laag aan zowel de vrijloopvlakken als de spaanvlakken aanwezig was.

De beklede platen werden in hoofdzaak geëvalueerd en de volgende, resultaten werden verkregen:

voorbeeld II voorbeeld II

15 zonder TiN . met TiN_ porositeit A-l randen A-2 verrijkte zone A-3 centrum k-k massa dikte van kobalt verrijkte zone geen tot 22,9 /um 20 dikte van vaste oplossing verarmde zone geen gedeeltelijk en met onderbrekingen tot 21 ,um dikte van TiC/substraat grensvlak 25 ëta-fase tot 5,9 /Um · 3,3 /um dikte van bekleding

TiC 2,0 ,um. 1,3 /Um

TiCIT 1,T /um 1,0 (urn

TiH 8,8 \-urn T,9 /um 30 gemiddelde Rockwell "A" hardheid 91,2' 91Λ (massa materiaal) coërciefkracht, Hc 138 oersted 13^ oersted

Yoorbeeld III

Een mengsel dat de volgende materialen omvatte, werd ge-35 bracht in een cilindrische molen, samen met een oppervlakte-actieve stof, vluchtig bindmiddel, oplosmiddel en 11U kg cycloïdes: 8201161 V . * 13 WC (2-2,5 /UEi deeltjesgroote) 15.000 g- 85,15 v/o WC (l*-5 /um deeltjesgrootte) 2T.575 g 5,98 v/o 7aC 2.990 g 5 2,6 v/o TiW 1.300 g 6,θ4 v/o Co 3-020 g 0,23 v/o C (Ravin 1*10- een produkt van 115 g

Industrial Carbon Corp.) 50.000 g 10 De poedercharge verd zodanig gekozen dat 6,25 gev./£ to taal koolstof in de charge verd verkregen. Het mengsel verd gemengd en gemalen voor 90.261 conventelingen onder een gemiddelde deeltjesgrootte van 0,90 yum te verkrijgen. Het mengsel verd daarna nat gezeefd, gedroogd en aan een hamermaalbeverking ondervorpen. Persprodukten ver den samen-15 geperst en daarna gesinterd gedurende 30 minuten bij ll*5l*°C, gevolgd door koelen onder omgevingsovenomstandigheden.

Deze behandeling gaf een gesinterd voorprodukt met een over het geheel gencmen (d.v.z. meting omvatte de massa en met bindmiddel verrijkt materiaal) magnetische verzadiging van 117 - 121 ganss-20 cm /g kobalt. Microstructuurevaluatie van het gesinterde voorprodukt toonde dat êta-fase door het gehele voorprodukt aanvezig vas; de porositeit A-2 tot B-3 vas; de dikte van de met kobalt verrijkte zone ongeveer 26,9 ƒ urn vas; en de dikte van de aan vaste oplossing verarmde zone ongeveer 31,1* vas.

25 Voorbeeld IV

De volgende materialen verden toegevoegd aan een met een volfraamcarbidekobalt-legering gevoerde maalpot met een invendige diameter van 190 mm en een lengte van 19l* mm. Bovendien verden 17,3 kg van 3,2 mm volfraamcarbide-kobaltcycloxdes aan de pot toegevoegd. Deze mate-30 rialen verden gemalen en met elkaar gemengd door de maalpot om zijn cilindrische as te roteren met 85 omventelingen per minuut gedurende J2 uur (d.v.z. 367.200 omventelingen).

Charge samenstelling 283 g ( 1*,1 gev. %) TaC

35 205 g ( 3,0 " ) ÏJbC

105 g (1,5 " ) TiW

82 0 1 1 6 1 j , i m -

Charge samenstelling (Vervolg)

7,91 g ( 0,1 gew.%) C

381 g (5,5 " ) Co

5946 g (85,8 ” ) WC

5 105 g Sunoco 3420 14 g Ethomeen S-15 25ΟΟ ml perchloroetheen

Dit mengsel werd zodanig gekozen dat een 2 w/o W - 98 : ' w/c Co bindmiddellegering werd verkregen. Na malen en mengen werd de 10 brij nat gezeefd cm te grote deeltjes en verontreinigingen te verwijderen, onder een stikstof atmosfeer bij 93°C gedroogd en daarna aan een hamermaalbewerking onderworpen om agglomeraten te breken in een Fitzpatrödc Co. J-2 Fitzmill.

Met dit poeder werden persprodukten geperst en daarna 15 gedurende 30 minuten bij 1454°C gesinterd en onder omgevingsomstandigheden gekoeld.

De bovenkant en onderkant (d.w.z. de spaanvlakken) van de plaat werden daarna tot de einddikte geslepen. Hierna volgde een warmtebehandeling bij 1427°C onder een 100 micron vacuum. Na 60 minuten op 20 die temperatuur, werden de platen gekoeld met een snelheid van 56°C per uur tot 1204°C en daarna onder omgevingsomstandigheden in de oven gekoeld. De omtrek (of vrij loop)-vlakken werden daarna geslepen tot een 12,70 mm vierkant en de plaat snij randen gehoond tot een 0,064 mm radius. Deze behandelingen leidden tot een plaat substraat waarin alleen de 25 spaanvlakken een met kobalt verrijkte en een aan vaste oplossing verarmde zone hadden, waarbij deze zones van de vrijloopvlakken waren afgeslepen.

De platen werden daarna gebracht in een bekledingsreac-tor en bekleed met een dunne laag van titaancarbide onder toepassing van de volgende chemische dampafzettingstechniek. De hete zone die de 30 platen bevatte werd. eerst van kamertemperatuur verhit tot 900°C. Gedurende deze verhittingsperiode liet men waterstofgas door de reactor stromen met een snelheid van 11,55 1 per minuut. De druk binnen de reactor werd op iets lager dan 1 atmosfeer gehouden. De hete zone werd vervolgens van 900°C verhit tot 982°C. Gedurende deze tweede opwarmingstrap 35 werd de reactordruk gehouden op 180 torr en liet men een mengsel van ti-taantetrachloride en waterstof, en zuiver waterstofgas in de reactor met 82 0 1 1 6 1 - v . *r 15 stroomsnelheden van respectievelijk 15 1 per minuut en 33 1 per minuut.

De mengsels van titaantetrachloride en -waterstofgas verden verkregen door het vaterstofgas te leiden door een verdamper vaarin het titaantetrachloride op een temperatuur van i+7°C werd gehouden. Bij het bereiken 5 van 982°C, liet men vervolgens ook methaan in de reactor met een snelheid van 2,5 1 per minuut. De druk binnen de reactor verd verlaagd tot thO torr. Onder deze omstandigheden reageerde het titaantetrachloride met het methaan in tegenwoordigheid van waterstof onder vorming van ti-taancarbide op het hete-plaat-oppervlak. Deze omstandigheden werden 10 gedurende 75 minuten aangehouden, waarna de toevoer van titaantetrachloride, waterstof en methaan werd beëindigd. De reactor Üet men vervolgens afkoelen terwijl argon door de reactor werd gevoerd met een stroomsnelheid van 1,53 1 per minuut onder een druk van iets minder dan 1 atm.

15 Onderzoek van de microstructuur in de eindplaat toonde een met kobalt verrijkte zone die zich inwaarts uitstrekte tot 22,9 yum en een kubisch carbide vaste oplossing verarmde zone die zich inwaarts uitstrekte tot 19,7 ƒ urn vanaf de spaanoppervlaken van het substraat» De porositeit in de verrijkte zone en de rest van het substraat werd ge-20 schat tussen A-1 en A-2.

Voorbeeld V

Het materiaal in dit voorbeeld werd gemengd en gemalen volgens een tweetraps maalproces met de volgende materiaalcharges:

Trap: 1 (1*89.600 omwentelingen)

11+1,6 g ¢2,0 gev.%) TaH

136, k g (1,9 " ) TiJS

220,9 g (3,1 " ) HbC

131+,3 g (1,9 " ) TaC

1+22,6 g (5,9 " ) Go

30 31,2 g (0,1+ " ) C

11+ g Ethomèen S—15 1500 ml perchloroetheen

Trap 2 (81.600 omwentelingen)

6098 g (81+,9 gew. $) WJ

35 ll+0 g Sunoco 3I+20 1000 ml perchloroetheen 82 0 1 1 6 1 16

Dit· werd zodanig gekozen dat een 2 w/o W - 98 v/o Co bindmiddellegering werd verkregen.

De proefplaten werden vervolgens vervaardigd en met TiC bekleed overeenkomstig en samen met de proef voorplat en die in voorbeeld 5 IV zijn beschreven.

Microstructuurevaluatie van de beklede platen toonde dat de porositeit in zowel het met. kobalt verrijkte als de massa van het materiaal A-t was. De met kobalt verrijkte zone en de aan vaste oplossing verarmde zone strekte zich inwaarts vanaf het spaanoppervlak uit 10 tot diepten van respectievelijk ongeveer 32,1 ^um en 35 /um.

Voorbeeld VI

De volgende materialen werden gebracht in een maalpot met een inwendige diameter van 190 mm:

283 g ( M w/o) TaC

15 205 g ( 3,0 w/o) FbC

105 g ( 1,5 w/o) TiïT

7,91 g ( 0,1 w/o) c 381 g ( 5,5 w/o) Co

59½ g (85,8 w/o) WC

20 1U0 g Sunoco 3^20 1^ g Ethomeen S— 15 2500 ml perchloroetheen

Dit mengsel werd zodanig gekozen dat een 2 w/o W - 98 w/o Co bindmiddellegering werd verkregen.

25 Bovendien werden cycloïdes aan de molen toegevoegd. Het mengsel werd daarna gedurende H dagen gemalen. Het mengsel werd gedroogd in een sigma-menger bij 121°C onder een gedeeltelijk vacuum, waarna het werd behandeld in een Fitzmill door een zeef met mazen van 0,^-2 mm.

SNGlj-33 platen werden vervolgens vervaardigd onder toepas-30 sing van de in voorbeeld IV beschreven technieken. De platen in dit voorbeeld echter waren door CVD bekleed met een TiC/Tiïï bekleding. De toegepaste bekledingsprocedure was als volgt: 1. TiC bekleding.

De monsters in de bekledingsreactor werden onder een va-35 cuum van 125 torr bij ongeveer 1026 tot 103é°C gehouden. Waterstof-dragergas stroomde in een TiCl^ verdamper met een snelheid van U+,73 1 8201161 17 per minuut. De verdamper werd onder vacuum, gehouden op een temperatuur van 33 35°C. TiCl^ damp werd in het Hg dragergas meegevoerd en geleid in de bekle dingsreactor. Vrij waterstof en vrij methaan stroomde in de bekledingsreactor met snelheden van respectievelijk 19,88 en 3,98 1 per 5 minuut. Deze omstandigheden werden gedurende 100 minuten aangehouden en leidden tot een dichte TiC bekleding die hecht aan het substraat was gebonden.

2. TiïT bekleding.

. De methaanstroom in de reactor werd verbroken en men 10 liet Ng in de rwactor toe met een snelheid van 2,98 1 per minuut. Deze omstandigheden werden gedurende 30 minuten aangehouden en leidden tot een dichte TiN bekleding, die hecht aan de TiC bekleding was gebonden.

Evaluatie van de beklede platen leidde tot de volgende resultaten: 15 porositeit A-1, overal dikte van kobalt verrijkte zone 17,0 tot 37,9 yum dikte van vaste oplossing verarmde zone tot 32,7 ^um dikte van TiC/substraat grensvlak 20 eta-fase tot 3,9 yum dikte van bekleding

TiC 3,9 /um

TiïT 2,6 ƒ urn.

gemiddelde Rockwell "A” hardheid 25 van de massa 91,0 coêrciefkracht, Hc 98 oersted

Voorbeeld VII

Onder toepassing van de volgende tweetraps maalcyclus werd een materialenmengsel bereid: 30 Ih trap 1 werden de volgende materialen toegevoegd aan een ¥C-Co gevoerde maalpot met een inwendige diameter van 181 mm en een lengte van 19^· mm, met 17,3 kg van ^-,8 mm WC-Co cycloïdes. De maalpot werd cm zijn cilindrische as geroteerd met 85 omwentelingen per minuut gedurende U8 uur (2HU.800 omwentelingen).

35 1^0,8 g ( 2,0 gew.%) Ta

72,9 g (1,0 " ) TiH

23,52 g (0,3 " ) C

8201161 i . Ί . .

18 i*58,0 g (6,5 gett.%) Co 30 g Ethomeen S—15 120 g Sunoco 3^*20 1000 ml Soltrol' 130 (een oplosmiddel) 5 In trap 2 werden 631 ^ g (90,2 gew.#) WC en 1500 ml

Soltrol 130 toegevoegd en de gehele charge werd nog eens een extra 16 uur geroteerd (8I.600 omwentelingen). Dit mengsel werd .zodanig gekozen dat een 5 w/o W- 95 v/o Co hindmiddellegering werd verkregen. Ka malen werd de brij nat gezeefd door een zeef met mazen van 0,037 urn, gedroogd 10 onder stikstof hij 93°C gedurende 2h uur en in een Fitzmill bewerkt door een zeef met mazen van 0,1*2 mm.

Testmonsters werden uniaxiaal geperst hij een totale kracht van 16.1*00 kg tot afketingen van 15,11 mm x 15,11 ma x 5,28 mm 3 (8,6 g/cm soortelijk gewicht).

15 De bovenstaande ongebakken testmonsters werden gedurende 150 minuten onder een T micron vacuum, gesinterd bij ll*68°C. De platen werden daarna onder omgevingsovenomstandigheden gekoeld. Grafietschilfers werden gebruikt als· verdeelmiddel tussen de testplaten en de grafiet-sinterhakken.

20 De platen zoals gesinterd werden gehoond tot een 0,061* mm radius. De platen werden, daarna bekleed met een TiC/TICK/TiK bekleding volgens de volgende procedure: 1. De platen werden geplaatst in de reactor' en de lucht werd uit de reactor gespoeld door waterstof door te leiden.

25 2. De platen werden verhit tot ongeveer 1Q38°C terwijl de waterstof- stroom door de reactor werd gehandhaafd. De druk in de bekledingsreactor werd op iets meer dan 1 atm. gehouden.

3. TiC bekleding.

Voor 25 minuten werd een mengsel van Hg + TiCl^ in de 30 reactor geleid met een snelheid van ongeveer 92 1 per minuut en werd methaan. in de reactor geleid met een snelheid van 3,1 1 per minuut. De TiCl^ verdamper werd op ongeveer 0,1* bar en 30°C gehouden, k. TiCK bekleding.

Voor 13 minuten werd de stroom van het Hg + TiCl^ mengsel 35 in hoofdzaak gehandhaafd; de methaanstroom werd met de helft verminderd; en Kg werd in de reactor gevoerd met een snelheid -van 7,131 per minuut.

8201161

^ t . J

19 · 5. TiH bekleding.

Voor 15 minuten werd de methaanstroom onderbroken en de stikstof stroomsnelheid verdubbeld. Bij voltooiing van de TiN bekleding, werden zowel de stroom van het.Eg + TiCl^ mengsel als stroom van 5 de Hg onderbroken, werden de verhittingselementen van de reactor uitgezet en werd de reactor gespoeld met vrij Hg totdat hij was afgekoeld tot ongeveer 250°C. Bij 250°C werd de reactor met stikstof gespoeld.

Er werd vastgesteld dat de plaatsubstraten een A-1 tot A-2 porositeit hadden in hun niet verrijkte inwendige of massamateriaal.

10 Een kobalt verrijkte zone en een aan vaste oplossing verarmde zone strekten zich vanaf de oppervlakken naar binnen uit tot respectievelijk ongeveer 25 ^um en 23 ^um. Het niet verrijkte inwendige had een inwendige hardheid van 91,7 Rockwell "A". De coêrciefkracht Hc van het substraat bleek 186 oersted te zijn.

15 Voorbeeld VIII

Een 260 kg poedermengsel met koolstof geregeld op C3/C& porositeit in het eindsubstraat werd vervaardigd met de volgende twee-traps meng- en maalprocedure:

Trap 1 20 De volgende chargesamenstelling werd gedurende 96 uur gemalen: 10.108 g TaC (6,08 w/o koolstof) 7.321 g HbC (11,28 w/o koolstof)

3.987 g TiN

25 1.100 g C (Molocco Black— een produkt van Industrial Carbon

Corp.) 16.358 g Co 500 g Ethomeen S-15 36I kg 1+, 8 mm Co-WC cycloïdes nafta 30 Trap 2

De volgende materialen werden aan het bovenstaande mengsel toegevoegd, en het mengsel werd gedurende nog eens 12 uur gemalen: 221,75 kg WC ( 6,06 w/o koolstof) 5,0 kg Sunoco 3^20 nafta 35 Het eindmengsel werd daarna nat gezeefd, gedroogd en in een Fitzmill behandeld.

82 0 1 1 6 1 1 , 1 20

De voorplaten werden daarna geperst en later bij 1^5^°C gedurende 30 minuten gesinterd. Deze sinterprocedure leidde tot een kobalt verrijkte zone, gelegen over massamateriaal met een C3/CU poro-siteit. De gesinterde voorplaten werden daarna geslepen en gehoond tot 5 SÏÏCA33 plaat afmeting en, hetwelk resulteerde in de verwijdering van de kobalt verrijkte zone.

De gesinterde platen werden daarna met grafietschilfers gepakt in een open grafietbus. Het geheel werd daarna heet isostatisch ö geperst (HIP) bij 1371 tot 1377°C gedurende 1 uur onder een 8,76 x 10 10 dyne/cm atmosfeer van 25 v/o en 75 v/o He. Microstructuuronderzoek van een aan HIP onderworpen monster toonde dat een met kobalt verrijkte zone met een diepte van ongeveer 19*7 ƒ urn tijdens de HIP bewerking was gevormd. Ook werden ongeveer U ƒ urn oppervlak kobalt en 2 jam oppervlak koolstof gevormd als gevolg van het gebruikte C type porositeitsubstraat. 15 Voorbeeld IX ·

Een partij die de volgende materialen bevatte, werd in een kogelmolen behandeld: 30,0 w/o WC (1,97 /um gemiddelde deeltjesgrootte) 750 kg .

51,^ w/o WC (^,h3 jVBL " " 1286 kg 20 6,0 w/o Co 150 kg 5.0 w/o WC-TiC vaste oplossing carbide 12h,5 kg 6.1 w/o TaWC vaste oplossing carbide 152 kg 1,5 w/o W 37,5 kg

Dit mengsel werd ingebracht tot 6,00 w/o totaal koolstof. 25 Deze materialen werden voor 51·0δ0 omwentelingen gemalen met 3^09 kg cycloïdes en 798 1 nafta. Een uiteindelijke deeltjesgrootte van 0,82 ^um werd verkregen.

5000 g Poeder werd afgesplitst van de gemengde en gemalen partij en de volgende materialen werden daaraan toegevoegd: 30 1,9 w/o TiW (voorgemalen tot ongeveer 1,^ - 1,7 ^um) 96,9 g 0,2 w/o C (Ravin ^-10) 9Λ g 1500 ml perchloroetheen

Deze materialen werden daarna gemalen in een met wolf-raamcarbide gevoerde maalpot met een inwendige diameter van 190 mm die 35 50 volume# cycloïdes (17,3 kg) bevatte, en wel gedurende 16 uur. Ha af loop van het malen werd de partij nat gezeefd door een zeef met mazen 8201161 21 van Q,03T ran, gedroogd onder een gedeeltelijk vacuum in een sigma-menger bij 121°C, en daarna behandeld in een Fitzmill 'door een zeef met mazen van 0,42 mm.

SHG433 Voorplaten werden geperst met een kracht van 5 3600 kg, waarbij een voorplaatdichtheid werd. verkregen van 8,24 g/cm en een voorplaathoogte van 5,84 tot 6,10 mm.

De voorplaten werden gesinterd bij 1454°C gedurende 30 minuten op een NbC poeder-verdeelmiddel onder een 10 tot 25 micron vacuum en daarna in de oven de gelegenheid gegeven tot afkoelen. De gesin-. . 10 terde monsters hadden gesinterde afmetingen van 4,93 mm x 13,31 mm in o het vierkant, een dichtheid van 13,4 g/cm en een over het totaal geno-men magnetische verzadigingswaarde van 146 tot 150 gauss-cm /g kobalt. Microstructuurevaluatie van de monsters toonde A porositeit overal en een kobaltverrijkte laag met een dikte van ongeveer 21 ^um.

15 De bovenkant en onderkant van de platen werden daarna geslepen tot een totale dikte van 4,75 mm. De platen werden daarna gedurende 60 minuten onder een 100 micron vacuum onderworpen aan een warmtebehandeling bij 1427°C, gekoeld tot 1204°C met een snelheid van 56°C per uur en daarna in de oven gekoeld.

20 De vrijloopvlakken van elke plaat werden geslepen tot een 12,70 mm in het vierkant en de randen werden gehoond tot een 0,064 mm radius.

De platen werden vervolgens door GVD bekleed met titaan-carbide/aluminiumoxyde onder toepassing van de volgende technieken.

25 De platen werden geplaatst in een bekledingsreactor en verhit tot ongeveer 1026 tot 1030°C en onder een vacuum van 88 - 125 torr gehouden. Waterstofgas met een snelheid van 44,73 1 per minuut werd door een verdamper geleid die TiCl^ bevatte bij 35 tot 3Ö°C onder vacuum. TiCl^ damp werd in de waterstof meegevoerd en in de bekledingsreactor geleid.

30 Tegelijkertijd stroomden waterstof en methaan in de reactor met snelheden van respectievelijk 19588 en 2,98 1 per minuut. Deze omstandigheden van vacuum, temperatuur en stroomsnelheid werden gedurende 180 minuten aangehouden waarbij een hechtende TiC bekleding op de platen werd gevormd. De waterstofstroom naar de verdamper en de methaanstroom in de 35 reactor werden daarna stopgezet. Men liet nu waterstof en chloor naar een generator stromen die aluminiumdeeltjes bij 380 tot 400°C en een druk van 8201161 22 r * . - 1 'l 0,03 "bar "bevatte, De waterstof en chloor stroomden in de generator met snelheden van respectievelijk 19>88 en 0,8 tot 1 1 per 'minuut. De chloor reageerde met het aluminium onder vorming van AlCl^ dampen die daarna in de reactor werden gevoerd. Terwijl de waterstof en AlCl^ in de reac-5 tor stroomden, stroomde ook COg met een snelheid van 0,5 1 per minuut in. de reactor. Deze stroomsnelheden werden gedurende 180 minuten aange-- houden, gedurende welke tijd de platen "bij 1026 tot 1Q28°C werden gehouden onder een vacuum van ongeveer 88 torr. Deze procedure gaf een dichte bekleding van AlpO^, die hecht gebonden was aan een TiC inwendige bekle-. 10 ding.

Evaluatie van de beklede platen gaf de volgende resultaten: porositeit Al in verrijkte zone,

Al met verstrooid B in de massa 15 ‘van materiaal, '.· dikte van kobalt verrijkte zone ongeveer 39,3 /Um (spaanoppervlak) dikte van vaste oplossing verarmde tot 1+3,2 /urn zone (spaanoppervlak) 20 dikte van bekleding

TiC 5,9 ^um

AlgO^ 2,0 ^urn gemiddelde massa, substraat . 91,9

Rockwell A hardheid 25 coërciefkracht, Hc 170 oersted

Toorbeeld X

Een extra 5000 g materiaal werden afgesplitst van de initiële partij materiaal die in voorbeeld IX was verkregen. Voorgemalen TiCN in een hoeveelheid van 95,k g (1,9 w/o) en 1,98 g (0,02 w/o) Ravin 30 1+10 koolstofzwart werden aan dit materiaal toegevoegd, gemengd gedurende 16 uur, gezeefd, gedroogd en in een Fitzmill behandeld, zoals in voorbeeld IX.

Teststukken werden aan een pilpersbehandeling onderworpen, in vacuum gesinterd bij li+96°C gedurende 30 minuten, en daarna in de oven 35 gekoeld met de omgevingovenkoelsnelheid. Evaluatie van de gesinterde monsters gaf de volgende resultaten: 8201161 , l * 23 porositeit A-1 overal dikte vaa kobalt verrijkte zone ongeveer 1U,8 yum , dikte van vaste oplossing verarmde zone tot 19,7 yum 5 gemiddelde massa substraat Rockwell A hardheid- '92,^ magnetische verzadiging 130 gauss-cm /g Co eoërcitiefkracht (Hc) 230 oersted

Voorbeeld XI

10 Een extra 5000 g materiaal werd afgesplitst van de· ini tiële partij die in voorbeeld IX was gemaakt. Voorgemalen TiCK in een hoeveelheid van 95 Λ g (1,9 w/o) werd toegevoegd, gemengd gedurende 16 uur, gezeefd, gedroogd en in de Fitzmill behandeld zoals in voorbeeld IX.

Teststukken werden daarna geperst en gesinterd bij 1^96°C met de test— 15 stukken van voorbeeld X.

Evaluatie van de gesinterde monsters gaf de volgende resultaten: porositeit Al, met overal zware êta-fase dikte van kobalt verrijkte zone ongeveer 12,5 ^um.

20 dikte van vaste oplossing ver- tot l6,k yum armde zone gemiddelde massa Rockwell A 92,7

Rockwell A hardheid 3 magnetische verzadiging 120 gauss-cm /g Co 25 eoërcitiefkracht, Hc 2βθ oersted

Voorbeeld XII

Set volgende mengsel werd onder toepassing van de onderstaand uiteengezette tweetraps maaleyelus ingebracht:

Trap 1 30 De volgende materialen werden toegevoegd aan een WC-Co gevoerde maalpot met een inwendige diameter van 181 mm en een lengte van 19k mm. met 17,3 kg van U,8 mm WC-Co eyeloxdes. De maalpot werd om zijn cilindrische as geroteerd met 85 omwentelingen per minuut gedurende h8 uur (2hl.800 omwentelingen).

35 ^55 g (6,5 gew. %) Ni

280 g (b,0 " ) TaN

112 g (1,6 " ) Til 82 0 1 1 6 1 1 i 2k

266 g (3,8 gew.$) MM

lj-2,7 g (0,6 " ) koolstof

Tk,0 g Ethomeen S-15 1500 ml perchloroetheen - 5 Trap 2

De volgende materialen werden daarna.aan de maalpot toe-- gevoegd en nog een extra 16 uur geroteerd (81.600 omwentelingen):

5890. g (83,6 gew.$) ¥C

105 g Sunoco 3^20 10 1000 ml 'perchloroetheen

Dit mengsel werd zodanig gekozen dat een 10 w/o - 90 w/o Ni. bindmiddellegering werd verkregen. Na af voeren van het brij vormige mengsel uit de maalpot werd het nat gezeefd door een zeef (Tyler) met mazen van 0,037 mm, gedroogd hij 93°C onder een stikstof atmosfeer, 15 en in een Fitzmill behandeld door een zeef met mazen van 0,^+2 mm.

Testmonsters werden aan een pilpersbehandeling onderworpen, gesinterd bij li*50°C gedurende 30 minuten onder een 6,9 x 10 2 dynes/cm stikstof atmosfeer, en daarna xn de oven gekoeld met de omgeving- ovenkoelsnelheid. Na het sinteren werden de monsters aan een HIP behan- 20 deling onderworpen bij 1370 C gedurende 60 minuten in een 1 x 10 dynes/ 2 cm heliumatmosfeer. Optische metallografisehe evaluatie van de aan HIP onderworpen monsters toonde dat het materiaal A-3 porositeit overal en een dikte van de aan vaste oplossing verarmde zone van ongeveer 25,8 ^um had.

25 Daarna werd het monster opnieuw geprepareerd en onder zocht door energiedispersie-rontgenlijnaftastanalyse (EDX) op verschillende afstanden van het spaanoppervlak. Figuur 3 toont een grafische weergave van de variatie van de relatieve concentraties van nikkel, wolfraam, titaan en tantaal als functie van de afstand van het spaanoppervlak 30 van het monster. Het is duidelijk dat er een laag nabij het oppervlak is waarin het titaan en tantaal, die carbiden vormen welke in vaste oplossing met wolfraamcarbide verkeren, tenminste gedeeltelijk verarmd zijn. Deze aan vaste oplossing verarmde zone strekt zich naar binnen uit over ongeveer 70 ƒurn. Het verschil tussen deze waarde en de waarde die boven-35 staand is vermeld, wordt geacht te wijten te zijn aan het feit dat het 82 0 1 1 6 1 25 monster opnieuw geprepareerd werd tussen evaluaties, zodat in elke evaluatie verschillende vlakken door het monster werden onderzocht.

Corresponderend met de titaan- en tantaalverarming is een verrijkte nikkellaag. (zie figuur 3). De nikkelconcentratie in de ver-5 rijkte laag neemt af wanneer de afstand van het spaanoppervlak van 30 tot 10 ^um afneemt. Dit is een indicatie dat het. nikkel in deze zone gedeeltelijk tijdens het vacuum sinteren verdankt was.

De piek in de titaan- en tantaalconcentratie bij 110 jxaa. wordt geacht te wijten te zijn aan het aftasten van een willekeurige 10 grote korrel of korrels met een hoge concentratie van deze elementen.

De twee evenwijdige horizontale lijnen tonen de typerende verstrooiing die verkregen wordt bij analyse van het massagedeelte van het monster rond de nominale chemische samenstelling.van het mengsel. Voorbeeld XIII ' 15 Het volgende mengsel werd onder toepassing van de on derstaand beschreven tweetraps maalcyclus ingevoerd:.

Trap. 1

De volgende materialen werden als in trap 1 van voorbeeld XIÏ gemalen: 20 k55 g (8,U w/o) Hi 280 g (3,9 w/o} TaH .

112 g (1,8 w/o) TiH

288 g (3,T w/o) HbH

81,6 g (0,9 w/o) C Ravin tlO, 502 25 1U g Ethomeen S—15 2500 ml perchloroetheen

Trap 2

De volgende materialen werden daarna aan de maalpot toe-gevoegd en nog een extra 16 uur geroteerd:

30 5980 . g (83,8 w/o) WC

ito g Sunoco 3^20

Dit mengsel werd zodanig gekozen dat een 10 w/o W - 90 w/o Hi bindmiddellegering werd verkregen.

Ha afvoeren van het mengsel werd het gezeefd, gedroogd 35 en in een Fitzmill. behandeld als in voorbeeld XII.

Geperste proefmonsters werden in vacuum gesinterd bij 1U88°C gedurende 30 minuten onder een 35 micron atmosfeer. De gesinterde 8201161 f \ 26 monsters hadden een A-3 porositeit overal en een vaste oplossing verarmde zone met een dikte tot 13,1 ^um.

Voorbeeld XIV

Een mengsel werd onder toepassing van de volgende twee-5 traps maalcyclus ingevoerd: . Trap 1

De volgende materialen werden toegevoegd aan een >iC-Co gevoerde maalpot met een inwendige diameter van 190 mm en een lengte van 19^ mm met 17,3 kg van h,8 mm- WC-Co cycloïdes. De maalpot werd gero-10 teerd om zijn as met 85 omwentelingen per minuut gedurende H8 uur (2kk.800 omwentelingen): 1TT g (2,5 gew.£) HfH2 182,.3 SS (2,5 gev.$) TiH2 55,3 g (0,8 gew.S) carbon 15 ^99 g (6,k gew.%) Co 1¼ g Ethomeen S—15 2500 ml perchloroetheen

Tran 2

De volgende materialen werden daarna aan de maalpot toe-20 gevoegd en nog een extra 16 uur geroteerd (81.600 omwentelingen):

' 6328 g (87,9 gew.%) WC

1^0 g Sunoco 3^20

Dit mengsel werd zodanig gekozen dat 10 w/o W - 90 w/o Co bindmiddellegering werd verkregen.

25 Wa afvoeren van de brij uit de maalpot werd hij nat ge zeefd door een zeef met mazen van 0,037 mm, gedroogd bij 93°C onder een stikstofatmosfeer, en in een Fitzmill behandeld door een zeef met mazen van Q,k2 mm.

Voorplaten werden geperst en daarna gesinterd bij 1U68°C 30 gedurende 30 minuten onder een 35 micron vaccuum waarbij de meerderheid van de waterstof in de monsters de gelegenheid kreeg om te verdampen. Tijdens het sinteren werden de monsters gesteund op een FbC poeder-verdeel-middel.

Het gesinterde monster had A-2 porositeit in de verrijkte 35 zone en A-U porositeit in de niet verrijkte massa van het monster. Het 8201161 C 'f

2T

monster had een gemiddelde Rockwell "A" hardheid van 90; een aan vaste oplossing verarmde zone met een dikte van 9j8 yUm; en een coërciefkracht Hc van 150 oersted.

Voorbeeld XV

5 Een partij materiaal met een samenstelling die equivalent was aan de partij van voorbeeld IX, werd gemengd, gemalen en geperst tot voorplaten. De voorplaten werden daarna gesinterd, geslepen, aan een warmtebehandeling onderworpen en geslepen (alleen de vrijloopvlakken) wezenlijk overeenkomstig de in voorbeeld IX töegepaste procedures. In de uit-10 eindelijke warmtebehandeling werd echter een afkoelsnelheid. van Ö9°C per . uur gebruikt.

Een plaat werd geanalyseerd door EDX lijn-affcastanalyse op verschillende afstanden van de spaanoppervlakken van de plaat. De resultaten van deze analyse zijn in de grafiek in figuur 2 getoond. Deze 15 toont het bestaan van een kobalt verrijkte laag, die zich naar binnen uitstrekt vanaf de spaanoppervlakken tot een diepte van ongeveer 25 yum, gevolgd door een laag van materiaal dat gedeeltelijk aan kobalt is verarmd, welke zich inwaarts uitstrekt tot ongeveer 90 ^um vanaf de spaanoppervlakken. Hoewel niet getoond in de grafiek van figuur 2, is een 20 gedeeltelijk verarming aan vaste oplossing gevonden in de kobalt verrijkte laag en een vaste oplossingverrijking gevonden in gedeeltelijk verarmde kobaltlaag.

De twee horizontale lijnen geven de typische verstrooiing in de analyse van de massa van het materiaal rond de nominale chemische 25 samenstelling van het mengsel aan.

De bovenstaande beschrijving en voorbeelden zijn slechts ter illustratie gegeven van de mogelijke legeringen, produkten, werkwijzen en toepassingen die binnen de omvang van deze uitvinding vallen. 1 8201161

Claims (46)

1. Gecementeerd carbidelichaam, omvattende een eerste carbide; een metallische bindmiddellegering; een vaste oplossing van het eerste carbide met een tweede carbide; een laag van bindmiddelverrijking nabij een omtreksoppervlak van het lichaam; welk lichaam in hoofdzaak

5 A- tot B-type porositeit over het gehele lichaam heeft.

2. Gecementeerd carbidelichaam, omvattende een eerste carbide; een metallischs bindmiddellegering; een vaste oplossing van het eerste carbide met een tweede carbide; een laag die tenminste gedeeltelijk verarmd is aan genoemde vaste oplossing, nabij een omtreksopper- 10 vlak van het lichaam; en in hoofdzaak A- tot B-type porositeit over het gehele lichaam.

3. Gecementeerd carbidelichaam, omvattende een eerste carbide; een metallische bindmiddellegering; een overgangsmetaal, aanwezig als een tweede carbide waarvan de vrije vormingsenergie negatiever is 15 dan die van het eerste carbide bij een temperatuur boven het smeltpunt van de bindmiddellegering; welk tweede carbide in een vaste oplossing verkeert met het eerste carbide; een laag van bindmiddelverrijking nabij een omtreksoppervlak van het lichaam; welk lichaam in hoofdzaak A- tot B-type porositeit over het gehele lichaam heeft. 20 h. Gecementeerd carbidelichaam volgens een of meer van de conclusies 1 - 3* dat verder stikstof omvat, dat aanwezig is als carbo-nitride in een vaste oplossing van het eerste en tweede carbide.

5. Gecementeerd carbidelichaam, omvattende wolfraamearbide; een metallisch bindmiddel; een carbonitride vaste oplossing met wolfraam 25 en een metaal, gekozen uit de groep overgangsmetalen vari groep Γ7Β en VB; een materiaallaag nabij een omtreksoppervlak van het lichaam, welke tenminste gedeeltelijk verarmd is aan de carbonitride vaste oplossing.

6. Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 5, waarin de carbonitride vaste oplossing een wolfraamtitaancarbonitride is.

30 J. Gecementeerd carbidelichaam, omvattende wolfraamearbide; een metallisch bindmiddel; een laag van bindmiddelmetaalverrijking nabij een omtreksoppervlak van het lichaam; welk lichaam in hoofdzaak A- tot B-type porositeit over het gehele lichaam heeft.

8. Gecementeerd carbidelichaam, omvattende wolfraamearbide; 82 0 1 1 6 1 een metallisch, “bindmiddel; een metaalcarbide, gekozen uit de groep carbi-den van overgangsmetalen uit de groep IVB en VB; welk lichaam in hoofdzaak A- tot B-type porositeit over het gehele lichaam heeft; waarbij het metaalcarbide gecombineerd met het wolfraamcarhide een carbide vaste op-5 lossing vormt; een laag van tenminste gedeeltelijk aan carbide vaste oplossing verarmd materiaal nabij een omtreksoppervlak van het lichaam.

9· Gecementeerd carbidelichaam volgens een of meer van de conclusies 5-8, waarin het bindmiddel gekozen wordt uit de groep bestaande uit kobalt, nikkel, ijzer en hun legeringen.

10. Gecementeerd carbidelichaam, omvattende wolfraamcarhide; een kobaltbindmiddellegering; een laag van bindmiddelmetaalverrijking nabij een omtreksoppervlak van het lichaam; en waarbij de kobaltbindmid-dellegering een over het geheel genomen magnetische verzadigingswaarde o van minder dan 158 gauss-cmvg kobalt heeft. 15 11, Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 10, waarin de kobaltbindmiddellegering een over het geheel genomen magnetische ver- 3 zadigingswaarde van ongeveer 1^5 totΊ5Τ gauss-cm /g kobalt heeft.

12. Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 10, waarin de kobaltbindmiddellegering een over het geheel genomen magnetische ver- O 20 zadigingswaarde van minder dan 126 gauss-cm /g kobalt heeft.

13- Gecementeerd carbidelichaam, omvattende wolfraamcarhide, een kobaltbindmiddellegering; een metaalcarbide, gekozen uit de groep carbides waarvan overgangsmetalen uit de groep IVB en VB; welk metaalcarbide gecombineerd met het wolfraamcarhide een carbide vaste oplossing vormt; 25 een laag van tenminste gedeeltelijk aan vaste oplossing verarmd materiaal nabij een omtreksoppervlak van het lichaam; en waarbij de kobaltbindmiddellegering een over het geheel genomen magnetische verzadigingswaar- 3 de van minder dan 158 gauss-cm /g kobalt heeft. 1^. Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 13, waarin 30 de kobaltbindmiddellegering een over het geheel genomen magnetische ver- O zadigingswaarde van ongeveer 1^5 tot 157 gauss-cm /g kobalt heeft.

15. Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 13, waarin de kobaltbindmiddellegering een over het geheel genomen magnetische ver- O zadigingswaarde van minder dan 126 gauss-cmJ/g kobalt heeft.

16. Gecementeerd carbidelichaam, omvattende wolfraamcarhide; kobalt; een metaalcarbide, gekozen uit de groep carbides van overgangs- 8201161 metalen uit de groep IVB en VB; een laag van kobaltverrijking nabij '.een omtreksoppervlak van het lichaam; welk lichaam overal in hoofdzaak A- tot B-type porositeit heeft.

17· Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 16, waarin 5 het gehalte van het overgangsmetaalcarbide in de laag van kobaltverrijking tenminste gedeeltelijk verarmd is.

18. Gecementeerd •carbidelichaam volgens conclusie 16 of 17» waarin het metaalcarbide gekozen is uit de groep bestaande uit titaan, hafnium, t ant aal en niobium. 10 19· Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 16 of 17» waarin het metaalcarbide aanwezig is in een gehalte van tenminste 0,5 ' gew.$.

20. Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 18, waarin het metaalcarbide aanwezig is in een gehalte van tenminste 0,5 gew.$.

21. Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusies 16 of 27, waarin de kobalt verrijkte -laag een kobaltgehalte heeft aan het omtreksoppervlak gelijk aan 1,5 tot 3 keer het gemiddelde kobaltgehalte van het lichaam.

22. Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 16, waarin 20 de kobalt verrijkte laag zich naar binnen uit strekt vanaf het omtreksoppervlak van het lichaam tot een minimale diepte van hoofdzakelijk 6 yum.

23· Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 21, waarin de kobalt verrijkte laag zich naar binnen uitstrekt vanaf het omtreks-25 oppervlak van het lichaam tot een minimale diepte van in hoofdzaak 6 yum. 2k. Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 22, waarin de kobalt verrijkte laag zich naar binnen uitstrekt van het omtreksoppervlak van het lichaam tot een diepte van 12 tot 50 yum.

25. Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 23, waarin 30 de kobalt verrijkte laag zich naar binnen uitstrekt van het omtreksoppervlak van het lichaam tot een diepte van 12 tot 50 y-um.

26. Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusies 1, 3, 7» 16 of 2h, waarin het omtreksoppervlak van het lichaam een spaanvlak omvat; het spaanvlak aanligt tegen een vrijloopvlak; een snijrand is gele- 35 gen bij het raakpunt van de spaan- en vrijloopvlakken; en waarbij de verrijkte laag zich vanaf het spaanvlak naar binnen uitstrekt. 82 0 1 1 6 1

27. Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 26, ver der een harde dichte vuurvaste "bekleding omvattend, gebonden aan het om-treksoppervlak van· het lichaam, welke bekleding een of meerdere lagen heeft.

28. Camcinatie volgens conclusie 27, waarin het materiaal dat genoemde laag omvat, gekozen wordt uit de groep bestaande uit de carbiden, nitriden, boriden en carbonitriden van titaan, zirkoon, hafnium, niobium, tantaal, vanadium en het oxyde en oxynitride van aluminium.

29· Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 27,. waarin 10 de bekleding een laag van titaancarbide omvat.

30. Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 27, waarin de bekleding een laag van titaancarbonitride omvat.

31. Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 27, waarin de bekleding een laag van titaancarbide en een laag van titaannitride 15 omvat.

32. Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 31, waarin de bekleding verder een laag van titaancarbonitride omvat.

33· Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 27, waarin de bekleding een laag van aluminiumoxyde omvat. 20 3^· Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 33, waarin de bekleding verder een laag van titaancarbide omvat. 35* Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusies 1, 3, 5, 6, 7, of 10, verder omvattende een harde dichte vuurvaste bekleding, gebonden aan het omtreksoppervlak van het lichaam, en welke bekleding een 25 of meerdere lagen heeft.

36. Produkt, verkregen door de werkwijze van het vormen van een bindmiddel verrijkte laag nabij een omtreksoppervlak van een gecementeerd carbidelichaam, waarbij de werkwijze omvat: het verkrijgen van een persprodukt met een in hoofdzaak uniforme verdeling van een eerste carbi-30 de, een bihdmiddellegering en een chemisch agens, gekozen uit de groep bestaande uit metalen, legeringen, hydriden, nitriden en carbonitriden van overgangsmetalen waarvan de carbiden een vrije vormingsenergie hebben die negatiever is dan die van het genoemde eerste carbide bij een temperatuur boven het smeltpunt van de bindmiddellegering; het verdichten 35 van het persprodukt; het tenminste gedeeltelijk amzetten van het chemisch agens in een carbide door een warmtebehandeling; het vergroten van het 82 0 1 1 6 1 * * bindmiddellegeringgehalte in de richting van het omtreksoppervlak om genoemde verrijkte laag te vormen. 37* Produkt, verkregen met de werkwijze van het vormen van een bindmiddel verrijkte laag nabij een omtreksoppervlak van een gece-'5 menteerd carbidelichaam, welke werkwijze omvat: het verkrijgen van een persprodukt met een in hoofdzaak uniforme verdeling van wolfraamcarbide, een bindmiddellegering en een chemisch agens, gekozen uit de groep bestaande uit metalen, legeringen, hydriden, nitriden en carbonitriden van overgangsmetalen waarvan de carbiden een vrije vormingsenergie hebben 10 die negatiever is dan die van wolfraamcarbide bij een temperatuur boven het bindmiddellegering-eutecticum; het verdichten van het persprodukt; het tenminste gedeeltelijk omzetten van het chemisch agens in een carbide door een warmtebehandeling; het vergroten van het bindmiddelmetaalge-halte in de richting van het omtreksoppervlak onder vorming van genoemde 15 verrijkte laag.

38. Produkt, verkregen met een werkwijze voor het vormen van een bindmiddel verrijkte laag nabij een omtreksoppervlak van een in hoofdzaak A- tot B-type porositeit gecementeerd carbidelichaam, welke werkwijze omvat: het malen en mengen van een eerste carbidepoeder, een 20 bindmiddellegeringpoeder en een chemisch agenspoeder, gekozen uit de groep bestaande uit metalen, legeringen, hydriden, nitriden en carbonitriden van overgangsmetalen van groep IYB en YB; het persen van een persprodukt onder toepassing van genoemde poeders; het sinteren van het persprodukt bij een temperatuur boven de smelt temperatuur van de bind-25 middellegering.

39- Produkt volgens conclusies 36, 375 of 38, verder omvat tende de trap van: het verwijderen van de bindmiddel verrijkte laag in geselecteerde gebieden van het produkt. 1+0. Produkt volgens conclusie 39» verder omvattende de trap - 30 van: het afzetten.op het omtreksoppervlak van een hechte,harde,slijtvaste, vuurvaste bekleding met een of meerdere lagen. 1+1. Produkt volgens conclusie 1+0, waarin het materiaal dat elk van genoemde lagen omvat,, gekozen wordt uit de groep bestaande uit de carbiden, nitriden en carbonitriden van titaan, zirkoon, hafnium, nio-35 bium, tantaal en vanadium, alsmede het oxyde en oxynitride van aluminium. 1+2. Produkt volgens conclusie 38, waarin het eerste carbide poeder wolfraamcarbide omvat. 82 0 1 1 6 1 • i '*

43. Product volgens conclusie 3TS waarin het persprodukt verder een in'hoofdzaak uniforme verdeling cravat van een tweede carbide, gekozen uit de groep bestaande uit de carbiden van overgangsmetalen uit de groep IVB en VB, en hun vaste oplossingen; en verder omvattende de 5 trap van het bewegen van het carbide in een richting weg van genoemd omtreksoppervlak.

44. Produkt volgens conclusie 42, waarin het bindmiddel gekozen wordt uit de groep bestaande uit kobalt, nikkel, ijzer en hun legeringen.

45. Werkwijze voor het vomen van een bindmiddel verrijkte laag nabij een omtreksoppervlak van gecementeerd carbidelichaam, welke werkwijze de trappen omvat van: het verkrijgen van een persprodukt met een in hoofdzaak uniforme verdeling van een eerste carbide, een bind-middelmetaal en een chemisch agens, gekozen uit de groep bestaande uit - 15 de metalen, legeringen, hydriden, nitriden en carbonitriden van overgangsmetalen waarvan de carbiden een vrije vormingsenergie hebben die negatiever is dan die van het eerste carbide bij een temperatuur boven het bindmiddelkoolstof-eutecticum; het verdichten van. het persprodukt; het tenminste gedeeltelijk omzetten van het chemisch agens in een vaste 20 oplossing met het eerste carbide door een warmtebehandeling; het vergroten van het bindmiddelgehalte nabij het omtreksoppervlak tijdens genoemde warmtebehandeling.

46. Werkwijze voor het vormen van een kobaltbindmiddel verrijkte laag bij een omtreksoppervlak van een in hoofdzaak A-type poro- 25 siteit gecementeerd carbidelichaam, welke werkwijze de trappen omvat: het malen en mengen van poeders omvattende wolfraamcarbide, kobalt en een metaalverbinding, gekozen uit de groep bestaande uit hydriden, nitriden, en carbonitriden van overgangsmetalen van groep IVB en VB; het persen van een persprodukt onder toepassing van genoemde poeders; het sinteren 30 van het persprodukt bij een temperatuur boven de smelttemperatuur van genoemd bindmiddel.

47. Werkwijze volgens conclusie 45 of 46, verder omvattende de trap van het verwijderen van de bindmiddel verrijkte laag in geselecteerde gebieden van het omtreksoppervlak.

48. Werkwijze volgens conclusie 45 of 46, verder omvattende de trap van het afzetten op het omtreksoppervlak van een hechtende, harde, slijtvaste bekleding met een of meerdere lagen waarin het materiaal 8201161 * * i *» * 3^ dat elk van genoemde lagen omvat gekozen wordt uit de groep bestaande uit carbiden, nitriden, boriden en carbonitriden van titaan, zirkoon, hafnium, niobium, tantaal en vanadium, en het oxyde en het oxynitride van aluminium. 5 k9· Werkwijze volgens conclusie k6, waarin genoemde poeders verder een tweede carbidepoeder omvatten, -dat gekozen is uit de groep bestaande uit de carbiden van groep ÏVB en VB metalen en hun vaste oplossingen. 50* Werkwijze volgens conclusie ^5, waarin het verdichte 10 persprodukt verder een in hoofdzaak uniforme verdeling omvat van een tweede carbidepoeder, gekozen uit. de groep bestaande uit de carbiden van groep IVB en VB metalen en hun vaste oplossingen; en verder omvattende de trap van het diffunderen van het tweede carbide in een richting weg van het omtreksoppervlak. 15 51· Werkwijze volgens conclusie b6i verder omvattende de trap van het tenminste gedeeltelijk vervluchtigen van een element, gekozen uit de groep bestaande uit waterstof en stikstof gedurende de sintertrap.

52. Werkwijze volgens conclusie kj, verder omvattende de toe-20 voeging van vrij koolstof zoals gedurende het malen en mengen in een hoeveelheid die voldoende is om een wolfraamarm kobaltbindmiddel in het gesinterde persprodukt te verschaffen.

53. Gecementeerd carbidelichaam, omvattende een eerste carbide; metallische bindmiddellegering; een laag van gedeeltelijke bind- 25 middelverarming beneden en gescheiden van een omtreksoppervlak van het lichaam. 5^· Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 53, waarin het eerste carbide wolfraamcarbide omvat; het metallische bindmiddel kobalt omvat; en het lichaam verder een laag omvat van gedeeltelijke kobalt-30 verarming beneden genoemde verrijkingslaag.

55· Gecementeerd carbidelichaam, omvattende een eerste carbi de; een metallische bindmiddellegering; een vaste oplossing van het eerste carbide met een tweede carbide; een eerste laag van vaste oplossing-verrijking beneden en gescheiden van een omtreksoppervlak van het lichaam. 35 56· Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 55, waarin het eerste carbide wolfraamcarbide omvat; het metallische bindmiddel ko- 8201161 1 ~ ** 35 balt cmvat; bet tweede carbide in vaste oplossing gekozen is uit de. . groep, bestaaide uit de carbiden van elementen van groep I7B en VB; en bet lichaam verder omvat een laag die tenminste gedeeltelijk verarmd is aan genoemde vaste oplossing tussen bet omtreksoppervlak en genoemde 5 eerste laag. 5T- Gecementeerd carbidelichaam, omvattende wolfraamcarbide; kobalt; een vaste oplossing van wolfraamcarbide met een tweede carbide, gekozen uit de groep bestaande uit de carbiden van elementen van groep IVB en VB; een eerste in kobalt verrijkte laag die tenminste gedeeltelijk TO aan genoemde vaste oplossing is verarmd; welke laag nabij een omtreksoppervlak van bet lichaam ligt; een tweede laag die gedeeltelijk aan kobalt verarmd is en verrijkt is aan genoemde vaste oplossing; welke tweede laag beneden genoemde eerste laag ligt.

58. Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 53 - 51» 15 verder omvattende een harde, dichte, vuurvaste bekleding, die aan het omtreksoppervlak van het lichaam is gebonden; en welke bekleding een of meerdere lagen heeft.

59· Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 58, waarin de bekleding een laag van titaancarbide omvat.

60. Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 58, waarin de bekleding een laag van titaancarbonitride omvat.

61. Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 58, waarin de bekleding een laag van titaamnitride omvat.

62. Gecementeerd carbidelichaam volgens conclusie 58, waarin 25 de bekleding een laag van aluminiumoxyde omvat. 8201161