NL8320316A - Uit een enkele laag bestaande, tegen slijtage bestand zijnde bekleding van metaalsnijgereedschappen. - Google Patents

Description

8320346 N.O. 32565 .. i

Uit een enkele laag bestaande, tegen slijtage bestand zijnde bekleding van metaalsnijgereedschappen._ AANVRAAGSTER NOEMT ALS UITVINDERS:

1. Alexei Georgievich GAVRILOV

2. Galina Konstantinovna GALITSKAYA

3. Viktor Petrovich ZHED

4. Andrei Karlovich SINELSCHIKOV

5. Ljudmila Mikhailovna RYBAKOVA

6. Lidia Ivanovna KUXENOVA

7. Igor Andreevich ORDINARTSEV

8. Margarita Nikolaevna BUTOVA

9. Valentin Glebovich PADALKA

10. Vasily Petrovich DORONIN.

Technisch gebied

De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op metaalsni jden en meer in het bijzonder op uit een enkele laag bestaande, tegen slijtage bestand zijnde bekledingen van metaalsnijgereedschap-5 pen.

Stand der techniek Eén van de voornaamste ontwikkelingen in de moderne praktijk van het metaalsnijden is in de richting van verbeteringen in gedragseigen-schappen van tegen slijtage bestand zijnde bekledingen van metaalsnij-10 gereedschappen tengevolge van verbeteringen van hun chemische samenstelling.

Volgens de huidige stand der techniek is een uit één laag bestaande, tegen slijtage bestand zijnde bekleding van metaalsnijgereedschappen bekend (zie Amerikaans octrooischrift 4.169.913), die in hoofdzaak 15 een verbinding van hafnium is met elementen gekozen uit de groep van C, N, 0.

Echter kan de hiervoor vermelde bekleding, tengevolge van een grote hoeveelheid hafnium, praktisch alleen toegepast worden op metaalsni jgereedschappen van gecementeerd carbide.

20 Nog een uit één laag bestaande, tegen slijtage bestand zijnde be kleding van metaalsnijgereedschappen (Amerikaans octrooischrift 4.264.682) is bekend als een vaste oplossing van de verbindingen van twee overgangsmetalen van groep IV (waarvan één hafnium is), met koolstof en/of stikstof.

25 De bekleding bevat titanium als het andere overgangsmetaal van 832 0 3 1 6 2 groep IV, dat deel uitmaakt van de verbindingen met koolstof en/of stikstof.

Echter wordt de hiervoor vermelde bekleding gekenmerkt door een relatief hoog gehalte intrinsieke vrije energie, hetgeen resulteert in 5 wisselwerking van de bekleding met het machinaal te bewerken materiaal en dientengevolge in ongunstig beïnvloede slijtagebestandheid van de bekleding.

Beschrijving van de uitvinding

Het voornaamste doel van de onderhavige uitvinding is het ver-10 schaffen van een uit een enkele laag bestaande, tegen slijtage bestand zijnde bekleding van metaalsnijgereedschappen, die een dergelijk overgangsmetaal van groep IV bevat in de vorm van verbindingen ervan met stikstof en/of koolstof als deel van een vaste oplossing, die eveneens hafnium als verbindingen met stikstof en/of koolstof bevat, die zal 15 bijdragen aan de bestandheid tegen slijtage van de bekleding.

Het hiervoor vermelde doel wordt bereikt tengevolge van het feit, dat in een uit een enkele laag bestaande, tegen slijtage bestand zijnde bekleding van metaalsnijgereedschappen, die feitelijk een vaste oplossing is van verbindingen van twee overgangsmetalen van groep IV (waar-20 van één hafnium is) met koolstof en/of stikstof, volgens de uitvinding deze uit een enkele laag bestaande, tegen slijtage bestand zijnde bekleding zirkonium als het andere overgangsmetaal van groep IV in de vorm van verbindingen ervan met koolstof en/of stikstof bevat.

De onderhavige uitvinding is behulpzaam bij het verminderen van 25 het niveau van intrinsieke vrije energie van de bekleding, waardoor de bestandheid tegen slijtage ervan vergroot wordt.

Beste wijze om de uitvinding uit te voeren

De uit een enkele laag bestaande, tegen slijtage bestand zijnde bekleding kan op de volgende wijze op metaalsnijgereedschappen worden 30 aangebracht.

Een metaalsnijgereedschap vervaardigd uit elk van de tot dusverre gebruikte basislegeringen voor gereedschap wordt onder een verminderde druk gebracht, waarin hafnium en zirkonium worden verdampt en geïoniseerd. Vervolgens wordt het basismetaal van het gereedschap voorverhit 35 en wordt het werkoppervlak ervan gereinigd door bombarderen met zirkonium- en hafniumionen. Vervolgens wordt koolstof en/of stikstof toegevoegd en tot reactie met hafnium en zirkonium gebracht, hetgeen resulteert in de vorming van een vaste oplossing van de verbindingen ervan, welke oplossing een uit een enkele laag bestaande, tegen slijtage be-40 stand zijnde bekleding op het gereedschapsoppervlak tot stand brengt.

8 * Z 0 S 1 6 3

Voor een beter begrip van de onderhavige uitvinding worden hierna toelichtende voorbeelden voor de praktische uitvoering ervan gegeven. Voorbeeld I

Twintig stalen boren met een diameter van 5 mm met de volgende sa-5 menstelling in procenten: C Mn Si Cr W V Mo Fe 0,8 0,5 0,5 3,8 18 1,2 0,8 tot 100 % 10 _ die vooraf van stof zijn gereinigd, worden in een speciale houder geplaatst en in een vacuümkamer gebracht, waarin eveneens een kathode, gemaakt uit gelijke delen zirkonium en hafnium, is geïnstalleerd. Vervolgens wordt een gasverdunning van 1,33.10“^ Pa in de kamer opge-15 bouwd, waarna een elektrische boog wordt getrokken om zirkonium en hafnium te verdampen en te ioniseren.

Een negatieve spanning wordt op de boren aangebracht om de positief geladen zirkonium- en hafniumionen te versnellen, waarna het werk-oppervlak van de boren met de ionen van de hiervoor vermelde metalen 20 wordt gebombardeerd om het basismetaal van de gereedschappen te reinigen en voor te verhitten. Daarna wordt de op de boor aangebrachte spanning verlaagd en wordt stikstof in de vacuumruimte toegelaten om met hafnium en zirkonium te reageren met de resulterende vorming van een uit een enkele laag bestaande, tegen slijtage bestand zijnde bekleding 25 op het oppervlak van de boren, welke bekleding is samengesteld uit een vaste oplossing van hafnium- en zirkoniumverbindingen met stikstof. Tenslotte worden de afgewerkte boren aan de vacuümkamer onttrokken.

De aldus verkregen bekleding is onderzocht op bestandheid tegen slijtage (weerstandsvermogen) door gaten met een diepte van 15 mm te 30 boren in een titanium-aluminiumlegering met de volgende samenstelling in procenten: Al - 5, waarbij Ti de rest is, op een vertikale boormachine met overvloedige voorziening van koelmiddel (10 procents waterige emulsie) onder de volgende snijomstandigheden: S = 0,08 mm/omw.

35 v = 7,5 m/min.

waarbij: S de mate van de boorinvoer in de machinaal te bewerken titan! umlegering is, v de omwentelingssnelheid van de boor is.

De boor wordt als bot beschouwd, wanneer zij begint te piepen. De 40 proefresultaten hebben aangetoond, dat het weerstandsvermogen van de 83 2 0 3 1 6 4 boren met de onderhavige bekleding van 8 tot 24 minuten gemiddeld toenemen in vergelijking met niet-beklede boren.

Voorbeeld II

Gebruikt is gemaakt van boren, die voorzien zijn van een uit een 5 enkele laag bestaande, tegen slijtage bestand zijnde bekleding zoals beschreven in voorbeeld I. Gelijktijdig met spanningsvermindering op de boren wordt enig ethyn in de vacuumruimte toegelaten, met het resultaat, dat de koolstof van ethyn met hafnium en zirkonium begint te reageren onder vorming van een bekleding op het oppervlak van de boren, 10 samengesteld uit een vaste oplossing van hafnium en zirkonium met koolstof.

De bekleding is op bestandheid tegen slijtage zoals in voorbeeld I onderzocht.

De proefresultaten hebben bewezen, dat het weerstandsvermogen van 15 de boren gemiddeld van 8 tot 30 minuten toeneemt in vergelijking met niet-beklede boren.

Voorbeeld III

Gebruik is gemaakt van boren, die voorzien zijn van een uit een enkele laag bestaande, tegen slijtage bestand zijnde bekleding zoals in 20 voorbeeld I beschreven. Samenvallend met op de boren aangebrachte spanningsvermindering wordt een mengsel van ethyn en stikstof toegelaten in de vacuümkamer, waarna koolstof en stikstof in reactie treden met hafnium en zirkonium onder vorming van een bekleding op het oppervlak van de boren, bestaande uit verbindingen van hafnium en zirkonium met stik-25 stof en koolstof.

De bekleding is op bestandheid tegen slijtage zoals in voorbeeld I onderzocht.

De proefresultaten hebben aangegeven, dat het weerstandsvermogen van de beklede boren van 8 tot 35 minuten toeneemt in vergelijking met 30 niet-beklede boren.

De onderhavige uitvinding is eveneens toepasbaar voor het verbeteren van de gedragseigenschappen van verschillende onderdelen, die werken onder omstandigheden van wrijving, verhoogde temperaturen, hoge drukken of corrosieve milieus.

35 Industriële toepasbaarheid

De onderhavige uitvinding kan toepassing vinden voor het machinaal bewerken van structurele of moeilijk machinaal te bewerken materialen, in het bijzonder voor het machinaal bewerken van legeringen op titaan-basis.

8320316

Claims (1)

1. + Uit een enkele laag bestaande, tegen slijtage bestand zijnde bekleding van metaalsnijgereedschappen, die in hoofdzaak een vaste oplossing is van verbindingen van twee overgangsmetalen van groep IV met 5 koolstof en/of stikstof, waarbij een van de metalen hafnium is, met het kenmerk, dat de uit een enkele laag bestaande, tegen slijtage bestand zijnde bekleding van metaalsnijgereedschappen zirkonium als het andere overgangsmetaal van groep IV bevat in de vorm van verbindingen ervan met koolstof en/of stikstof. 8320316