PL127331B1 - Carbide sinter - Google Patents
Carbide sinter Download PDFInfo
- Publication number
- PL127331B1 PL127331B1 PL22396280A PL22396280A PL127331B1 PL 127331 B1 PL127331 B1 PL 127331B1 PL 22396280 A PL22396280 A PL 22396280A PL 22396280 A PL22396280 A PL 22396280A PL 127331 B1 PL127331 B1 PL 127331B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- substrate
- boron
- carbon
- coating
- layer
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 42
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 38
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 27
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 26
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 25
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 11
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 11
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 10
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- LRTTZMZPZHBOPO-UHFFFAOYSA-N [B].[B].[Hf] Chemical compound [B].[B].[Hf] LRTTZMZPZHBOPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 5
- XTDAIYZKROTZLD-UHFFFAOYSA-N boranylidynetantalum Chemical compound [Ta]#B XTDAIYZKROTZLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 5
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010068 TiCl2 Inorganic materials 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 3
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- ZWYDDDAMNQQZHD-UHFFFAOYSA-L titanium(ii) chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ti+2] ZWYDDDAMNQQZHD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052774 Proactinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000220324 Pyrus Species 0.000 description 1
- 229910010165 TiCu Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 235000021017 pears Nutrition 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
Opis patentowy opublikowano: 1986. 02. 28 127331 Int. CL3 I C22C 29/00 B22F 7/02 Twórcy wynalazku: Thomas Eugene Hale, Roy Carl Lueth Uprawniony z patentu* General Electric Company, Schenectady (Stany Zjednoczone Ameryki) Spiek weglikowy Przedmiotem ~ wynalazku jest spiek weglikowy.
Spieki weglikowe sa powszechnie stosowane dzieki polaczeniu takich wlasciwosci jak twardosc, wy¬ trzymalosc, odpornosc na zuzycie, co umozliwia za¬ stosowanie ich do wytwarzania narzedzi skrawaja- , cych, matryc ciagowych i elementów narazonych na zuzycie.
Do wytwarzania elementów narazonych na scie¬ ranie sie oraz do ciecia metali niezelaznych stosuje sie stopy WG—Co dzieki ich wysokiej wytrzyma- 10 losci oraz duzej odpornosci na zuzycie.
Do obróbki ¦skrawaniem stali stosuje sie stopy WiC-TiC-rraC-Co, TiC-^Ni lub TiMNi^Mo, z uwagi na ich mniejsza sklonnosc do reagowania z elementami stalowymi przy duzych predkosciach ]5 skrawania.
Uzycie innych weglików niz WC powoduje zwy¬ kle znaczne zmniejszenie wytrzymalosci wyrobu, co ogranicza zastosowanie dodatków w postaci TiC lub innych weglików. Przy duzej zawartosci TiC ^ w stopie zmniejsza sie odpornosc wyrobu na szkod¬ liwe dzialanie otoczenia.
Znane jest nakladanie na spieki weglikowe pow¬ lok z weglików, azotków lub weglikoazotków, w ce¬ lu polepszenia ich odpornosci na zuzycie oraz to- 2s czernia metali. Stwierdzono jednaka ze powloki ta¬ kie nie maja dostatecznej twardosci w przypadku zuzycia przez scieranie, które wystepuje przy wier¬ ceniach skal lub urabianiu wegla. Ponadto wyroby t powleczone weglikami, azotkami ' lub weglikoazot- 3f kami nie moga byc lutowane do uchwytów stalo¬ wych, poniewaz ciekla lutowina twarda nde zwilza powlok z weglików, azotków lub weglikoazotków.
Lepisizym rozwiazaniem jest zastosowanie powlok zawierajacych borki. Powloki zawierajace borki ta¬ kie jak, TiB2 sa twardsze niz powloki zawierajace wegliki lub azotki takie jak TiC i TiiN i dlatego znajduja lepsze zastosowanie przy urabianiu wegla i wierceniu skal, tam, gdzie wyroby sa narazone na zuzycie przy scieraniu. Powloki zawierajace borki ulegaja latwemu zwilzeniu przez lutowine., co umozliwia ich przlutowanie do uchwytów stalo¬ wych. Ulatwia to ich zaistoisowainie w gryzach we¬ glowych oraz swidrach, których elementy sa lu¬ towane.
Zgodnie z rozwiazaniem wedlug wynalazku spiek weglikowy sklada sie z podloza z weglików spie¬ kanych metali z grup IV b, V b i VI b ze spoiwem wybranych z grupy obejmujacej zelazo, nikiel, ko¬ balt, którego powierzchnia jest nasycona dyfuzyj¬ nie pierwiastkiem wybranym z grupy obejmuja¬ cej boT, krzem lub glin, oraz powloki nalozonej na nasycone podloze, zawierajacej • borek wybrany z grupy obejmujacej borek tytanu, borek hafnu, borek cyrkonu i borek tantalu. Podloze z wegli¬ ków spiekanych zawiera ponad 10fVo wagowych kobaltu. Korzystnie powierzchnia podloza jest na¬ sycona borem na okreslona glebokosc, zas na pod¬ lozu jest nalozona powloka z borku tytanu. 127 331127 331 Zgodnie z alternatywnym rozwiazaniem wynalaz¬ ku spiek weglikowy sklada sie z podloza z wegli¬ ków spiekanych, warstwy posredniej osadzonej na podlozu, majacej co najmniej jedna warstwe we¬ glików, azotków lub weglikoazotków pierwiastków 5 z grup IV,b i Vb okresowego ukladu pierwiastków, lub ich polaczenie, oraz powloki nalozonej na war¬ stwe posrednia,-stanowiaca borek wybrany z grupy * obejmujacej >orek;tytanu, borek hafnu, borek cyr¬ konu i borek tantalu. Korzystnie podloze ze spieku 10 weglikowego zawiera od 3% do 10% wagowych kobaltu.
.Korzystnie powierzchnia podloza, na której jest osadzona warstwa posrednia, jest nasycona dyfu¬ zyjnie pierwiastkiem wybranym z grupy obejmu- 15 jacej bor, krzem lub glin.
Korzystnie warstwa posrednia zawiera pierwsza warstwe weglika tytanu osadzona na powierzchni podloza nasyconej borem, oraz druga warstwe azot¬ ku tytanu, nalozona na warstwe weglika tytanu. 20 Korzystnie w rozwiazaniu alternatywnym warst¬ wa posrednia zawiera pierwsza warstwe weglika tytanu osadzona na powierzchni podloza nasyconej borem, oraz druga warstwe, nalozona na warstwe weglika tytanu, stanowiaca mieszanine weglika ty- 25 tanu i azotku tytanu.
Okreslenie spiek weglikowy uzywany w opisie, oznacza wegliki przejsciowe metali z grup IV b.
Vb i VI ib okresowego ukladu pierwiastków, ze spoiwem wybranym z grupy obejmujacej zelazo, 30 nikiel i kobalt. Typowym weglikiem spiekanym jest WC ze spoiwem kobaltowym lub TiC ze spo¬ iwem niklowym.
Przy wytwarzaniu narzedzi do urabiania wegla lub swidrów do wiercenia skal konieczne jest za¬ pewnienie twardej powloki, która silnie przylega do podloza z weglików spiekanych i jednoczesnie umozliwia przylutowanie narzedzia do stalowego uchwytu. Powloki zawierajace borki, takie jak bo¬ rek tytanu (TiB2) sa twardsze niz powloki zawie¬ rajace wegliki lub azotki, takie jak TiC i TiN, i dlatego tez powloki zawierajace borki znajduja wieksze zastosowanie do wytwarzania elementów narazonych na zuzycie scierne. Aby uniknac lusz¬ czenia sie powloki koniecznym jest, aby powloka silnie przylegala do podloza z weglika spiekanego.
Stosujac proces opisany w niniejszym zgloszeniu uzyskuje sie silne przyleganie powloiki oraz zwiek¬ szenie odpornosci na zuzycie scierne narzedzia tna¬ cego wykonanego z weglików poddanych odpowied¬ niej obróbce.
Zgodnie z wynalazkiem spieki weglikowe sklada¬ ja sie z podloza wykonanego z weglików spieka¬ nych, którego powierzchnia zostala nasycona dy¬ fuzyjnie borem, krzemem lub glinem, warstwy po- :.5 sredniej" osadzonej na podlozu, oraz powloiki za¬ wierajacej bonki, osadzonej na warstwie posredniej.
Warstwa posrednia spieku weglikowego moze miec postac jednej lub kilku warstw wykonanych z weglików, azotków lub wegilikoazotków pierwiast- 60 ków z grup IV b i Vb okresowego ukladu pier¬ wiastków, lub ich polaczenia.
Grubosc warstw posrednich moze byc tak mala, jak grubosc warstwy skladajacej sie z pojedyn¬ czych atomów, az do grubosci kilku mikrometrów. 65 Dolna granica grubosci warstwy posredniej jest ograniczona koniecznoscia calkowitego pokrycia podloza. Górna granice grubosci warstwy posred¬ niej wyznacza zaleznosc, zgodnie z która wzrost grubosci warstwy posredniej powoduje zmniejszenie wytrzymalosci i ciagliwosci wyrobu. Na warstwe posrednia naklada sie powloki zawierajace borek tytanu, borek hafnu, borek cyrkonu, lub borek tantalu.
Wynalazek zostal opisany szczególowo w zalaczo¬ nych przykladach.
Przyklad I. Przygotowano wkladke ze spie¬ ku weglikowego przeznaczona na narzedzie do wier¬ cenia skal, majaca powierzchnie robocze w postaci pólkolistej kopuly o srednicy okolo 8 mm.
Wkladka ze spieku weglikowego miala nastepu¬ jace wlasciwosci: Sklad: WC - 84'%, Co - 16% 35 40 45 50 Twardosc Rockwella (w skali A) —.
Gestosc — Poprzeczne naprezenie zrywajace — Wytrzymalosc na scieranie — Wytrzymalosc na rozciaganie — Modul sprezystosci podluznej — Granica proporcjonalnosci — Plastycznosc ('% wydluzenia) — Udarinosc — Odpornosc na scieranie — Przewodnosc wlasciwa (°/o miedzi — przy 25° C) Opór wlasciwy — Tabela 1 86,0-87,5 0,0139 kg/m* 2,76 X 109 Pa 3,68 X 109 Pa 1,77 X109 Pa 500 X109 Pa 0,65 X109 Pa ¦0,4% 2,82 J/m2 3X106 m 1_ 3 9,2% 19,0 X10~8 G-ni Przewodnosc ciepla wlasciwa Temperatura (°C) 1 50 100 150 20.0 250 3,00 400 500 (Wto-K) 2 | 87,9 7,9,5 7:9,5 7i9,5 70,5 79,5 79,5 1 7,9,5 | 1 2 1 Wspólczynnik rozszerzalnosci cieplnej Od temperatury* pokojowej do °C 2,00 400 600 8120 980 Rozszerzalnosc na °CX10-8 1,7 1,8 1,9 2,1 2,25 127 361 « Proces powlekania wfcladtai byl prowadzony w nastepujacy sgaasóib: wkladke nagrzewano- do otoolo 960°iC i wygrzewano przez okolo 1-0 mtalt w strumieniu W. Nastepnie wklaldke, wystawiono przez 5 imm&t na dzialanie gazu zawierajaeego H2 — l,5fVo, BCls, w celu nasycenia powierzchni borem. Wkladke wygrzewano przez okolo 20' mi¬ nut w temperaturze 950°C w strumieniu H2, w celu nasycenia dyfuzyjnego powierzchni spieku wegliko¬ wego borem na glejbokosc okolo 1!5 mikrometrów.
Kolejny etap procesu polegal na wygrzewaniu wkladki przez okolo 20 mimu* w temperaturze oko¬ lo 1050o€ w strumieniu gazu o skladzie H2 — 5M>, CH4 — 2^/01, TiiCl4, w celu utworzenia warstwy TiC, o grubosci okolo 1,5 mikrometra, na podloziu ze spieku weglikowego nasyconym borem. Wkladke wygrzewano przez okolo 15 minut w temperaturze okolo 1|050°C , w strumieniu gazu o skladzie H2 — 3j3i°/o', N2 — 2tya, TiCl*, tworzac warstwe TdiN o grubosci okolo 1,5 mikrometra, na warstwie TiC.
Nastepnie wkladke wygrzewano przez okolo JM) mi- 20 nut w temjperatiunze otato 800PC, w strumieniu gazu o skladzie H2 — 3,3P/«, BO« — 2%, TiCk, two¬ rzac warstwe TiBs o grubosci okolo 10 mikrome¬ trów. Powyzsze operacje , prowadzono- pod cisnie¬ niem równym 1 X 10*Pa. 25 Wkladke wykonana w powyzszy sposób, oraiz nie- powlekana wkladke kontrolna do obróbki bloku piaskowca o dlugosci 380 mim oraz szerokosci 100 mm, ptfzy uzyciu strugarki. Obróbke prowa- 30 dzono przy predkosci skrawania 0,5 m/sekunde, przy posuwie 0,5 mm na przejscie, i glebokosci skrawania 2 mtrn. Wykonano cztery przejscia przez blok piaskowca. Rezultaty zestawiono w ponizszej tabeli. 35 Tabela 2 40 45 Na podstawie badania wielu wkladek wykonanych sposoibiem opasanych w przykladzie 1 ustalono para- 50 metry procesu. Switoriclzono, ze nasycenie dyfuzyjne podloza bofewi moz£*a uzyskac przez poddanie wkladki dzialaniu strumienia mieszaniny wodoru i od 0,1 do 5f/§ olbijetoisciowych BO, w czatsie od 5 do 60 mjmut, w temperaturze od okolo GOOPC do 12O0'°iC. Warsiwy ,fK>sredffiie TiC i TiN naklada sie w tonpersDtutach od 780 do I3O0°C, korzystnie w temperaturach od 900 do 110O°C Proces pro¬ wadz sie pod cisnieniem od okolo 0,66 X IG8 Pa do 1 X 105 Pa. Zawartosc TiCU w mieszaninach ga- 60 zów wynosi od okolo 0,5p/o do 2Wo. Zawartosc CH4 wynosi od Otyo do 20%. Zawartosc N2 wynosi od l°/o^do SWo. Przy nakladaniu powloki TdB2 stosuje sie czas wygrzewania od kilku minut do kilku go¬ dzin, oraz temperature od okolo $00°C do li200oC, ^ | Zmniejszenie ciezaTu X10"3 N Wkladka kontrolna 2,90 Wkladka powlekana 0,06 Wspólczynnik ulepszenia - 43 55 oraz zawartosc BO* w mieszaninie gazów od okoio l°/o do 5°/o.
Pt z,yklad II. Wkladke ze spieku wegliko¬ wego o wlasciwosciach identycznych jak wkladka z przykladu I poddano obróbce w nastepujacy spo¬ sób: wkladke nagrzano do temperatury okolo 90fl°C i wygrzewano w czasie 15 minut w stroianieniu H«.
Nasibepnie wkladke wygrzewano putzesz okolo 5 mi¬ nut w temperaturze 9O0°C w strumieniu gazu o skladzie H2 — 7,9?/o, BCls, nasycajac wkladke borem.
Wkladke wygrizewano przez okolo 20 minut w temperaturze okolo 900°C w sitrumieniu H2, w celu nasycenia dyfuzyjnego powierzchni podloza ze spieku weglikowego. Nastepnie wkladke wy¬ grzewano przez okolo 1150 minut w temperaturze okolo 800°C w strumieniu gazu o skladzie H2 — 2°/o, TiCk, tworzac warstwe TiBfc na podlozu nasyco¬ nym borem.
Wkladka powlekana w ten sposób miala powloke TiB2 o grubosci ód okolo 5 do 10 mikrometrów, zas jej podloze bylo nasycone dyfuzyjnie borem na glejbokosc ©d okolo 5 do 20 mikrometrów. Przy oibróibce piaskowca, w sposób opisany w przykla¬ dzie I, wkladki pioddane powyzszej obróbce wyka¬ zywaly wytrzymalosc na zuzycie zwiekszona od 5 do 50 razy w stosunku do wkladek niepowlekanych i nie poddawanych obróbce opisanej powyzej. Po wykonaniu wkladka kontrolnej o wlasciwosciach jak w przykladzie I, powleczonej warstwa TiBi bez warstw posrednich, której powierzchnia nie byla nasycona borem, okazalo sie, ze jej odpornosc na zuzycie byla tylko dwu lub trzykrotnie wiek¬ sza niz wkladki niepowleczonej, nie poddawanej; obróbce opisanej powyzej. W przypadku nasycenia dyfuzyjnego podloza borem bez zastosowania pow¬ loki, odpornosc na zuzycie ulegla poprawie tylko dwu lub trzy razy w stosunku do wkladki nie- powleczonej.
Prowadzac badania porównawcze, w celu wyz¬ naczenia zakresu parametrów procesu, stwierdzono, ze bor nasyca dyfuzyjnie powierzchnie podloza, poddawanego dzialaniu mieszaniny wodoru i okolo 0,1 do 5,0% BCls, w czasie od 5 do 60 minut, w temperaturze od okolo 600°C do okolo 120O°C.
Proces prowadzi sie podcisnieniem od. okolo 0,66 X 10* Pa do 1 X 1'0S Pa. Powloke TiB* naklada sie w czasie od kilku minut do kilku godzin w tem¬ peraturze od 60O°C do 1200°C. Zawartosc TiCk w miesizaninie gazów wynosi od okolo 0,5*/o do 20*/o, zas zawartosc BOI* wynosi od okolo 1 do 5%.
Prowadzac dodatkowe badania stwierd^no, ze przy nasyceniu powierzchni podloza ze spieku we¬ glikowego borem, gdy spiek weglikowy ma spoiwo kobaltowe, przy niewielkiej zawartosci kobaltu, od 3 do 10p/o wagowych, konieczne jest zastosowanie warstwy posredniej, zawierajacej weglik, azotek lub weglikoaaotek, pomiedzy podlozem a powloka borku tytanu, -w celu zapewnienia dostatecznego przylegania powloki do podloza. Przy wyzszej za¬ wartosci kobaltu, rzedu 15—20%, zastosowanie warstwy posredniej nie jest konieczne.
Przyklad III. Przygotowano kilka wkladek ze spieku weglikowego. Kazda wkladka ze spieku weglikowego miala natepujaec ogólne wlasciwosci:127 331 1 * Sklad: WiC - 94Vo, Co — 6,0% Twardosc Rockwella (w skali A) Gestosc Poprzeczne naprezenia zrywajace Wytrzymalosc na sciskanie Wyttrzymalosc na rozciaganie Modul sprezystosci podluznej Granica proporCjonalnosci Plastycznosc (°/o wydluzenia) Udarnosc Odpornosc na scieranie Przewodnosc wlasciwa (°/o miedzi przy 2'5°C) Opór wlasciwy -. 91,7-^2,12 - 0,0,15 kg/m8 - 1,90Xl O9 Pa - 5,19 X 109 Pa - 1,38 X 109 Pa - 6,17 X 109 Pa - 1,84 X109 Pa - 0,2% - 1,35 J/m2 - 315 X 105 l/ma* - 10,2% - 17,0 X 10~8 Q Przewodnosc cieplna wlasciwa "Temperatura (°C) 50 10€ 150 200 (W/m • K) 100 100 100 100 Tabela 4 ^ ¦— 30 Wspólczynnik rozszerzalnosci cieplnej Od temperatury pokojowej do °C 200 400 . 600 820 980 RozszerzaInosc na °C X 10~6 1,4 1,5 1,6 1,7 1,7 Wkladki poddano obróbce w nastepujacy sposób: Wkladki nagrzano do temperatury oikolo 10i50°C i wygrzewano oikolo 15 minut w strumieniu wodoru.
Wkladki wygrzewano nastepnie przez okolo 10 minut w temperaturze okolo 1O50'°C, przy cisnieniu 1 X 105 Pa, w strumieniu gazu o skladzie H2 — 2,5%, TiCk, tworzac cienka warstwe TiC o grubosci mniejszej od 1 mikrometra.
Wkladki nagrzewano nastepnie do temperatury okolo 800i°C, przy cisnieniu 1X105 Pa, w czasie od 30 minut do 90 minut, w strumieniu gazu o skladzie H2 — 26,%, TiCU — 3%, BCls, tworzac powloki TiB2 o grubosci od okolo 2,3 do 7,5 mi¬ kronów.
Wkladki wykonane w powyzszy sposób uzywano do obróbki bloku piaskowca, o dlugosci 390 mm i szerokosci 100 mm, przy uzyciu strugarki. Ob¬ róbke prowadzono z predkoscia 0,5 metrów/sekun¬ de przy posuwie 1,3, mm na przejscie, przy glebo¬ kosci 1,0 mim. Wyikonano osiem wyciec na po¬ wierzchni czolowej bloikiu piaskowca oraz zmierzo¬ no zmniejszenie Ciezaru wkladki ze spieku wegli¬ kowego spowodowane zuzyciem wkladki, które po¬ traktowano jako miernik zuzycia przy scieraniu.
Dla porównania tej samej próbie poddano wkladke ze spieku weglikowego pozbawiona warstwy po¬ sredniej. Wyniki prób zostaly zastawione w po¬ nizszej tablicy.
Tabela 5 Przejscie Kontro!- 1 ne A B C Grubosc powloki TiB2 (mikrometry) 0 4,5 (nakladanie powlo¬ ki w ciagu 30 minut 2,3 7.5 (nakladanie powlo¬ ki w ciagu 90 minut) Zmniej¬ szenie ciezaru Xl O"8N 0A420 0,0ft7 0,08413" 0,01215 3,8 4,1 6>6 Przeprowadzono dodatkowe próby w celu okres¬ lenia dopuszczalnych parametrów procesu. Stwier¬ dzono, ze przy formowaniu warstwy TiC stosuje sie temperature od 700 do 13'0O°C, korzystnie od 900 do 1100°C. Przy tworzeniu warstwy TiC oraz powloki TiB2 stosuje sie cisnienia od okolo 0,66 X103 Pa do 1X105 Pa. Zawartosc TiCk w mieszaninie gazów wynosi od okolo 0,5% do 20%.
Powlekany spiek weglikowy wedlug wynalazku wykazuje zaskakujacy wzrost odpornosci na zuzy¬ cie. Wynalazek obejmuje trzy przyklady wykonania powlekanych spieków weglikowych. Zgodnie, z pierwszym przykladem wykonania wkladka ze spieku weglikowego zawiera podloze ze spieku we¬ glikowego, którego powierzchnia zostala nasycona dyfuzyjnie borem oraz powloka wykonana 'z bor¬ ków nalozona na podloze.
Zgodnie z drugim przykladem wykonania wyna¬ lazku 'pomiedzy podlozem nasyconym borem oraz powloka z borków znajduje sie warstwa posrednia obejmujaca jedna lub kilka warstw weglików, azotków lub weglikoazotków pierwiastków z grupy IVb i Vb ukladu okresowego pierwiastków lub ich polaczenia.
Zgodnie z kolejnym przykladem wykonania wy¬ nalazku na podlozu spieku weglikowego jest osa¬ dzona warstwa posrednia, do której przylega pow¬ loka z borków. Przy obróbce spieku weglikowego korzystnie stosuje sie chemiczne odkladanie par, chociaz mozliwe jest równiez prowadzenie fizycz¬ nego odkladania par, nasycania dyfuzyjnego, po¬ wlekania, odkladania w kapieli solnej.
IRodczas, gdy spieki weglikowe majace powierz¬ chnie nasycona borem bez zastosowania powloki z borków lub majace powloke z borków, bez na¬ sycania borem powierzchni podloza wykazuja dwu lub trzykrotny wzrost odpornosci na zuzycie w sto¬ sunku do niepowleczonych i nienasyconych spieków weglikowych, spieki weglikowe przygotowane zgod¬ nie z wynalazkiem wykazuja 20—50 krotny wzrost odpornosci na zuzycie w stosunku do spieków we¬ glikowych niepowlekanych i nienasyconych borem. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60127331 10 Z a s trzezwia patentowe 1. Spiek weglikowy skladajacy sie z weglików przejsciowych metali z griup IV b, Vto i VI b ze spoiwem wybranym z grupy obejmujacej zelazo, nikiel, kobalt, znamienny tym, ze sklada sie z pod¬ loza ze spieku weglikowego, którego powierzchnia jest nasycona dyfuzyjnie pierwiastkiem wybranym z grupy obejmujacej bor, krzem lub glin, oraz po¬ wloki nalozonej na nasycone podloze, zawierajacej borek wybrany z grupy obejmujacej borek tytanu, borek hafnu, borek cyrkonu lub borek tantalu. 2. Spiek wedlug zasitrz. 1, znamienny tym, ze pod¬ loze ze spieku weglikowego zawiera ponad 10°/o wagowych kobaltu. i3. Spiek wedlug zastriz. 1 albo 2i, znamienny tym, ze powierzchnia podloza jest nasycona borem na okreslona giletookiosc, zas na podloze jest nalozona powloka z borku tytanu. 4. Spiek weglikowy skladajacy sie z weglików przejsciowych metali z grup IV b, V to i VI b ze spoiwem wybranym z grupy obejmujacej zelazo, nikiel, kobalt, znamienny tym, ze sklada sie z pod¬ loza ze spieku weglikowego, warstwy posredniej osadzonej na .podlozu, majacej co najmniej jedna warstwe weglików, azotków lub weglikoazotków pierwiastków pierwiastków z grup IV to i V to okre¬ sowego ukladu pierwiastków, lub ich polaczenie, oraz powloki nalozonej na warstwe posrednia, sta¬ nowiaca borek wybrany z grupy obejmujacej borek tytanu, borek hafnu, borek cyrkonu i borek tantalu. 5. Spiek wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze podloze ze spieku weglikowego zawiera od 3°/o do 101% wagowych kobaltu. 6. Spiek wedlug zastriz. 4, znamienny /tym, ze 10 powierzchnia podloza, na której jest osadzona war¬ stwa posrednia, jest nasycona dyfuzyjnie pierwiast¬ kiem wybranym z grupy obejmujacej bor, krzem lub glin. 7. Spiek wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze 15 warstwa posrednia zawiera pierwsza warstwe we¬ glika tytanu osadzona na powierzchni podloza na¬ syconej borem, oraz druga warstwe azotku tytanu, nalozona na warstwe weglika tytanu. 8. Spiek wedlug zasitrz. 6, znamienny tym, ze warstwa posrednia zawiera pierwsza warstwe weg¬ lika tytanu osadzona na powierzchni podloza na¬ syconej borem, oraiz druga warstwe nalozona na warstwe weglika tytanu, stanowiaca mieszanine 25 weglika tytanu i azotku tytanu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL22396280A PL127331B1 (en) | 1980-05-02 | 1980-05-02 | Carbide sinter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL22396280A PL127331B1 (en) | 1980-05-02 | 1980-05-02 | Carbide sinter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL223962A1 PL223962A1 (pl) | 1981-11-13 |
| PL127331B1 true PL127331B1 (en) | 1983-10-31 |
Family
ID=20002862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL22396280A PL127331B1 (en) | 1980-05-02 | 1980-05-02 | Carbide sinter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL127331B1 (pl) |
-
1980
- 1980-05-02 PL PL22396280A patent/PL127331B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL223962A1 (pl) | 1981-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4268582A (en) | Boride coated cemented carbide | |
| US5863640A (en) | Coated cutting insert and method of manufacture thereof | |
| US6214247B1 (en) | Substrate treatment method | |
| US4843039A (en) | Sintered body for chip forming machining | |
| Schintlmeister et al. | Cutting tool materials coated by chemical vapour deposition | |
| US8968834B2 (en) | Wear part with hard facing | |
| USRE35538E (en) | Sintered body for chip forming machine | |
| US7195817B2 (en) | Diamond coated article and method of its production | |
| EP0953065A1 (en) | Coated cutting insert | |
| KR20080072586A (ko) | 향상된 알루미나 피복 등급 | |
| EP1218558A1 (en) | Coated milling insert | |
| KR100851021B1 (ko) | 크롬-함유 침탄 텅스텐 카바이드체 | |
| JP2000514370A (ja) | 被覆された切削インサート | |
| US4374685A (en) | Method of making a coated cutting tip | |
| PL127331B1 (en) | Carbide sinter | |
| Novak et al. | Wear of cermet cutting tools coated with physically vapour deposited TiN | |
| Rajput et al. | Effect of Ag addition on the oxidation behavior of CrAlN coating at elevated temperatures | |
| JPS6059300B2 (ja) | 耐摩耗耐欠損性多層被覆材料 | |
| Vandierendonck et al. | Study of the performance of PVD and PCVD coated cermets for different cutting applications | |
| JPH0874036A (ja) | 耐摩耗性に優れた硬質セラミックス被覆部材 | |
| CA1173704A (en) | Boride coated cemented carbide | |
| Niemi et al. | Comparison of wear characteristics and properties of TiN‐coated gear cutting hobs | |
| EP0487008A2 (en) | Blade member of tungsten carbide based cemented carbide with hard coating | |
| EP1192050B1 (en) | Substrate treatment method | |
| JPS63297578A (ja) | 銅加工用工具 |