SE412417B - Skaerverktyg av volframkarbid och foerfarande foer dess tillverkning - Google Patents

Skaerverktyg av volframkarbid och foerfarande foer dess tillverkning

Info

Publication number
SE412417B
SE412417B SE7400239A SE7400239A SE412417B SE 412417 B SE412417 B SE 412417B SE 7400239 A SE7400239 A SE 7400239A SE 7400239 A SE7400239 A SE 7400239A SE 412417 B SE412417 B SE 412417B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
tool
metal
carbide
titanium
tungsten
Prior art date
Application number
SE7400239A
Other languages
English (en)
Inventor
B Kramer
N Cook
Original Assignee
Massachusetts Inst Technology
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 Massachusetts Inst Technology filed Critical Massachusetts Inst Technology
Publication of SE412417B publication Critical patent/SE412417B/sv

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C30/00Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • C23C30/005Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B27/00Tools for turning or boring machines; Tools of a similar kind in general; Accessories therefor
    • B23B27/14Cutting tools of which the bits or tips or cutting inserts are of special material
    • B23B27/148Composition of the cutting inserts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/28Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass cutting tools
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C29/00Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

10 15 20 25 30 35 Iso '7¿r00239-5 hårdmetallskärverktyg och ett aluminiumavoxiderat stål, i vilket fall sulfid- och oxidskikten har en mindre tjocklek än 10 pm. Det har tidigare inom facket fastställts, att det på ytan av volfram- karbidverktyget bildade oxidskiktet höjer svetstemperaturen mellan hårdmetallverktyget och stålet med åtskilliga hundra grader, varige- nom nötning medelst "adhesion-och-skjuvnings" processen minskas.
Dessutom har det även fastställts, att TiO är mycket vidhäftande mot verktygets hårdmetallyta, eftersom underytan bildar en fast lös- ning av Ti0 och TiC. Således trodde man tidigare inom facket, att ytskiktets roll var att minska friktionskoefficienterna och förhind- ra diffusion och liknande mellan verktyget och arbetsstycket.
Med hänsyn till de ovan beskrivna oxidskikten, fastän de är iden- tifierbara, uppmärksammades icke förrän helt nyligen stabiliteten för dessa skikt under de skjuvningspåkänningar, som uppkommer under nor- mala skäroperationer. Det är således tänkbart, att oxidskiktet icke har förmåga att motstå de höga skjuvningspåkänningar, som uppkommer.vid metallskärning under en förlängd tidsperiod och att graden av oxid- bildning vid beröringsytan mellan metallerna icke är tillräckligt snabb eller hög för att åstadkomma ett sammanhängande oxidskikt. Det ansågs därefter möjligt, att vad som i själva verket åstadkom metall- skäregenskapen icke nödvändigtvis var endast oxidskiktet, utan sub- stratskiktet av hårdmetallen, som åstadkoms medelst massdiffusion av oxidskiktet in i hårdmetallverktyget.
I enlighet med det ovanstående försökte man efter moget över- vägande därefter inom facket att medelst diffusion införa ett titan- oxidskikt i ett hårdmetallverktyg genom att påföra en pas1a av titan- oxid över verktygets yta och upphetta verktyget till förhöjd tempera- tur för att därigenom medelst diffusion införa titanoxiden i ytan.
Väsentligt förbättrade resultat erhölls.
Förutom vad som omnämnts ovan är det välkänt inom favket att åstadkomma volframkarbidverktyg med ett skikt av en annan karbid, såsom titankarbid anordnat över dess yta för att förbättra sådana egenskaper som nötningsbeständighet. Dessa skikt bildas typiskt ge- nom gasformig sönderdelning av den önskade metallen i karbiden i en kolhaltig atmosfär såsom metan. Sådana verktyg beskrivas i den amerikanska patentskriften 3 60k 689. Det har visat sig, att då be- läggningen kraftigt vidhäftar verktygets yta, förbättras livslängden med avseende på nötning och är ungefär dubbelt så lång i förhållande till ett obehandlat verktyg. Emellertid har svårigheter uppstått med nämnda verktyg eftersom det föreligger en tendens för hårdmetallbe- 10 15 20 25 BO 35 RO 74ÛÛ239~5 3 läggningen att avflaga verktyget, varigenom dess livslängd minskas.
Med hänsyn till nämnda hårdmetallöverdragna volframkarbidverktyg har det ansetts icke önskvärt att medelst diffusion införa nämnda hårdmetallbeläggning in i verktygskroppen, varför sådan diffusion förhindras eller äger icke rum. Detta diskuteras av McCrary, "T.C.
Coatings", Proceedings of the 2nd Carbide Cutting Tool Seminar, Purdue University, juni 17-18, 1971.
I enlighet med föreliggande uppfinning diffuseras en metall i grupperna IVB eller VB i grundämnenas periodiska system in i ytan hos ett volframkarbidverktyg i stället för titanoxid såsom diskuterats ovan. Resultaten är väsentliga förbättringar, både vad beträffar nöt- ningsbeständighet och arbetsstyckenas ytbeskaffenhet, då dessa under- gått skärning med nämnda verktyg, både initialt och efter väsentlig användning.
Förfarandet för framställning av volframkarbidverktyg i enlig- het med föreliggande uppfinning innebär, att man påför en beläggning av en metall i grupperna VIB eller VB i grundämnenas periodiska sy- stem över verktyget, att man medelst diffusion inför nämnda metall i verktyget, såsom genom upphettning av verktyget i frånvaro av syre, och att man avlägsnar överskott av metallen från verktygets yta, an- tingen genom ytterligare diffusion av metallen in i verktyget eller medelst sådana avlägsningsmetoder, såsom upplösning i ett lämpligt lösningsmedel. Verktyg, som erhållits i enlighet med förfarandet, har sådana nötningsegenskaper, att de typiskt har en livslängd av minst fyra gånger, oftast mer än sex gånger livslängden i fall av obehandlade verktyg, och i fall av verktyg, som framställts i enlig- het med de mest föredragna utföringsformerna av uppfinningen, har dessa ingen livslängd, som är nio gånger så lång som livslängden för obehandlade verktyg. Verktyg i enlighet med föreliggande uppfinning har en livslängd, som är minst tre gånger så lång som för verktyg, som underkastats en oxiddiffusionsbehandling. Ytan hos arbetsstycken, som undergått skärande bearbetning med verktygen enligt uppfinningen, är väsentligt bättre än de ytor, som bildas med användning av obe- handlade verktyg eller verktyg, som erhållit en oxiddiffusionsbehand- ling. Denna förbättring gäller både vad beträffar initial användning av verktyget och efter en väsentlig skärningstid. ' Uppfinningen skall beskrivas med hänvisning till bifogade rit- ningar, på vilka fig. 1 är en åskådliggörande vy av ett verktyg, som behandlats i enlighet med föreliggande uppfinning, och som visar den struktur, som erhållits genom diffusion av metallen i grupperna VIB 10 15 20 25 30 35 40 7400239-5 eller VB in i verktyget yta, fig. 2 liknar fig. 1, men effekterna visas i ett microfotografi, som erhållits vid analys i electronmik- roskop, fig. 3 visar jämförande kraterprofiler för vertyg, som be- handlats med titanmetall och obehandlade verktyg, fig. 4 är en sche- matisk vy av kraterdjupet för de behandlade och obehandlade verkty- gen, som används enligt fig. 3 som funktion av skärtiden, fig. 5 är en schematísk vy av längden av nötningsåsen för de behandlade och obehandlade verktygen, som används i fig. 3, som en funktion av skär- tiden, och fig. 6 liknar fig. 3 men visar kraterprofilen för ett verk- tyg, som behandlats med hafnium.
Det första steget vid framställningen av volframkarbidverktygen i enlighet med förfarandet enligt uppfinningen är anordnaudet av ett skikt av en metall i grupperna VIB eller VB över verktygeL, exempel- vis en metall omfattande titan, zirconium, hafnium, vanadin, niob, tantal eller blandningar därav. Detta kan genomföras medelst något av ett flertal kända förfaranden. Således kan metallen utfällas genom elektroutfällning från ett smält saltbad, gasformig sönderdelning företrädesvis av en halogenid av metallen i grupperna VIB eller VB, vakuumutfällning, sprutning med användning av låga eller plasma, neddoppning i smält metall och liknande. De föredragna metoderna är gasformig sönderdelning av halogeniden av metallerna i grupperna IVB eller VB, elektroutfällning från ett bad av smält salt och plasma- sprutning, varvid gasformig sönderdelning mest föredras. Tjockleken av den över verktyget utfällda metallen är icke kritisk, vftersom överskott av metall avlägsnas efter diffusionssteget. Företrädesvis bör tjockleken för beläggningen vara minst 5 pm och företrädesvis mellan 10 och 100 pm.' Efter utfüllningen av metallen över verktygsytan eller sam- tidigt dürmed,diffusoras metallen in tdot inre av verktygvn. Detta genomföres genom att upphetta verktyget, och beläggning, till för- höjd temperatur, under vakuum eller i en inert atmosfär, till en temperatur, som varierar mellan ungefär 816°C till en temperatur överstigande 1093°C, beroende på de använda förfaringssätten, var- vid inses, att själva verktyget icke uppnår denna övre gräns, utan att dessa förhöjda temperaturer endast är temperaturen för belägg- ningen. Således föredras, för beläggning eller utfällning från ett bad av smält salt temperaturer av från 81606 till 1093°C. Högre tem- peraturer, exempelvis 982-1649°C, är lämpliga för gasformigt sönder- fall. Plasmasprutning innebär uppenbart väsentligt högre temperatur, typiskt överskridande 555000 i beläggningen och något mindre tempera- 10 15 20 25 30 35 #0 7400239-s tur i verktyget.
De ovannämnda utfällningsförfarandena resulterar nödvändigtvis i samtidig diffusion av metallen in i verktygsytan, och, såsom kom- mer att förklaras i större detalj nedan, reaktion mellan den metall, som diffuserar in i verktyget och den volframkarbid, som erhålles vid bildningen av en karbid av den metall, som diffuserar in i verk- tygets yta, med reduktion av volframkarbiden till volframmetall. För dessa metoder är således utfällning och diffusion samtidiga. Det in- ses, att med dessa förfaranden, är utfällningstemperatur och behand- lingstid av varandra beroende variabler genom att ju högre utfäll- ningstemperaturen är, desto snabbare är utfällningen och diffusionen av metallen in i verktyget. Allmännt justeras tiden och temperaturen så att metallen i gruppen VIB eller VB diffuserar ett tillräckligt avstånd in i verktyget, företrädesvis minst 2 pm och allra helst mel- lan 5 och 20 pm och undergår de nödvändiga kemiska reaktionerna. Den- na tid kan uppgå till ett så litet värde som en minut eller mindre, varvid de högra temperaturerna gäller i fall av plasmasprutning och varierar typiskt mellan en halv och tio timmar för förfarandena, som jämföras vid den lägre temperaturen, och företrädesvis mellan två och sju~timmar, varvid inses, att högre temperaturer erfordrar kortare tidsperioder och lägre temperaturer erfordrar på motsvarande sätt längre'tidsperioder.
Såsom ovan nämnts är metallutfällningssteget och steget innebär- ande diffusion av metallen in i verktygets yta företrädesvis samtidi- ga, men diffusionssteget kan bringas att fortsätta efter utfällning eller kan utgöras av ett totalt separat steg.
Efter diffusion av metallen i grupp VIB eller VB in i verktygs- ytan, avlägsnas överskottet av ytmetall. Detta är nödvändigt, efter- som metallerna i grupperna VIB och VB är mjuka i förhållande till verktyget och skulle inteferera med skäroperationen, om de icke av- lägsnas, eftersom verktyget skulle nötas snabbt och kvarlämna en stor beröringszon mellan verktyget och arbetsstycket. Detta skulle resultera i en större friktion och en högre skärtemperatur. Det sätt, varpå överskott av metall avlägsnas, är icke kritiskt. För metallerna i gruppen VIB är ett etsningsmedel av syratyp, såsom en blandning av fluorvätesyra och salpetersyra, tillfredsställande. För metallerna i gruppen VB är neddoppning i lut lämplig. Alternativt, i stället för yttre avlägsnande av överskottsmetall, kan överskottsmetallen bringas att diffusera in i det inre av verktyget medelst en diffu- sionsteknik efter de ovannämnda förfaringssätten. 10 15 20 30 35 40 7400239-5 6 Fastän man i samband med föreliggande uppfinning icke vill vara bunden till någon teori tror man, att då metallen i gruppen VIB eller VB diffuserar in i verktyget, reducerar den volframkarbiden till me- tallisk volfram omedelbart under verktygsytan under bildning av en motsvarande karbid av metallen i gruppen VIB eller VB. Man tror, att volframen inträder i bindemedelsfasen och tvingar koboltbindemedlet djupare in i verktyget. Som resultat härav, omedelbart under verkty- gets yta, föreligger ett eldfast volframbindemedel, som tjänar som bindemedel för karbidpulvren, varvid åstadkommas ett verktyg med för- bättrad nötningsbeständighet, som åstadkommer ett förbättrat utseende på ytan av de arbetsstycken, som bearbetas med nämnda verktyg.
Det ovanstående åskådliggöres i fig. 1 på bifogade ritningar, vilken är väsentligt förstorade. Såsom däri visas, under användning av titankarbid i belysande syfte, föreligger partiklar av primärt bil- dade titankarbid vid verktygets yta. Med djupare penetrering eller inträngning i verktyget minskar antalet titankarbidpartiklar medan an- talet volframkarbidpartiklar ökar. Slutligen, då ytterligare inträng- ning i verktyget göres, utgöres huvudsakligen samtliga partiklar av volframkarbidpartiklar. Med avseende på bindemedlet, har horisontella streck använts för att beteckna volfram och vertikala streck används för att beteckna kobolt. Vid verktygets yta är bindemedlet rikt på volfram. Längre in i verktyget ökar koboltkoncentrationen tills bin- demedlet huvudsakligen enbart består av kobolt. Det föreligger en gradientfas av kobolt och volfram mellan kobolt- och volframfaserna.
Det inses, att det i fig. 1 visas ett verktyg, som man förmodar erhålles medelst förfarandet enligt uppfinningen. Den relativa kon- centrationen för volframkarbiden och titankarbiden såväl som för volframen och kobolten i bindemedelsfasen är icke angivna kvantita- tivt, utan endast i belysande syfte.
Fig. 2 på bifogade ritningar omfattar fyra microfotografier från fyra separata analyser, som genomförts med användning av elek- tronmikroskop, av ax verktyg, i vilket titan diffuserats in i ytan, anordnade över varandra i jämförande syfte. Det första fotografiet visar verktygsytan, det andra är specifikt för titan, det tredje är specifikt för kobolt, och det fjärde är specifikt för volfram.
Med hänvisning till fig, 2 visas ett skikt vid ytan av verk- tyget, som har en tjocklek av ungefär 0,013 mm, vilket består av titankarbid i ett volframbindemedel, som är huvudsakligen utarmat 'på kobolt. Med speciell hänvisning till den zon, som representerar titan, inses, att skiktet med en tjocklek av 0,013 mm är rikt på 10 20 BO 35 ho 714002396 titan. Röntgendiffraktionsanalys visar, att detta skikt föreligger i form av titankarbid. Penetrering djupare in i verktyget visar när- varon av titan, men detta är titan, som ursprungligen förelåg i verk- tyget (före behandling) såväl som bakgrundsspridning. Koboltzonen vi- sade, att det 0,013 mm tjocka skiktet är utarmat på kobolt, fastän, vid djupare inträngning i verktyget, det föreligger ett på kobolt rikt skikt, som med mjuk övergång blandas sig med kobolten i sub- stratet. Slutligen, med avseende på volframzonen, föreligger det 0,013 mm tjocka skiktet, som är rikt på volfram, som medelst rönt- gendiffraktionsanalys visa sig föreligga i form av metallisk volfram.
Djupare inträngning i verktyget visar närvaron av volfram, som med- elst röntgendiffraktionsanalys visa sig föreligga i form av volfram- karbid. Det kan således fastställas, att vid de förhöjda temperatu- rer, som används för att diffusera titanen in i verktyget, reducerar den metalliska titanen volframkarbid till metallisk volfram under bildning av titankarbid vid ytan. Den metalliska volframen, som fri- göres, förflyttar därefter koboltbindemedlet och tvingar det djupare in i verktyget. Detta ger ett hart, koherent, eldfast ytskikt med ett tunt, segt, på kobolt rikt underlag och ett styvt substrat för det ursprungliga verktygsmaterialet.
Uppfinningen åskådliggöres medelst följande exempel. I exemplen användes ett verktyg av volframkarbid av dimensionen 12,7 X 12,7 x 3,18 mon. Verktyget var kommersiellt tillgängligt. Det innehåll 79 vikts-% voiframkarbid, 5% kobolf, 7,o% cantalkarbid, 5,8% titankarbid och 2,5% niobkarbid. Före behandling regöres företrädesvis verktyget såsom genom polering med ett sex pm diamant polermedel för att avlägs- na Oljifla filmer.
Ovunnämndn verktyg belades med titan genom elektroutfällnlng från ett bad av smält salt med användning av metoden enligt B.J. Fortin med flera, "Electrodeposition of Adherent Titanium Coatings on Induc- tion Heated Cathodes in Fused Salts", Journal of Electrochemical So- ciety, Vol. 106, No. 5, maj 1959. Med användning av detta förfarande åstadkommas pläteringsmaterialet medelst en löslig anod av titanmetall och elektrolyten består av en eutektisk blandning av kaliumjodid och _kaliumf1uorid. Det verktyg, som skall pläteras, tjänar som katod och omges av en induktionsupphettningsanordning. Badet hålles i smält tillstånd genom induktionsupphettning av verktyget under nlätering.
Detta bibehåller verktyget vid en markant högre temperatur än den omgivande elektrolyten och befrämjar diffusion av titan in i verk- tygsytan samtidigt med pläteringen av titanet på ytan. En argonatmos- _7uoo2s9-5 10 15 20 25 30 35 ho fär upprätthålles företrädesvis över elektrolytens yta. Med använd- ning av detta förfarande erhålles glänsande, vidhäftande och något ojämna titanbeläggningar. Den optimala pläteringsströmmen visar sig vara ungefär 0,16 A/cm och de bästa resultaten erhålles vid den maximala verktygstemperaturen, som, beroende på naturen av pläterings- anordningen, uppgick till ungefär 98200. Pläteringsförfarandet genom- fördes under en tidsperiod av fyra timmar, under vilken tid titanet diffuserade in i verktygets yta till ett djup av ungefär 0,013 mm.
Efter plätering avlägsnades titanet på ytan av verktyget genom ets- ning med en blandning av fluorvätesyra och salpetersyra i förhållan- detïzß.
Ett andra verktyg behandlades genom att detta belades genom gas- formig sönderdelning av titantetrajodid. Enligt detta förfarande pla- ceras verktyget i ett reaktionskärl av typen pyrex, som satsats med titanmetall och jodkristaller. Verktyget omges av en induktionsupp- hettningsanordning. Kammaren evakueras därefter och förseglas. Hela kärlet placeras i en ångmantel, som bibehåller väggtemperaturen vid 100°C. Denna temperatur alstrar ett_tillräck1igt titantetrajodidång- tryck för en väsentlig utfällningshastighet, men är ändå tillräckligt lågt för att befrämja bildandet av tetrajodiden i förhållande till lägre jodider. Pläteringen fortskrider i fyra steg omfattande bildan- det av titantetrajodiden i reaktionskärlet, transporten av titantetra- jodidångan till den induktionsupphettade verktygsytan, sönderdelningen av titantetrajodiden till titan och jodid vid verktygets yta och tran- sporten av joden till den råa titanmetallen för erhållande av ytter- ligare titantetrajodid.
Genom användning av induktionsupphettníngsanordningeu anordnad kring verktyget under utfällningen, bibehålles verktyget vid förhöjd temperatur på så sätt, att titanet diffuserar in i verktyget samtidigt med en utfällning. Vid det ovannämnda förfarandet hålles verktyget vid en temperatur något överstigande ungefär 12OÄ°C och utfällningen sker under en 7 timmar lång tidsperiod. Emellertid har temperaturer överstigande 16ü9°C även använts, men i dessa särskilda försök var resultaten icke tillfredsställande eftersom det förelåg en alltför kraftig ansamling av titan, som var svår att avlägsna med etsnings- lösningen. Denna ansamling är icke önskvärd eftersom den är betydligt mjukare än substratmaterialet.
'Efter utfällningen av titanet på ytan av verktyget och den sam- tidiga diffusionen av titanet in i verktyget, avlägsnas överskott av tltanmetall genøm neddoppning i ett etsningsmedel omfattande fluor- V! 10 20 35 ho 7læ00239-5 vätesyra och salpetersyra i ett förhållande av 1:3. Det visa sig, att titanen diffuserade ungefär 0,013 mm in i verktygets yta. Alter- nativt kan överskottet av titan bringas att diffusera in i verktyget genom att detta hålles vid förhöjd temperatur efter utfällning.
Nötningsegenskaperna för verktyg, som behandlats i enlighet med uppfinningen, och obehandlade verktyg, visas i diagramform i fig. 3.
I jämförande syfte används verktyg, som framställts i enlighet med förfarandet av sönderdelningstyp och obehandlade verktyg. Vid för- söket användes en svarv för skärande bearbetning av metall. Skär- djupet med användning av svarven var 1,3 mm på värmebehandlat ÅBÄO stål. Matningshastigheten var 0,13 mm per varv vid en skärhastighet av 210 m/min. Någon skärvätska användes icke.
Med hänvisning till fig. 3 visas därpå jämförande kraterpro- Filer för både ett obehandlet verktyg (till brott) och samma verk- tyg, som behandlats i enlighet med uppfinningen. Det framgår därav, att efter 10 min. bearbetning, hade det obehandlade verktyget en djupare krater. Av fig. 4 eller 5 framgår, att verktyget undergår brott efter ungefär 15 min. Som Jämförelse förelåg föga eller ingen kraterbildning med det behandlade verktyget efter 10 min. Försöket fortsatte för det behandlade verktyget under en total bearbetninga- tid av Så min., vid vilken tidpunkt verktyget undergick brott.
De i fig. 3 visade resultaten återfinns i fig. U, som grafiskt visar kraterdjupet som funktion av skärtiden för både det behandlade och obehandlade verktyget. Det bör inses, att det förelåg ett krater- djup av ungefär 0,13 x 10-3cm efter 10 min. med det obehandlade verk- tyget. Det tog ungefär RO min. att erhålla huvudsakligen samma krater- djup i fall av det behandlade verktyget. Således föreligger ungefär en #00 %-ig förbättring med användning av verktyget i enlighet med föreliggande uppfinning, Ungefär samma procentuella förbättring före- ligger L fall av förlust av dimunlionsnoggrunnheten.
Fig. 5 på bifogade ritningar representerar grafiskt Längden för nötningsåsen som en funktion av skärtiden för både de behandlade och obehandlade verktygen. En jämförelse mellan kurvorna för det obehand- lade och behandlade verktyget visar åter en ungefärlig förbättring av üOO$ för just denna nötningsegenskap.
De ovan beskrivna sönderdelningsförfarandena, baserade på bild- ningen av gasformiga produkter, för titanbeläggningen upprepades med användning av hafnium i stället för titan. Behandlingstiden minskades till tre timmar. Typiska kraterprofiler framgår av fig. 6. Siffran bredvid varje kraterprofil representerar en multipel av den tid, som 10 7400239-5 10 åtgick för brott av det obehandlade verktyget. I detta fall under- gick det obehandlade verktyget brott inom §,ü min. Den första krater- profilen, som representeras på ritningen, är 6,3 x 6,ä min. eller un- gefär 40 min. Den andra kraterprofilen var 7,6 gånger tiden för brott av det obehandlade verktyget. Fastän det med hafnium behandlade verk- tyget icke visas på ritningen, varade detta mer än 9 gånger så länge som det obehandlade verktyget vid en förbättring av minst 800%. Lik- nande skikt erhålles med användning av zirkønium, vanadin, niob eller tantal i stället för titan eller nafnium.

Claims (9)

  1. l0 lb 20 25 30 35 7400239-5 ll PATENTKRAV l. Skärverktyg av volframkarbid, k ä n n e t e c k n a t av att det uppvisar ett ytskikt, som är rikt på en karbid av metallerna i gruppen 4 eller 5 i grund- ämnenas periodiska system, nämligen titan, zirkonium och hafnium, respektive vana- din, niob och tantal eller blandningar därav, varvid metallkarbiden är bunden med metallisk volfram.
  2. 2. Verktyg enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att det, under yt- skiktet, uppvisar ett lager huvudsakligen omfattande volframkarbid bunden med metallisk kobolt,
  3. 3. Verktyg enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att ytskiktet har en tjocklek av minst šxtm och företrädesvis mellan 5 och 29¿Lm;
  4. 4. Förfarande för tillverkning av ett verktyg av volframkarbid enligt krav l, k ä n ne t e c k n a t av att ett skikt av en metall i gruppen 4 eller 5, nämligen titan, zirkonium och hafnium, respektive vanadin, niob och tantal päföres ytan av verktyget, att nämnda metall bringas att diffundera in i verktyget genom upphettning av detsamma, varvid metallen bildar mntallkarbid med kolet i verktyget och ger ett ytlager av metallkarbid och metallisk volfram.
  5. 5. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att det överskott av metallen, som icke diffunderat in i nämnda verktyg, avlägsnas från ytan av verk- tyget,
  6. 6. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att metallen pâförts verktyget genom elektroutfällning från ett bad av smält salt,genom vakuumutfällning, genom sönderdelning av en halogenid av metallen, genom flamsprutning,fràn en plasma, eller genom neddoppning.
  7. 7. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n at av att temperaturen och tiden för pâförande av metallen till ytan av verktyget och för diffusion av nämnda metall in i verktyget är tillräckliga för att genom diffusion införa metallen minst m och företrädesvis från äxcm till 29ALm in i ytan av verktyget.
  8. 8. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att temperaturen upp- gär till minst 8l6°C, företrädesvis varierar mellan 8l6°C och 164900, och spe- min; menan s3o°c och 12s2°c.
  9. 9. Förfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t av att tiden för påfö- randet av metallen uppgår till minst nägra minuter, företrädesvis varierar mellan 0,5 och l0 timmar och speciellt mellan 2 och 4 timmar. l0. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att metallen avlägs- nas genom diffusion av denna in i verktyget, genom neddoppning i syra eller genom neddoppning i lut. ANFURDA PUBLIKATIONER: US 3 564 683 (29-95)
SE7400239A 1973-01-18 1974-01-09 Skaerverktyg av volframkarbid och foerfarande foer dess tillverkning SE412417B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US32488973A 1973-01-18 1973-01-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SE412417B true SE412417B (sv) 1980-03-03

Family

ID=23265540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE7400239A SE412417B (sv) 1973-01-18 1974-01-09 Skaerverktyg av volframkarbid och foerfarande foer dess tillverkning

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4066821A (sv)
JP (1) JPS568913B2 (sv)
CA (1) CA1050834A (sv)
CH (1) CH603288A5 (sv)
DE (1) DE2401786A1 (sv)
FR (1) FR2214546B1 (sv)
GB (1) GB1457181A (sv)
IT (1) IT1003426B (sv)
SE (1) SE412417B (sv)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT336905B (de) * 1975-02-10 1977-06-10 Plansee Metallwerk Verschleissteil fur die spanabhebende und spanlose formgebung
GB1555802A (en) * 1976-01-28 1979-11-14 Atomic Energy Authority Uk Metalworking tool elements
US4169913A (en) * 1978-03-01 1979-10-02 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Coated tool steel and machining tool formed therefrom
US4402764A (en) * 1981-03-05 1983-09-06 Turbine Metal Technology, Inc. Method for producing abrasion and erosion resistant articles
US5073411A (en) * 1981-12-16 1991-12-17 Carboloy, Inc. Process for forming a surface oxidized binding layer on hard substrates
DE3332260A1 (de) * 1983-09-07 1985-03-28 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Beschichteter hartmetallkoerper
US4668583A (en) * 1984-04-13 1987-05-26 Hi-Shear Corporation Refractory coating
DE3515919A1 (de) * 1985-05-03 1986-11-06 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Verschleissfester beschichteter hartmetallkoerper und verfahren zu seiner herstellung
US4731296A (en) * 1986-07-03 1988-03-15 Mitsubishi Kinzoku Kabushiki Kaisha Diamond-coated tungsten carbide-base sintered hard alloy material for insert of a cutting tool
FR2607840B1 (fr) * 1986-12-04 1989-04-07 Centre Nat Rech Scient Procede et dispositif de revetement de fibres de carbone par un carbure et fibres de carbone ainsi revetues
US4804583A (en) * 1987-05-26 1989-02-14 Exxon Research And Engineering Company Composition of matter that is hard and tough
JPH0368605U (sv) * 1989-11-07 1991-07-05
US5089447A (en) * 1990-10-09 1992-02-18 The Dow Chemical Company High hardness, wear resistant materials
US5238711A (en) * 1990-11-05 1993-08-24 The President And Fellows Of Harvard College Method of coating carbon fibers with a carbide
US5141773A (en) * 1990-11-05 1992-08-25 Northeastern University Method of forming a carbide on a carbon substrate
US5955119A (en) * 1990-12-21 1999-09-21 International Business Machines Corporation Carbide rod screening nozzles
JP2985300B2 (ja) * 1990-12-25 1999-11-29 三菱マテリアル株式会社 硬質層被覆サーメット
CA2065581C (en) 1991-04-22 2002-03-12 Andal Corp. Plasma enhancement apparatus and method for physical vapor deposition
DE4203773A1 (de) * 1992-02-10 1993-08-12 Huels Chemische Werke Ag Verfahren zur verguetung der oberflaeche eines koerpers
US5704994A (en) * 1994-10-27 1998-01-06 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method of case-hardening shaped object
JPH09109126A (ja) * 1995-10-17 1997-04-28 Ngk Insulators Ltd ハニカム成形用口金の再生方法
US7732014B2 (en) * 2006-04-18 2010-06-08 Philos Jongho Ko Process for diffusing titanium and nitride into a material having a generally compact, granular microstructure
US8722592B2 (en) * 2008-07-25 2014-05-13 Wincom, Inc. Use of triazoles in reducing cobalt leaching from cobalt-containing metal working tools
WO2010024902A2 (en) 2008-08-28 2010-03-04 Corning Incorporated Wear resistant coatings for tool dies
CN101591739B (zh) * 2009-06-11 2011-07-20 浙江恒成硬质合金有限公司 一种五元p类硬质合金的制备方法
US8236204B1 (en) 2011-03-11 2012-08-07 Wincom, Inc. Corrosion inhibitor compositions comprising tetrahydrobenzotriazoles solubilized in activating solvents and methods for using same
US9309205B2 (en) 2013-10-28 2016-04-12 Wincom, Inc. Filtration process for purifying liquid azole heteroaromatic compound-containing mixtures

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2113171A (en) * 1936-04-08 1938-04-05 Cooper Products Inc Carbide material
DE1056449B (de) * 1954-03-12 1959-04-30 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Herstellung von UEberzuegen aus harten Carbiden
US3171192A (en) * 1961-09-22 1965-03-02 Vitro Corp Of America Article and method of fabricating same
FR1525512A (fr) * 1966-06-02 1968-05-17 Beteiligungs & Patentverw Gmbh Procédé de fabrication de revêtements sur des corps en métal dur
US3721577A (en) * 1966-09-23 1973-03-20 Teeg Research Inc Process for the deposition of refractory metal and metalloid carbides on a base material
SE375474B (sv) * 1969-02-21 1975-04-21 Sandvik Ab
SE332328B (sv) * 1969-02-21 1971-02-01 Sandvikens Jernverks Ab

Also Published As

Publication number Publication date
DE2401786A1 (de) 1974-08-22
JPS568913B2 (sv) 1981-02-26
IT1003426B (it) 1976-06-10
CH603288A5 (sv) 1978-08-15
JPS49103848A (sv) 1974-10-01
FR2214546A1 (sv) 1974-08-19
GB1457181A (en) 1976-12-01
FR2214546B1 (sv) 1977-08-19
US4066821A (en) 1978-01-03
CA1050834A (en) 1979-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE412417B (sv) Skaerverktyg av volframkarbid och foerfarande foer dess tillverkning
EP0584168B1 (en) Etching process
US5660881A (en) Method of manufacturing CVD diamond coated cutting tools
EP0459637B1 (en) Process for applying a coating to a metal or ceramic object
US6410086B1 (en) Method for forming high performance surface coatings and compositions of same
TWI351444B (sv)
JP5001323B2 (ja) 白色酸化イットリウム溶射皮膜表面の改質方法および酸化イットリウム溶射皮膜被覆部材
CA2220420C (en) A method for coating a carbon substrate or a non-metallic substrate containing carbon
EP1612851B1 (en) A method for the treatment of a surface of a metal-carbide substrate for use in semiconductor manufacturing processes as well as such a metal-carbide substrate
JPS61190891A (ja) 保護被膜をもつ炭素又は黒鉛体及びその製法
CN108385148B (zh) 半导体反应器及半导体反应器用金属母材的涂层形成方法
CN107530774B (zh) 切削刀具
US4430170A (en) Electrodeposition of refractory metal carbides
Sarin et al. The Effect of Eta Phase on the Properties of CVD TiC‐Coated Cemented Carbide Cutting Tools
EP0910558B1 (en) Sintering method
US11834746B2 (en) Methods and systems for electroless plating a first metal onto a second metal in a molten salt bath, and surface pretreatments therefore
JP3152105B2 (ja) 炭窒化チタン系サーメット製切削工具
US6207102B1 (en) Method of sintering cemented carbide bodies
CN114318202B (zh) 一种镍基合金表面耐磨涂层及其制备方法
US2991192A (en) Process of coating graphite with niobium-titanium carbide
JP2023509603A (ja) フッ化マグネシウム領域が形成させる金属体
JP2876095B2 (ja) 黒鉛製電解加工用電極
EP0912458B1 (en) Sintering method
JP6091150B2 (ja) フッ化処理による表面改質方法
JPH0797677A (ja) 被覆物体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 7400239-5

Effective date: 19880915

Format of ref document f/p: F