RU95122465A

RU95122465A - Режущий инструмент на основе боридов группы iv b

Info

Publication number: RU95122465A
Application number: RU95122465/02A
Authority: RU
Inventors: Кумар Мехротра Панкай; П.Ахуджа Дипак; С.Брукс Холли
Original assignee: Кеннаметал Инк.
Priority date: 1993-05-10
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1997-11-27

Claims

1. Металлорежущий инструмент для стружкообразующей обработки металлических материалов группы IVB, содержащий переднюю поверхность, по которой стекает указанная стружка во время обработки металлических материалов группы IVB, заднюю поверхность и режущую кромку для резания металлического материала группы IVB с высокой скоростью, выполненную на соединении передней и задней поверхностей, отличающийся тем, что включает керамическую композицию, состоящую по существу из фазы боридов группы IVB.

2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что средний размер зерен композиции составляет 8 мкм или менее.

3. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что фаза боридов группы IVB является фазой борида титана.

4. Инструмент по п. 2, отличающийся тем, что фаза боридов группы IVB является фазой борида титана.

5. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что фаза боридов группы IVB является фазой диборида титана.

6. Инструмент по п. 2, отличающийся тем, что фаза боридов группы IVB является фазой диборида титана.

7. Уплотненная керамическая композиция, содержащая следующие фазы:
первую фазу борида

где x₁ > y₁, y₁ ≥ 0, а M включает вольфрам;
вторую фазу

где x₂ > y₂, y₂ > 0, а M включает вольфрам,
отличающаяся тем, что y₂/x₂ > y₁/x₁ и тем, что указанные фазы распределены по всей уплотненной керамической композиции и средний размер зерен керамической композиции составляет 8 мкм или менее.

8. Композиция по п. 7, отличающаяся тем, что средний размер зерен составляет 6 мкм или менее.

9. Композиция по п. 7, отличающаяся тем, что фаза борида

имеет кристаллическую структуру.

10. Способ стружкообразующей обработки металлического материала группы IVB, отличающийся тем, что резание металлического материала группы IVB со скоростью у поверхности по меньшей мере 121,92 м/мин осуществляют режущим инструментом, содержащим композицию на основе борида группы IVB для образования стружки этого металлического материала группы IVB.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что скорость у поверхности составляет от 152,4 до 304,8 м/мин.

12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что в качестве металлического материала группы IVB используют титановый сплав и тем, что инструмент имеет режущую кромку, срок службы которой при резании указанного титанового сплава составляет по меньшей мере 3 мин.

13. Способ по п. 10, отличающийся тем, что в качестве металлического материала группы IVB используют титановый сплав, а в качестве композиции на основе борида группы IVB используют композицию на основе TiB₂.

14. Способ по п. 10, отличающийся тем, что в качестве металлического материала группы IVB используют титановый сплав и тем, что инструмент имеет режущую кромку, срок службы которой при резании указанного титанового сплава составляет по меньшей мере 5 мин.

15. Способ по п. 11, отличающийся тем, что в качестве металлического материала группы IVB используют титановый сплав, а в качестве композиции на основе борида группы IVB используют композицию на основе TiB₂.

16. Способ по п. 10, отличающийся тем, что в качестве композиции на основе борида группы IVB используют композицию на основе диборида титана.

17. Способ по п. 12, отличающийся тем, что максимальная скорость износа режущего инструмента не превышает половины скорости износа инструмента из цементированного карбида без покрытия при резании титанового сплава в одинаковых условиях резания, включая проточное охлаждение.

18. Способ по п. 14, отличающийся тем, что максимальная скорость износа режущего инструмента не превышает одной трети скорости износа инструмента из цементированного карбида без покрытия при резании титанового сплава в одинаковых условиях резания, включая проточное охлаждение.

19. Способ по п. 10, отличающийся тем, что используют керамический режущий инструмент со средним размером зерен 8 мкм или менее.

20. Способ по п. 10, отличающийся тем, что в качестве металлического материала группы IVB используют титановый сплав.

21. Способ уплотнения изделий на основе TiB₂, отличающийся тем, что частично уплотненную прессовку, содержащую TiB₂, эффективное количество спекающего агента и эффективное количество ингибитора роста зерен подвергают горячему изостатическому прессованию при давлении до 2111,1 кг/см², при температуре и в течение времени, достаточных для получения по существу уплотненного изделия со средним размером зерен в 8 мкм или менее.

22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что спекающий агент содержит Co и WC и тем, что совокупность Co и WC составляет 3 - 12 мас.%.

23. Керамическая композиция на основе борида металла, содержащая первую фазу диборида металла, имеющую первый металл, выбранный из группы титан, гафний, цирконий по отдельности или в комбинации друг с другом, и вторую фазу на основе диборида, имеющую первый металл, выбранный из группы титан, гафний, цирконий по отдельности или в комбинации друг с другом, и второй металл, выбранный из группы W, Mo, Ta, Nb, Fe, Ni, Co, Al, Cr по отдельности или в комбинации друг с другом, отличающаяся тем, что средний размер зерен такой керамики составляет 6 мкм или менее.

24. Композиция по п. 23, отличающаяся тем, что дополнительно содержит третью фазу диборида, имеющую первый металл, выбранный из группы титан, гафний, цирконий по отдельности или в комбинации друг с другом, и второй металл, выбранный из группы W, Mo, Ta, Nb, Fe, Co, Al, Cr по отдельности или в комбинации друг с другом.

25. Способ изготовления режущих пластин, имеющих керамическую композицию на основе TiB₂, отличающийся тем, что уплотняют смесь TiB₂ и эффективного количества спекающего агента WC + Co путем повышения температуры смеси до 1770 - 2100^oС при горячем прессовании при давлении, достаточно низком для выхода газов, образующихся при повышении температуры, после чего при температуре 1700 - 2100^oС прикладывают давление достаточно высокое для получения уплотненной керамики на основе TiB₂ с плотностью по меньшей мере 97% от теоретической плотности и формируют режущие пластинки из уплотненной керамики на основе TiB₂.

26. Уплотненная керамическая композиция по п. 7, отличающаяся тем, что дополнительно содержит третью фазу

расположенную вокруг первой фазы, причем y₃ > 0, x₃ > y₃ и y₂/x₂ > y₃/x₃.

27. Уплотненная керамическая композиция по п. 26, отличающаяся тем, что x₃ > x₂.

28. Уплотненная керамическая композиция по п. 26, отличающаяся тем, что x₁ > x₃.

29. Уплотненная керамическая композиция по п. 27, отличающаяся тем, что x₁ > x₃.

30. Уплотненная керамическая композиция по п. 26, отличающаяся тем, что Z ___ B₂.
31. Металлорежущий инструмент по п. 1, отличающийся тем, что керамическая композиция содержит по меньшей мере 75 мас.% IVB.

32. Металлорежущий инструмент по п. 1, отличающийся тем, что керамическая композиция содержит по меньшей мере 90 мас.% боридов группы IVB.

33. Способ стружкообразующей обработки титанового сплава, отличающийся тем, что обработку титанового сплава со скоростью у поверхности по меньшей мере 152,8 м/мин осуществляют режущим инструментом с проточным охлаждением.

34. Способ по п. 33, отличающийся тем, что обработкой является точение.

35. Способ по п. 33, отличающийся тем, что используют керамический инструмент с режущей кромкой, срок службы которой при такой обработке составляет по меньшей мере 3 мин.

36. Керамическое изделие на основе уплотненного диборида титана, содержащее микроструктуру, образованную фазами, состоящими по существу из кристаллической структуры TiB₂, отличающееся тем, что фазы включают фазы, содержащие вольфрам с различными уровнями концентрации, плотность составляет по меньшей мере 97% от теоретической, твердость составляет 94,3 - 96,5 по Роквелу (А) при комнатной температуре, и средний размер зерен микроструктуры составляет 8 мкм или менее.

37. Изделие по п. 36, отличающееся тем, что изделием является режущий инструмент, содержащий переднюю поверхность, заднюю поверхность и режущую кромку, образованную на соединении передней и задней кромок.