NL8302488A - Werkwijze ter vervaardiging van een slijplichaam, alsmede snijgereedschap voorzien van een volgens deze werkwijze vervaardigd inzetstuk. - Google Patents

Werkwijze ter vervaardiging van een slijplichaam, alsmede snijgereedschap voorzien van een volgens deze werkwijze vervaardigd inzetstuk. Download PDF

Info

Publication number
NL8302488A
NL8302488A NL8302488A NL8302488A NL8302488A NL 8302488 A NL8302488 A NL 8302488A NL 8302488 A NL8302488 A NL 8302488A NL 8302488 A NL8302488 A NL 8302488A NL 8302488 A NL8302488 A NL 8302488A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
carbide
kubn
boron nitride
cubic boron
cobalt
Prior art date
Application number
NL8302488A
Other languages
English (en)
Other versions
NL180445B (nl
NL180445C (nl
Original Assignee
Gen Electric
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gen Electric filed Critical Gen Electric
Publication of NL8302488A publication Critical patent/NL8302488A/nl
Publication of NL180445B publication Critical patent/NL180445B/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL180445C publication Critical patent/NL180445C/nl

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B27/00—Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14—Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/148—Composition of the cutting inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/28—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass cutting tools
    • B23P15/30—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass cutting tools lathes or like tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/04—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
    • B24D3/06—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic metallic or mixture of metals with ceramic materials, e.g. hard metals, "cermets", cements
    • B24D3/08—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic metallic or mixture of metals with ceramic materials, e.g. hard metals, "cermets", cements for close-grained structure, e.g. using metal with low melting point
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/583—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on boron nitride
    • C04B35/5831—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on boron nitride based on cubic boron nitrides or Wurtzitic boron nitrides, including crystal structure transformation of powder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • C04B35/645—Pressure sintering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time

Landscapes

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

Description

t < S 2348-1230 Ned.
Korte aanduiding: Werkwijze ter vervaardiging van een slijplichaam, alsmede snijgereedschap voorzien van een volgens deze werkwijze vervaardigd inzetstuk.
Afsplitsing van octrooiaanvrage 7208868.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze ter vervaardiging van een slijplichaam door in een omhulling van beschermend metaal kubische boriumnitridekristallen en carbidemateriaal aan te brengen en de omhulling en zijn inhoud gedurende tenminste 3 minuten op een temperatuur van 1300°-5 1500 °C te verhitten en er een druk op toe te passen van meer dan 40 kilobar.
Een dergelijke werkwijze is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 3.136.615. Volgens dit octrooischrift worden kristallen van diamante en/of kubisch boriumnitride ingebed in een matrix van boriumcarbide. Het borium-carbide wordt hierbij gekozen, omdat het zelf een hard materiaal met goede 10 slijpeigenschappen is. Het inbedden geschiedt door een innig mengsel van het boriumcarbide met het boriumnitride (of diamant) te bereiden en dit mengsel aan de genoemde omstandigheden van hoge temperatuur en druk bloot te stellen. Hierbij bedraagt de hoeveelheid boriumcarbide bij voorkeur 25% van het mengsel, zodat het kubisch boriumnitride het hoofdbestanddeel 15 uitmaakt. Voor het gebruik dient het verkregen materiaal nog door bijvoorbeeld solderen of met een mechanische verbinding aan een gereedschapshouder bevestigd te worden. Een goede verbinding valt in de praktijk echter niet of nauwelijks te realiseren en in de praktijk heeft de werkwijze volgens dit Amerikaans octrooischrift dan ook geen ingang gevonden.
20 De uitvinding verschaft nu een werkwijze, waarbij men een slijplichaam van boriumnitridekristallen op een carbide als drager verkrijgt, zodat het geheel gemakkelijk aan een gereedschapshouder te bevestigen is.
Hiertoe verschaft de uitvinding een werkwijze van de bovenbeschreven soort, die tot kenmerk heeft, dat men een samengesteld lichaam van afzon-25 derlijke massa's vormt door als carbide een sinterbaar carbidepoeder, dat kobalt, nikkel en/of ijzer als bindingsmateriaal bevat, of een met behulp van kobalt, nikkel en/of ijzer gebonden carbidelichaaif^iezen, kubische boriumnitridekristallen met een grootste afmeting van meer dan 80 jim te gebruiken en het carbide en de kubische boriumnitridekristallen in twee af-30 zonderlijke, aangrenzende massa's aan te brengen zonder toevoeging van een aluminiumlegering of de komponenten daarvan.
Opgemerkt wordt, dat volgens de uitvoeringsvorm, waartoe octrooiaanvrage 7208868 inmiddels beperkt is, tevens een legering van aluminium en tenminste één van de metalen nikkel, kobalt, mangaan, ijzer, vanadium en chroom 35 of wel aluminiuumetaal en één of meer van de bovengenoemde legeringsmetalen in de omhulling wordt opgenomen, waarbij dan de kristalgrootte van het 8302488 r i - 2 - *· * kubische boriumnitride niet aan een benedengrens gebonden is.
Het gebruikte aaneengekitte carbidelichaam of sinterbaar carbide-poeder bevat bij voorkeur wolframcarbide en kobalt. Verder verdient het de voorkeur de kubische boriumnitridekristallen in een laag met een dikte 5 van ca. 1,5 mm of minder aan te brengen over ten minste êén oppervlak van de massa van het carbidepoeder, respectievelijk het gesinterde carbidelichaam.
De uitvinding verschaft ook een snijgereedschap voorzien van een inzetstuk verkregen volgens de bovengenoemde werkwijze.
10 Opgemerkt wordt nog, dat de bereiding van kubisch boriumnitride (ÏCüfeN) beschreven is in het Amerikaanse octrooischrift 2.947.617.
Desgewenst kan men ook diamantkristallen samen met de ïsBSN-kristallen gebruiken.
Het is gebleken, dat in de samengestelde lichamen van de uitvinding 15 de KuBN-laag praktisch vrij van holten is.
De uitvinding wordt hieronder nader toegelicht, mede aan de hand van de tekening.
Figuut’ 1 .toont een voorbeeld van een bij hoge druk en hoge temperatuur werkende inrichting, die bij de werkwijze volgens de uitvinding toegepast 20 kan worden.
Figuur 2 toont in doorsnede een uitvoeringsvorm van een charge-samen-stel, dat bij het uitvoeren van de uitvinding toegepast kan worden in de inrichting van figuur 1.
Figuur 3 is een 3-diraensionaal aanzicht, dat een inzetstuk voor een 25 gefeedschapswerktuig van KuBN-samenstel toont.
Figuur 4 is een doorsnede door het inzetstuk van figuur 3 langs de lijn XX of dë lijn YY.
Figuur 5 is een doorsnede, die een gekombineerde voerings-charge-samenstel toont ter vervaardiging van de strukfcuur van figuur 3.
30 Een voorkeursvorm van een bij hoge druk en temperatuur werkende in richting, die bij de onderhavige werkwijze gebruikt kan worden, is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 2.941.248 en wordt kort toegelicht bij figuur 1. De inrichting 10 bevat een stel gekitte wolframcarbidestempels 11 en 11' en een daartussen gelegen wand- of matrijsorgaan 12 van hetzelfde 35 materiaal. Het orgaan 12 bezit een opening 13, waarin zich een reaktievat 14 bevindt. Tussen het stempel 11 en de matrijs 12 en tussen het stempel 11' en de matrijs 12 zijn af dicht- en isoleerorganen 15 en 15' aangébracht, die elk een stel thermisch isolerende en elektrisch niet-geleidende pyro-fyllietorganen 16 en 17 en een daartussen gelegen metalen afdichting 18 40 bevatten.
8302488 * ( r f - 3 -
Het reaktievat 14 bevat bij voorkeur een holle zoutcilinder 19. De cilinder 19 kan ook van ander materiaal zijn, bijvoorbeeld talk, dat (a) tijdens de onder hoge druk en temperatuur uitgevoerde werkwijze niet wordt omgezet in een sterkere en stijvere toestand (zoals door fase-omzetting en/ 5 of verdichting) en (b) praktisch vrij is van discontinuïteiten in het volume, die optreden bij toepassing van hoge temperaturen en drukken, wat bijvoorbeeld wel het geval is met pyrofylliet en poreus aluminiumoxide. Materialen, die aan deze kriteria voldoen, zijn vermeld in het Amerikaanse 3.030.662, kolom 1, regel 59 tot en met kolom 2, regel 2.
10 Concentrisch in en grenzend aan cilinder 19 bevindt zich in een elek trische weerstandsverhittingsbuis 20 van grafiet. Hierin bevindt zich op zijn beurt concentrisch de cilindrische zoutvoering 21. De einden van de voering 21 zijn voorzien van zoutproppen 22 en 22', die zich resp. aan de boven- en onderzijde bevinden. Zoals hieronder nader beschreven, kan de 15 voering 21 een cilindrische holle kern bezitten om één groot charge-samen-step op te nemen, dat sub-samenstellen bevat, of de voering kan bestaan uit een reeks vormsamenstellen, die in een stapel gerangschikt zijn, zodat een aantal samengestelde inzetstukken voor gereedschappen, als bijvoorbeeld weergegeven in figuur 2, vervaardigd kunnen worden.
20 Aan de einden van de cilinder 19 bevinden zich elektrische geleidende metalen eindschijven 23 en 23' voor de elektrische aansluiting van de ver-hittingsbuis 20. Aangrenzend aan iedere schijf 23 en 23' bevindt zich een eindkapsamenstel 24 resp. 24', die elk een stop of schijf 25 van pyrofylliet bevatten, omgeven door een elektrisch geleidende ring 26.
25 Methoden voor het gelijktijdig toepassen van hoge drukken en hoge temperaturen in deze inrichting zijn op zichzelf bekend. Uiteraard kan men ook andere uitvoeringsvormen van een dergelijke inrichting toepassen.
Figuur 2 toont een rangschikking voor de vervaardiging van een aantal schijf- of pilvormige samenstellen (gesinterd carbidesubstraat met een 30 daarop gevormde laag van gesinterd KuBN) zonder toepassing van een aluminium-legering, maar uitgaande van KuBN-korrels, die een grootste afmeting van meer dan 80 pm bezitten. Hoewel het charge-samenstel 30 (a) van figuur 2 op een andere schaal is weergegeven, past het in ruimte 31 van de inrichting van figuur 1.
35 Het charge-samenstel 30 bestaat uit een cilindrische mantel 32 (a) van zircoon, titaan, tantalium, wolfram of molybdeen. Hierin is een aantal sub-samenstellen aangébracht, die gescheiden zijn door beschermingsschrijven 33(a), vervaardigd uit één van de metalen, die zojuist genoemd zijn voor de vervaardiging van de mantel 32(a), behalve voor zover hieronder is aan- 3302488
> I
- 4 -
V V
gegeven. Ieder sub-samenstel, dat zo aan alle zijden beschermd is, bestaat uit een grote massa 34(b) en een kleine massa 36(a)', Iedere massa 36(a) bestaat grotendeels of geheel uit KuBN-poeder met een grootste afmeting van de deeltjes van meer dan 80 urn.
5 Door een vooraf gesinterde carbideschijf voor massa 34(b) en schone
KuBN-kristallen met een deeltjesgrootte van meer dan ca. 125 vim voor massa 36 (a) te gebruiken zonder verdere toevoegsels kan één enkel slijplichaam gevormd worden, zoals hieronder beschreven in voorbeeld I,
Om de voordelen van mechanisch instabiele opbouw van het charge-10 samenstel te behouden worden de schijnven 37(a) vervaardigd van hetzelfde materiaal als cilinder 19, bijvoorbeeld NaCl of hexagonaal BN, teneinde tijdens het proces een kleiner volume in ieder sub-samenstel te gaan innemen .
In plaats van de vooraf gesinterde carbidemassa 34(b) kan men sinter-15 baar carbidepoeder toepassen, in welk geval het sinteren van het carbide-poeder in situ plaatsheeft.
Bij de vervaardiging van inzetstukken kan men drukken van ca. 45-60 kb en temperaturen van 1300° tot 1600°C toepassen, waarbij men uiteraard kombinaties van druk en temperatuur moet kiezen, die thermodinamische 20 stabiliteit van het KuBN verzekeren.
Het verkregen samenstel kan op zijn beurt volgens gebruikelijke methoden aan een dragerblok van gesinterd carbide gehecht worden, bijvoorbeeld met behulp van soldeermiddelen.
Bij toepassing van de uitvoeringsvorm met sinterbaar carbidepoeder 25 gebruikt men bij voorkeur gehalten aan KuBN-kristal van ca. 70-94 vol.%. Met dit hoge gehalte aan KuBN treedtt een direkt kontakt tussen de KuBN-kristallen op onder de toegepaste hoge drukken. Als gevolg hiervan worden de korrels fijn gemaakt en raakt een groot deel van de oorspronkelijke lege ruimte gevuld met de brokstukken van de korrels. Binnendringend 30 carbidepoeder verhindert blijkbaar een direkte hechting tussen KuBN-korrels, maar de KuBN-carbidehechting verschaft een taai en sterk slijplichaam.
Men kan echter ook gehalten aan KuBN-korrels van minder dan 70 vol.% toepassen.
De sintertijden kunnen uiteenlopen van ca. 10-60 minuten.
35 Een struktuur van samenstel en dragerblok kan ook in situ vervaardigd worden door een mengsel van KuBN-korrels en carbidepoeder aan te brengen op het oppervlak van een gesinterde carbideschijf of door in kombinatie een laag van sinterbaar carbidepoeder en gelijktijdig een laag van een mengsel van KuBN-korrels en carbidepoeder toe te passen. Bij al deze 8302488 I i
' -W
- 5 - verschillende uitvoeringsvormen bevindt de reaktiemassa zich bij voorkeur in een mantel van zircoon.
Het bij voorkeur toegepaste vormpoeder van kobalt bevattend wolfram-carbide is in de handel verkrijgbaar in deeltjesgrootten van 1-5 jim.
5 Het wolframcarbide kan desgewenst geheel of gedeeltelijk vervangen worden door titaan- en/of tantaliumcarbide. Behalve kobalt komen ook nikkel en ijzer in aanmerking als materiaal voor het verschaffen van de metaal-binding in het aaneengekitte carbide, terwijl ook mengsels gébruikt kunnen worden. Kobalt verdient echter de voorkeur. De samenstelling van carbide- 10 vormpoeders, die gebruikt kunnen worden, kunnen bijvoorbeeld zo zijn dat zij 75-97% carbide en 3-25% metaal bevatten. Voorbeelden van geschikte carbidepoeders zijn Carboloy kwaliteit 883 (6% CO, 94% WC) en kwaliteit 905 (3% CO, 93% WC, 85% TAC, 0,15% TIC).
VOORBEELD I
15 Praktisch zuivere KuBN-korrels met een deeltjesgrootte van 149 werden in een massa verdeeld over een zijde van een harde gesinterde carbideschijf, die vervaardigd was uit carbidepoeder van het materiaal Carboloy, kwaliteit. 883. De kombinatie werd in een dunne mantel van zirconium opgesloten om zuurstof uit te sluiten en te verwijderen. Dit ge- 20 heel werd op zijn beurt omgeven door NaCl-elementen (om het volume 31 te vullen) in een hogedrukinrichting. Nadat het geheel circa een uur onder hoge druk en op hoge temperatuur was gehouden (55 - 60 kb en 1500°C) werd een samengesteld slijplichaam verkregen. Het deel van kubisch boriumnitride bleek praktisch vrij te zijn van holyen en er bleek een uitmuntende 25 hechting te bestaan tussen het gesinterde carbide en het daaraan grenzende KuBN.
Het samenstel van voorbeeld I werd onderzocht en het bleek, dat het praktisch uitschakelen van holten in de KuBN-massa (99 vol.% KuBN) bereikt was door verschillende mechanismen: 30 a) Het binnendringen van zircoonmateriaal (uit de mantel) tot een geringe diepte, bijvoorbeeld 0,2 mm; b) fijnmaken van KuBN-korrels (die daarna verdicht kunnen worden); c) het binnendringen van carbidemateriaal tussen KuBN-korrels tijdens de behandeling bij hoge temperatuur (toen het carbidemateriaal zich in 35 plastische toestand bevond) en d) een direkte hechting tussen KuBN-korrels.
De KuBN-korrels bezaten grote kontaktgebieden met elkaar en bleken gedeeltelijk plastisch vervormd te zijn om zich aan elkaar aan te passen.
8302488
* I
- 6 -
VOORBEELD II
Een mengsel van 94 vol.% KuBN-korrels en 6 vol.% carbidepoeder Carboloy kwaliteit 883 (6% Co, 94% WC) werd in een dunne mantel van zircoon gebracht (om zuurstof uit te sluiten en te verwijderen). Dit samen-5 stel werd in een onder hoge druk en hoge temperatuur werkende inrichting gebracht, als beschreven in voorbeeld I. Het mengsel werd gedurende circa 60 minuten onderworpen aan een druk van circa 55 kb en een temperatuur van 1500°C. Bij microscopisch onderzoek van gepolijste oppervlakken van het verkregen samenstel bleek, dat het gesinterde carbide zich in de 10 kleinste holten tussen de KuBN-korrels had bewogen. Hoewel een direkte binding tussen de KuBN-korrels niet in sterke mate optrad in dit soort samenstel, was de hechting tussen KuBN en metaal (carbide) uitmuntend. Een gebroken oppervlak van het samenstel vertoonde zeer weinig plaatsen, waar een KuBN-korrel uit het systeem was getrokken. In plaats daarvan was de 15 KuBN-korrel gebroken. Onder een 300-voudige vergroting werd geen reaktie-laag waargenomen naast de KuBN-korrels.
De volgens de uitvinding vervaardigde samenstelling braken: soms bij ongeluk tijdens het wegnemen van de druk op het reaktievat. Dit type breuk heeft plaats in een richting, die in het algemeen loodrecht staat 20 op de verticale as van het charge-samenstel. In het geval van de vervaardiging van. het. sub-samenstellen volgens figuur 2, ligt het grensvlak tussen het KuBN en het gesinterde carbide in deze zelfde richting. De goede kwaliteit van de hechting aan dit grensvlak blijkt hieruit, dat de breuk meestal optrad in de KuBN-laag. Slechts zelden trad breuk op aan het 25 grensvlak en in die gevallen was het drukoppervlak onregelmatig en liep zowel door het KuBN en door het gesinterde carbide als over het grensvlak.
Bij· microscopisch onderzoek (vergroting 300 maal) van de gepolijste randen van samenstellen, die tot inzetstukken voor gereedschappen gevormd waren, bleken de oorzaken voor deze bijzondere sterke grensvlakbinding.
30 Bij een goede binding blijken de KuBN-korrels aan het grensvlak zich in direkt kontakt te bevinden met het gesinterde carbide of een dunne reaktielaag te vertonen tussen de KuBN-korrels en het gesinterde carbide. Iedere reaktielaag is minder dan 10 urn dik, wat erop wijst, dat in ieder geval een minimale verbreking van aantasting van gesinterde carbidestruktuur 35 optreedt. Het grensvlak is vrij van holten en is onregelmatig op een schaal van 1-100 um door wederzijdse doordringing van KuBN en gesinterd carbide. Dit soort ineengrijpend grensvlak kan nooit bereikt worden door solderen van een vooraf gevormd verdicht KuBN aan een schijf van gesinterde carbiden.
8302488 * * - 7 -
Volgens een verdere uitvoeringsvorm past men in plaats van het kubische boriumnitride mengsels daarvan met diamant toe. Bij deze uitvoeringsvorm kan men dezelfde inrichting gebruiken, echter dienen wegens het diamant-gehalte de schijven 33(a) van zircoon of titaan te zijn. De volumever-5 houding tussen KuBN en diamant in de slijpkorrels kan uiteenlopen van 1:99 tot 99:1. De drukken, temperaturen en sintertijden zijn vergelijkbaar met die van de bovenbeschreven uitvoeringsvorm, echter met dit verschil, dat de thermodynamische stabiliteit van het aanwezige diamant iets hogere drukken en/of lagere temperaturen vereist.
10 VOORBEELD III
Een eenheid, die vergelijkbaar was aan één sub-samenstel van figuur 2 werd vervaardigd in een houder van zircoon met een diameter van 6,35 mm. De charge hiervoor bestond uit een schijf van gesinterd carbode Carboloy, kwaliteit 883 met een dikte van 3,07 mm en in kontakt daarmee 15 een mengsel van 0,046 g KuBN-korrels (125-149 jm), 0,046 g diamantkorrels (125-149 jam).en 0,020 g Carboloy-poeder, kwaliteit 883. Het geheel werd gedurende 60 minuten gelijktijdig aan een druk van 55 kb en een temperatuur van 1500°C onderworpen. Het verkregen samenstel werd tot een snijgereedschap geslepen en onderzocht door op een draaibank superlegering René 41 20 te snijden. Het gereedschap sneed de superlegering, maar het diamantge- deelte van het verdichte slijpmateriaal sleet te snel weg. Bij microsopisch onderzoek werd vastgesteld, dat een goede diamant-diamanthechting had plaatsgehad en dat er een goede hechting van het diamant en de KuBN-korrels aan de carbidedrager bestond. Er werd hier en daar KuBN-KuBN-hechting waar-25 genomen, maar geen diamant-KuBN-hechting.
Bij de samengestelde gereedschap-inzetstukken van figuur 3 en bij de vervaardiging van deze niet-cilindrische vorm is een gewijzigde constructie van de zoutvoering 21 en de stoppen 22 en 22' nodig. Zo kan de in de verhittingsbuis 20 passende struktuur gevormd worden als een reeks 30 cilindrische blokken, die op elkaar gestapeld zijn en samenwerking onder verschaffing van vormen, die gevuld kunnen worden met de benodigde bestanddelen. Zo is bijvoorbeeld in het zoutblok 21(c) van figuur 5 een uitsparing 72(a) gevormd, die de vorm van het gewenste inzetstuk weergeeft, rekeninghoudende met de dikte van de beschermende metaalmantel 73(a), 35 waarmee de uitsparing 72(a) gevoerd is en die bijvoorbeeld van zircoon is.
In het als deksel dienende zoutblok 21 (d) zijn uitsparingen aangebracht om de dekplaat 74(a) te bevatten, die de omhulling van beschermend metaal voltooit en bij voorkeur ook een steunblok van gesinterd carbide SC om doorboring van de beschermende metaallaag 74(a) tot een minimum terug te 8302488 > < - 8 - brengen. Men kan een aantal samenwerkende stellen zoutblokken, zoals 21(c), 21(d) toepassen om het volume 31 te vullen.
In de constructie 40 (a) van figuur 3 voor het inzetstuk voor het gereedschap zijn de beide vlakken 41(a) en 42(a) van het aaneengekitte samen-5 stel 43(a) van carbide en slijpkorrels hellend uitgevoerd (figuur 10) on het aanbrengen van de snijranden van KuBN van het geheel op het werkstuk te vergemakkelijken.
Desgewenst kan het grooste deel van het gereedschapslichaam 40(a) bestaan uit gesinterde carbide (vooraf gevormd of in situ bereid), waar-10 bij slechts het deel grenzend aan het punt 44(a) vervaardigd is van het aaneengekitte samenstel van carbide en slijpkorrels.
De laag van KuBN-korrels is hier beperkt tot een maximum dikte van ca. 1,0 mm en een minimum dikte van ca. 0,1 mm, hoewel de mogelijkheid bestaat der gelijke lagen ook in dikten van zelfs ca. 2 mm te vervaardigen. 15 Na voltooiing van de bij hoge temperatuur en hoge druk uitgevoerde behandeling wordt eerst de temperatuur en daarna de druk verlaagd. Bij het verwijderen van de massa's bestemd voor inzetstukken voor werktuigen blijft de beschermende metaalmantel sterk aan de buitenoppervlakken daarvan gehecht. Het vrijmaken van de gewenste oppervlakken van het samengestelde 20 inzetstuk voor een gereedschap wordt bereikt door de beschermende mantel eenvoudig weg te slijpen.
Ook werd vastgesteld, dat het systeem verenigbaar is met kleine hoeveelheden toegevoegde materialen, zoals wolfram en beryllium.
VOORBEELD IV
25 Er werden twee sub-samenstellen aangebracht in (het bovenste en onderste deel van) volume 31 van een inrichting voor het behandelen bij hoge druk en hoge temperatuur. Ieder sub-samenstel was opgesloten in een kom van zircoon met, een diameter van 6,35 mm en bestond uit een prop van 1,27 mm dik gesinterd carbide Carboloy van de kwaliteit 883 en een massa 30 van 0,065 g KuBN-korrels met deeltjesgrootten 125 - 149 ^im. Alleen de
KuBN-korrels in het onderste sub-samenstel waren bedekt met een dunne laag tantaalmetaal, dat daar door spatten op was aangebracht. De sub-samenstellen werden gedurende 60 minuten gelijktijdig onderworpen aan een druk van 55 kb en een temperatuur van 1510°C. Daarna werden zij uit één richting ver-35 wijderd, geslepen en onder de microscoop onderzocht.
Het bovenste sub-samenstel vertoonde een intensieve direkte binding tussen KuBN-korrels wat tot een sterk slijplichaam leidde. Ook bestond er een uitmuntende hechting van KuBN-korrels aan het gesinterde carbide.
Er werd waargenomen, dat her onderste sub-samenstel (met tantaal bekleed 8302488 - 9 - ·*
KuBN) vele gebieden bezat, waarin KuBN-korrels samen gesinterd waren. Andere KuBN-kristallen waren aan de Tamatrix gehecht. Er bleek een goede hechting te bestaan van het KuBN-Ta-systeem aan het gesinterde carbide.
8302488

Claims (5)

1. Werkwijze ter vervaardiging van een slijplichaam door in een omhulling van beschermend metaal kubische : boriumnitridekristallen en carbidemateriaal aan te brengen en de omhulling en zijn inhoud gedurende 5 tenminste 3 minuten op een temperatuur van 1300-1500 °C te verhitten en er een druk op toe te passen van meer dan 40 kb, met het kenmerk, dat men een samengesteld lichaam van afzonderlijke massa's vormt door als carbide een sinterbaar carbidepoeder, dat kobalt, nikkel en/of ijzer als bindingsmateriaal bevat, of een met behulp van kobalt, nikkel en/of t© 10 ijzer gebonden carbidelichaam kiezen, kubische boriumnitridekristallen met een grootste afmeting van meer dan 80 urn te gebruiken en het carbide en de kubische boriumnitridekristallen in twee afzonderlijke, aangrenzende massa's aan te brengen zonder toevoeging van een aluminium legering of komponenten daarvan.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het aaneen- gekitte carbidelichaam of het sinterbare carbidepoeder wolframcarbide en kobalt bevat.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men de kubische boriumnitridekristallen in een laag met een dikte van ca. 1,5 mm 20 of minder aanbrengt over tenminste één vlak van de massa van het carbidepoeder of het gesinterde carbidelichaam.
4. Modificatie van de werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat men een deel van het kubische boriumnitride vervangt door diamant.
5. Gereedschap voorzien van een inzetstuk, vervaardigd volgens de werkwijze van conclusies 1-4. 8302488
NLAANVRAGE8302488,A 1971-07-01 1983-07-12 Werkwijze ter vervaardiging van een slijplichaam, alsmede snijgereedschap voorzien van een volgens deze werkwijze vervaardigd inzetstuk. NL180445C (nl)

Applications Claiming Priority (4)

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

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NL8302488A true NL8302488A (nl) 1983-11-01
NL180445B NL180445B (nl) 1986-09-16
NL180445C NL180445C (nl) 1987-02-16

Family

ID=26855307

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NLAANVRAGE7208868,A NL174715C (nl) 1971-07-01 1972-06-27 Werkwijze ter vervaardiging van een slijplichaam, alsmede snijgereedschap voorzien van een volgens deze werkwijze vervaardigd inzetstuk.
NLAANVRAGE8302488,A NL180445C (nl) 1971-07-01 1983-07-12 Werkwijze ter vervaardiging van een slijplichaam, alsmede snijgereedschap voorzien van een volgens deze werkwijze vervaardigd inzetstuk.

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NLAANVRAGE7208868,A NL174715C (nl) 1971-07-01 1972-06-27 Werkwijze ter vervaardiging van een slijplichaam, alsmede snijgereedschap voorzien van een volgens deze werkwijze vervaardigd inzetstuk.

Country Status (10)

Country Link
JP (2) JPS5243846B1 (nl)
AT (1) AT336432B (nl)
BE (1) BE785771A (nl)
CH (1) CH579437A5 (nl)
DE (2) DE2232227C2 (nl)
DK (1) DK155659C (nl)
FR (1) FR2144426A5 (nl)
IT (1) IT956916B (nl)
NL (2) NL174715C (nl)
SE (2) SE415882B (nl)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3831428A (en) * 1973-03-26 1974-08-27 Gen Electric Composite wire drawing die
DE2353324A1 (de) * 1972-11-01 1974-05-09 Gen Electric Verfahren zur herstellung einer schicht aus kubischem bornitrid, die direkt mit einer tragmasse mit hohem elastizitaetsmodul verbunden ist
AU512633B2 (en) * 1976-12-21 1980-10-23 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Sintered tool
ZA771270B (en) * 1977-03-03 1978-07-26 De Beers Ind Diamond Abrasive bodies
SE431639B (sv) * 1977-06-08 1984-02-20 Vnii Abrazivov I Le T I Im Len Ytterst hart kompositmaterial innehallande kubisk bornitrid och ett bindemedel
DE2726939C2 (de) * 1977-06-15 1982-07-22 Institut fiziki vysokich davlenij Akademii Nauk SSSR, Akademgorodok, Moskovskaya oblast' Verbundkörper und Verfahren zur Herstellung desselben
JPS5823353B2 (ja) * 1978-05-17 1983-05-14 住友電気工業株式会社 切削工具用焼結体とその製造法
GB2048956B (en) * 1979-03-29 1983-02-16 Sumitomo Electric Industries Sintered compact for a machining tool
JPS6082841U (ja) * 1983-11-14 1985-06-08 スタンレー電気株式会社 トランジスタ・オン電圧上昇防止回路
JPS6131660A (ja) * 1984-07-20 1986-02-14 Fuji Electric Co Ltd 外燃機関の始動装置
FR2592821B1 (fr) * 1986-01-16 1989-02-03 Inst Sverkhtverdykh Mat Dispositif de compression a chaud d'un materiau composite contenant des diamants ou du nitrure de bore cubique
JPS61201751A (ja) * 1985-03-04 1986-09-06 Nippon Oil & Fats Co Ltd 高硬度焼結体およびその製造方法
US4705124A (en) * 1986-08-22 1987-11-10 Minnesota Mining And Manufacturing Company Cutting element with wear resistant crown
FR2605676B1 (fr) * 1986-10-24 1993-06-18 Combustibles Nucleaires Ste In Outil a abrasifs ultradurs pour tete de creusement et procede de fabrication d'un tel outil
AT388523B (de) * 1987-03-16 1989-07-25 Miba Sintermetall Ag Verfahren zum herstellen eines sinterkoerpers mit wenigstens einer molybdaenhaltigen verschleissschicht
DE3868451D1 (de) * 1987-07-29 1992-03-26 Sumitomo Electric Industries Verfahren zur verbindung eines sinterkoerpers aus kubischem bornitrid.
FR2638461A1 (fr) * 1988-11-03 1990-05-04 Combustible Nucleaire Produit composite abrasif comportant une partie active de materiau ultra-dur et procede de fabrication d'un tel produit
US4985050A (en) * 1989-08-15 1991-01-15 General Electric Company Supported thermally stable cubic boron nitride tool blanks and method for making the same
KR950000166B1 (ko) * 1990-01-10 1995-01-11 니흥유지 가부시끼가이샤 절삭공구 조립체
US5326380A (en) * 1992-10-26 1994-07-05 Smith International, Inc. Synthesis of polycrystalline cubic boron nitride
JPH06190731A (ja) * 1992-11-05 1994-07-12 General Electric Co <Ge> 高トルクの締着具を備えた研磨工具用インサート
CA2155164C (en) 1994-08-01 2001-07-10 Satoru Kukino Super hard composite material for tools
EP0701982B1 (en) 1994-09-16 2002-07-03 Sumitomo Electric Industries, Limited Layered film made of ultrafine particles and a hard composite material for tools possessing the film
JP3866305B2 (ja) 1994-10-27 2007-01-10 住友電工ハードメタル株式会社 工具用複合高硬度材料
KR100748909B1 (ko) 2004-01-08 2007-08-13 스미또모 덴꼬오 하드메탈 가부시끼가이샤 입방정형 질화 붕소 소결체
US7902098B2 (en) 2004-10-28 2011-03-08 Kyocera Corporation Cubic boron nitride sintered material and cutting tool using the same
JP2017014084A (ja) 2015-07-03 2017-01-19 昭和電工株式会社 立方晶窒化硼素焼結体、立方晶窒化硼素焼結体の製造方法、工具、および切削工具
JP7269967B2 (ja) * 2018-06-28 2023-05-09 ダイヤモンド イノヴェーションズ インコーポレイテッド Ｐｃｂｎ焼結コンパクト

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE661132C (de) * 1931-04-19 1938-06-11 Fried Krupp Akt Ges Verfahren zur Herstellung von Werkzeugen
US2888355A (en) * 1955-01-03 1959-05-26 Carborundum Co Boron nitride-metal carbide bodies and the manufacture thereof
US2941248A (en) * 1958-01-06 1960-06-21 Gen Electric High temperature high pressure apparatus
US2947617A (en) * 1958-01-06 1960-08-02 Gen Electric Abrasive material and preparation thereof
DE1169833B (de) * 1960-10-03 1964-05-06 Gen Electric Verfahren zur Herstellung eines Schleif- oder Schneidkoerpers
US3136615A (en) * 1960-10-03 1964-06-09 Gen Electric Compact of abrasive crystalline material with boron carbide bonding medium
US3279049A (en) * 1963-12-05 1966-10-18 Chromalloy Corp Method for bonding a sintered refractory carbide body to a metalliferous surface
GB1042711A (nl) * 1964-02-10
JPS5243846A (en) * 1975-10-03 1977-04-06 Senichi Masuda Device for electrostatic powder coating

Also Published As

Publication number Publication date
IT956916B (it) 1973-10-10
SE415882B (sv) 1980-11-10
SE454983B (sv) 1988-06-13
NL180445B (nl) 1986-09-16
AT336432B (de) 1977-05-10
NL180445C (nl) 1987-02-16
DK155659C (da) 1989-10-16
NL7208868A (nl) 1973-01-03
JPS5940579B2 (ja) 1984-10-01
SE8001534L (sv) 1980-02-27
BE785771A (fr) 1972-11-03
DE2232227A1 (de) 1973-01-11
DE2232227C2 (de) 1984-07-05
JPS5243846B1 (nl) 1977-11-02
FR2144426A5 (en) 1973-02-09
JPS54119506A (en) 1979-09-17
ATA570972A (de) 1976-08-15
DE2265792C2 (nl) 1987-11-12
CH579437A5 (nl) 1976-09-15
DK155659B (da) 1989-05-01
NL174715C (nl) 1984-08-01
NL174715B (nl) 1984-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8302488A (nl) Werkwijze ter vervaardiging van een slijplichaam, alsmede snijgereedschap voorzien van een volgens deze werkwijze vervaardigd inzetstuk.
US3767371A (en) Cubic boron nitride/sintered carbide abrasive bodies
US3743489A (en) Abrasive bodies of finely-divided cubic boron nitride crystals
USRE32380E (en) Diamond tools for machining
US4260397A (en) Method for preparing diamond compacts containing single crystal diamond
EP0019824B1 (en) Polycrystalline diamond body and method of making same
EP0054846B1 (en) Diamond and cubic boron nitride abrasive compacts using size selective abrasive particle layers and process for making same
US4016736A (en) Lubricant packed wire drawing dies
US3745623A (en) Diamond tools for machining
US4518659A (en) Sweep through process for making polycrystalline compacts
US4108614A (en) Zirconium layer for bonding diamond compact to cemented carbide backing
EP0208414B1 (en) Thermally stable diamond abrasive compact body
JPH01274904A (ja) ダイヤモンドおよび立方晶系窒化ホウ素研摩材成形体
JPS6213306B2 (nl)
EP0253603B1 (en) Composite diamond abrasive compact
JPS6213307B2 (nl)
US4248606A (en) Supported diamond
EP0357379B1 (en) Manufacture of abrasive products
EP0412649B1 (en) Manufacture of an abrasive body having a sandwich structure
EP0094147B1 (en) Improved sweep through process for making polycrystalline compacts
EP0076048B1 (en) Composite of metal-bonded cubic boron nitride and a substrate and process of preparation
DK144415B (da) Fremgangsmaade til fremstilling af et materiale indeholdende kubisk bornitrid
EP0001184B1 (en) Wire drawing die composites
EP0024757B1 (en) Diamond compacts and tools containing them
EP0198653A1 (en) Abrasive products

Legal Events

Date Code Title Description
A1A A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
A85 Still pending on 85-01-01
V4 Discontinued because of reaching the maximum lifetime of a patent