SE415199B - Med borerad ytzon forsedd sintrad hardmetallkropp - Google Patents
Med borerad ytzon forsedd sintrad hardmetallkroppInfo
- Publication number
- SE415199B SE415199B SE7710826A SE7710826A SE415199B SE 415199 B SE415199 B SE 415199B SE 7710826 A SE7710826 A SE 7710826A SE 7710826 A SE7710826 A SE 7710826A SE 415199 B SE415199 B SE 415199B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- cemented carbide
- carbide
- drilling
- drilled
- grain size
- Prior art date
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 title description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title description 6
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 35
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 14
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 5
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 229910000039 hydrogen halide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012433 hydrogen halide Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003178 Mo2C Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N borane Chemical class B UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000085 borane Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 229910003470 tongbaite Inorganic materials 0.000 description 2
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015844 BCl3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000005324 grain boundary diffusion Methods 0.000 description 1
- 239000003966 growth inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 231100000925 very toxic Toxicity 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING 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
- C23C—COATING 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
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
- C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12014—All metal or with adjacent metals having metal particles
- Y10T428/12028—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, etc.]
- Y10T428/12049—Nonmetal component
- Y10T428/12056—Entirely inorganic
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Description
7v1oa2se4 Sådana kroppar har utvecklats framför allt för tillämpningar, där högt slitagemotstånd krävs. Vid dessa tillämpningar avflagar dock på- lagda skikt relativt ofta (eller får urflisningar om de är tjocka) på grund av mekaniska påkänningar. Borid-, karbid- eller nitridskiktens bättre högtemperaturegenskaper (kemisk stabilitet, oxidationsegen- skaper) jämfört med obehandlad hårdmetall kan inte heller utnyttjas om arbetstemperaturen understiger ungefär 600°C, såsom ofta är fallet vid tillämpningar utanför området spånskärande metallbearbetning. Pro- dukter med diamant eller kubisk bornitrid som skikt eller som massiva produkter är på grund av använda tillverkningsprocesser exklusiva ma- terial med höga framställningskostnader.
Hos hittills kända produkter med indiffunderade zoner av bor i hård- metall har zonerna varit av otillfredsställande kvalitet och tjock- lek. Ofta har ytzonen varit så tunn att den genombrutits i förtid på grund av slitaget. Detta medför att ytzonens förhöjda slitagemotstånd i ej utnyttjas optimalt. Vidare medger tjockare ytzoner bearbetning så- som polering, slipning, läppning etc efter boreringen. Då man vid bo- rering av hårdmetall normalt har använt processer utvecklade för bore- ring av stål, har ej processen kunnat styras så väl som behövs vid bo- rering av flerfasiga material som hårdmetall. Hårdmetallsubstratet har inte heller utgjorts av för boreringen optimal hårdmetallkvalitet.
Agenser som innehåller bor och kan användas som bordonator vid bore- ring finns i alla tre aggregationstillstånden. För stål har inpacknings- förfaranden, där man utnyttjat pulverformiga borföreningar eller faser tillsammans med t ex aluminiumoxidpulver med eller utan "aktívatorer“, givit goda resultat. Föga framgång har däremot nåtts med processer ut- nyttjande flytande faser (saltsmältor) med eller utan elektrolys, då bl a den höga viskositeten hos dylika faser har medfört att process- data varit svåra att styra och kontrollera. Ej heller har den metod som medger de bästa styrmöjligheterna, gasborering, kunnat praktiseras på bästa sätt. Således har alltför kraftig borering - innebärande bl a en avsevärd försprödning av den borerade ytzonen samt förekomst _av_fri bor på hårdmetallytan - ej kunnat undvikas.
Likaså har alltför tunna zoner erhållits. Detta sammanhänger bl a med att endast två grupper av gasformiga borföreningar är kända, nämligen boraner och bortrihalogenider, där boranerna är mycket giftiga och dyra, medan användande av bortrihalogenlder ansetts leda till kraftig korrosion av substratet. 3 7710826 'lf Enligt uppfinningen har det dock helt oväntat visat sig, att man kan erhålla ett mycket gott resultat vid borering av hârdmetall om man av- passar eller optimerar hårdmetallens sammansättning och struktur på ett speciellt sätt.
'Det för den borerade detaljen mest fördelaktiga hårdmetallmaterialet innehåller en karbid som huvudbeståndsdel jämte bindemetall, där kar- biderna skall vara WC med små tillsatser av kubiska karbider såsom VC, TiC, TaC, Mo2C, ZrC, Nbc och/eller Cr3C2 och bindefasen väsentligen utgöras av kobolt eller nickel eller blandningar av dessa. Halten binde- fas kan variera mellan 6 - 40 vol-% men fördelaktigast är 8 - 20 vol-%.
Helst bör halten vara <115 vol-%. Utslagsgivande för erhållande av ett gott resultat enligt uppfinningen är att i detta fall WC-kornens medelkornstorlek skall vara mellan 0.2 - 1.5/um och allra helst mellan 0.2 - 1 ßnm. Lämpligen bör medelkornstorleken vara högst 0.8/um, d v s innefatta en mycket finkorning hårdmetallkvalitet.
Tillsatskarbiderna (VC, TiC, TaC, NbC, ZrC, Mo2C och/eller Cr302) har sitt främsta syfte att nedbringa medelkornstorleken hos den kar~ bid som är huvudbeståndsdel. Eftersom dessa tillsatskarbider inlösta i Co dock verkar hämmande på zontillväxten bör de hållas vid så låg halt som möjligt. Det har därvid visat sig, att halten tillsatskarbid skall vara högst 1/10 och företrädesvis högst 1/12 av bindefashalten, om halterna angivits i volymprocent. Det är dock överraskande att goda resultat erhålles med hàrdmetall med så låg kornstorlek att till- satser, vilka hämma själva boreringsprocessen, måste användas i egen- skap av karbidkorntillväxtinhibitorer. Halten tillsatskarbid bör vara minst 0.1 % och företrädesvis minst 0.2 %. Lànpliga halter har visat sig vara. 0.5 - 1.0 -73 och ofta 0.4 - 0.6 %.
En typisk analys för använd hårdmetall är: Co 10.0 vol-% Ni <:O.2O " Fe < x) . 20 " TiC, TaC, Nbü 0-70 " WC Rest Medelkornstorlek hos WC: 0.8/um .>.a ...ß Éb 77108264; 4 Den noggrant avpassade medelkornstorleken hos den karbidfas, som är huvudbeståndsdel i hårdmetallmaterialet, är en förutsättning för att gynnsamma resultat skall erhållas vid boreringen. Det har visat sig, att vid de relativt höga temperaturer som normalt gäller vid bore- ring, fortfarande korngränsdiffusionen och ej volymdiffusionen är den hastighetsbestämmande diffusionsmekanismen för zontillväxten. Vidare har det visat sig, att den tidigare i och för sig kända effekten, att minskande karbidkornstorlek med i övrigt oförändrade strukturparamet- rar hos hårdmetall leder till ökande slitagemotstånd, förstärks när det gäller slitagemotståndet hos den borerade ytzonen.
Generellt gäller vid borering av hårdmetall, att hållfastheten, upp- mätt medelst böjhållfasthetsprovning av provstavar, sjunker efter det att materialet har borerats. Det har nu överraskande visat sig, att -denna sänkning är minst om provkroppen är tillverkad i en finkorning hårdmetallkvalitet och dessutom bindemetallhalten, d v s normalt Co- _halten, hos hårdmetallen är.låg. Såsom exempel kan nämnas att en 10- faldig ökning av slitstyrkan har kunnat uppnås, samtidigt som sänk- ringen ev böjhållfeetneter varit mindre än 10 et. Detta innebär ner-malt en kraftig livslängsökning el1er_kvalitetsförbättring hos hårdmetallen.
Ytzontjocklekar från 1 - 100lum, företrädesvis 20 - 80 kan erhållas med mycket god jämnhet och med god processekonomi om man utgår från den hårdmetall som specificerats i den tidigare beskrivningen. Vid zondjup på över 100/um ökar dock risken för skador på hårdmetalldetal- jen. Normalt har boreringszoner med tjocklekar över 30 kunnat åstad- kommas. Detta är betydligt djupare än vad som tidigare kunnat uppnås utan att hårdmetallen har skadats.
Borerade hårdmetalldetaljer i enlighet med uppfinningen finner an- vändning framför allt vid tillämpningar, där arbetstemperaturen är lägre än ca 70000, eller inom sådana områden där endast måttliga dimensionsavvikelser på grund av förslitning kan tolereras. Detta innebär bl a kroppar eller skär för skärande bearbetning vid låg temperatur, t ex fräsníng av Al-legeringar, samt slitdelar, där en- dast obetydlig nedslitning äger rum. 33 5 7710826-Å Den nämnda boreringen av hårdmetallen sker lämpligen medelst CVD- teknik (Chemical Vapor Deposition), vilket innebär en behandling av hårdmetallkroppen eller substratet vid förhöjd temperatur i en reaktor eller ett reaktionskärl med en gasblandning innehållande bortrihalo- genid, väte samt eventuellt en inert gas. Härvid utgör behandlingen eller reaktionen väsentligen en reduktion av bortrihalogeniden med vätgas. I det fall att bortriklorid används, kan reaktionen illustre- ras medelst formeln 2 BCl3 + 3 H2 = 2 B + 6 H01, varvid B ej behöver avse enbart elementärt B. Av reaktionsformeln inses att jämvikten starkt påverkas av ändringar i H01-koncentrationen.
Vid tidigare kända boreringar av hårdmetall har man funnit, att avsätt- ningen av bor har skett alltför snabbt i de flesta fall och att utskilj- ning av elementärt_bor har ägt rum i gasfasen eller på hårdmetallen.
Dylika beläggningar, som normalt är amorfa, är spröda och har en mycket dålig ytjämnhet.
Hos hårdmetallkroppar enligt uppfinningen har nämnda nackdelar mot- verkats eller eliminerats genom att vid borering av ett till sin sam- mansättning och struktur optimerat hårdmetallsubstrat använda en hög vätehalogenidkoncentration (t ex H01), varigenom processgasens "bo- reringspotential",d v s koncentrationen eller halten av bortrihalo- genid i gasen, kunnat minskas. Emellertid förorsakar den förhöjda väte- halogenidkoncentrationen en korrodering av hårdmetallen. Detta ytter- ligare problem har dock lösts genom att man låter variera processga- sens "boreringspotential" under själva boreringsförloppet. I ett för- sta steg använder man härvid en låg vätehalogenidtillsate, när sub- stratets förmåga att uppta bor är stor (förmågan att uppta bor minskar med ökad halt av bor i substratet) och en tunn borerad zon bildas, vilken skyddar hårdmetallen mot vidare korrosion. Detta tillåter att man i ett eller flera ytterligare steg kan öka vätehalogenidkoncen- trationen, vilket enligt ovan sänker "boreringspotentialen" och med- för att överborering kan undvikas. ,771oa2s-A - 6 Vid boreringsprocessen uppvärms hårdmetalldetaljerna till 750 - 100000, men vanligen har en temperatur mellan 8500 och 92500 varit mest ända- målsenlig. Det har visat sig att vid behandling av hårdmetallsubstratet vid höga temperaturer, d v s över ca 950°C, hårdmetallkroppen löper stora risker för skador genom processen. Sprickor uppkommer ofta i hörn och av kinetiska skäl kan icke önskad borering av karbiden hållas tillbaka i tillräcklig omfattning genom styrning av processvariablerna. Å andra sidan har det visat sig ogynnsamt att belägga hårdmetallsub- stratet vid en lägre temperatur, d v s under ca 75000. Detta betingas främst av att zontillväxten blir så låg att processtiden blir alltför lång. Processen kan med fördel ske vid atmosfärstryck men såväl över- som undertryck har kunnat användas under vissa förhållanden.
De goda styrmöjlígheterna vid gasboreringsprocessen samt den goda repro- iducerbarheten och jämnheten hos zontjockleken genom hela det använda reaktionskärlet och mellan olika boreringstillfällen har gjort att zontjockleken mycket väl kan beskrivas med hjälp av en parabolisk ek- vation härledd ur Ficks andra lag på hävdvunnet sätt för icke statio- nära diffusionsförlopp med avseende på tiden, t, och med hjälp av en exponentialfunktion med avseende på temperaturen inom det för bore- ringen gällande temperaturintervallet. ye/t = QXPU; + B) där y = zontjockleken ( i/um) t = tiden (h) T = temperaturen (K) Med värden på A mellan 20 - 40 och B mellan 1 - 3 gäller ovanstående ekvation för de hårdmetallsubstrat, som med fördel kan boreras medelst det angivna förfaringssättet.
Av följande exempel framgår närmare egenskaperna hos hårdmetallkroppar enligt uppfinningen. I exemplen.redovisas även resultat av jämförande prov samt också de processbetingelser som använts vid framställning av produkten. 7 7710826-4 Exempel 1 Hårdmetallkroppar, dels med sammansättning enligt tidigare angiven typanalys, dels med sammansättning enligt nedanstående analys behand- lades medelst en boreringsprocess, närmare beskriven i Exempel 5.(T¿mg, ~ 850 G) Co 10.0 vol-% Ni <:0.2O " Fe TiC <:O.1O " TaC NbC <:O.1O " WC rest WC-kornstorlek 3.9/um(medel) Vid behandlingen erhöll boreringszonen hos hårdmetallkropparna i den förstnämnda hårdmetallkvaliteten (med en genomsnittlig kornstorlek på 0.8/um) ett medeldjup på 37/um, medan kropparna i kvaliteten med WC- kornstorleken 3.9/um erhöll ett medelzondjup på enbart 14/um, vilket var otillfredsställande.
Zondjupet hade (uppmätt på ett polerat tvärsnitt i metallmikroskop, efter etsning med Marbel's etsmedel) en spridning på É 3/um genom chargen. Medelvärde och spridning mätt på 10 plattor från olika ni- våer i chargen motsvarande “toppen, "mitten" och "botten". Genom successiv nedslipning av den borerade ytzonen utfördes fasanalys på olika zondjup med hjälp av en röntgendiffraktometer. Den borerade zonen visade sig då bestå av tre underzoner. Även hârdheten mättes genom att använda en Vickers-diamant och en belastning på 0.49 N.
Resultat enligt nedanstående tabell erhölls: (angivet endast för produkt enligt uppfinningen). '31 moszs-a 8 Underzon nr Underzon Faser Härdhet från ytan gränser vid fasanalys '(medelvärde) } /um HV (.o.4.9 N) 1 O - 3 WC; Coß; W2B5 3200 2 3 - 24 WC; CoB; WCoB-faser 2700 3 24 - 37 wc; w2co21B6 2600 Substrat - WC; Co 1700 De borerade kropparna tillsammans med oborerade kroppar i samma kva- liteter slitageprovades enligt en metod, CCPA (Cemented Carbide Pro- ducers Association) ?-112, där hårdmetallkroppen pressas mot perife- rin av en roterande stålskiva, som delvis når ner i en uppslamning av aluminiumoxid i vatten. Slitaget uppmättes efter 20 och 200 varv för de olika hårdmetallkropparna. I Hårdmetallkropp med Borerad Slitage (mm3) WC-kornstorlek' 1 20 varv 200 varv o.e,um _ Nej e 1.25 12.30 0.8 "' Ja 0.04 0.38 3.9 " Nej ' 7;7o 75.40 3.9 " I ' Ja 1.20 68.50 Av resultaten framgår att hårdmetallkvaliteten med den lägre kornstor- leken gav betydligt bättre slitagemotstånd än .den med den grövre, spe- l cíellt vid utsträckt provningstid. Även hållfasthetsprovning, i form av böjhällfasthetsprovning enligt SIS 112618, utfördes såväl på de borerade som de oborerade kropparna i samma kvalitet. 20 provkroppar testades per variant. Följande resul- tat erhölls: Karbidkornstorlek Borerad Hàllfas het e* i Fab (N/mm ) Relativ-värde o.s “mej 1660 1 1.0 o.s Ja Å 1570 0.95 3.9 Nej . 2150 1.0 3.9 Ja 1525 0.71 9 771 0826-1; Av resultaten framgår att sänkningen av hållfastheten hos gen fin- korniga hårdmetallkvaliteten p g a boreringen var ytterst obetydlig (5 %) medan hållfusthetssänkningen hos den grovkorniga kvaliteten var avsevärd (ca 30 %) EšEE2El_å Hårdmetallskär i en hårdmetallkvalitet med sammansättning enligt ti- digare angiven typanalys borerades i enlighet med Exempel-3.
Borerade hårdmetallskär tillsammans med obehandlade plattor i samma kvalitet samt dessutom plattor med ett 500/um tjockt skikt av dia- mant på ett hårdmetallsubstrat innehållande 16 vol-% Go provades i en planfräsníngsoperation. Det bearbetade materialet var ett pressgjut- gods innehållande 88 vikt-% Al och 12 vik%% Si. ~ Bearbetningsdata: ' borerad Diamant- skärmaterial: hårdmetall hårdmetall skär lhastighet (m/s) 980 980 980 skärdjup (mm) - 4 4 4l matning (mm/varv) 0.6 0.6 0.6 Antal detaljer 4000 90000 120000 Antalet detaljer, som kunde bearbetas med skäreggen bestämdes härvid av dimensionstoleranserna och ytjämnhetskraven på det bearbetade ämnet.
När förstörelsefenomen såsom fasförslitning på eggen får för kraftig inverkan kan således dimensionstoleranserna och ytjämnhetskraven ej innehållas. Om fasförslitning etc resulterar-i en trubbig egg ökar också skärkrafterna högst väsentligt (fv 50 %). Såsom framgår av resultaten erhölls en mycket stor vinst genom boreringen. De borerade skären visade vid bearbetningen nästan samma godhetsgrad som de be- tydligt dyrare diamantskären.
Ekemgel 3 Hårdmetallkroppar typ munstycken, mått øy = 19.90 mm, øi = 4.39 mm, höjd 27.5 mm och invändig ytjämnhet Ra = 0.20, tillverkade i en hård- metallkvalitet innehållande 16.2 vol-% Co, 0.70 vol-%-Cr3C2, rest WC samt medelkornstorlek hos WC = 0.6 /um, upphettades till en temperatur av 910°c 1 en gasbiananing av 2 % BC13 och rest H2 under 1 n. jviolalzs-lu w Under detta skede av boreringen erhålles en mot korrosion skyddande boreringszon. Därefter doserades även en mindre mängd H01 till gasen. t5_h senare höjdes HC1-halten några procent. Efter ytterligare 8 h togs ugnen av och endast ett lågt avsvalningsflöde av H2 fick återstå.
De erhållna hårdmetallkropparna hade ett genomsnittligt ytzondjup på 72/mm. Ytjämmheten hos det invändiga hålet hade ej förändrats på grund av behandlingen.
Hårdmetallkropparna, borerade såväl som obehandlade i ovan angivna kvalitet, provades i en tillämpning där en massa innehållande bland annat 10 vikt-% S102-partiklar med 30 % av partiklarna inom storleks- intervallet 44-50 fun och 70 % av partiklarna inom storleksintervallet munstycke och massa på 14 - 18 m/s. Tillåten uppslitning på inner- diametern var 120 um. En genomsnittlig livslängshöjning på 1700 %, jämfört med obehandlad härdmetall, erhölls för de borerade hårdmetall- kropparna.
Exempel 4 Hårdmetallkroppar, dels med sammansättning enligt tidigare angiven typ- analys, dels med sammansättning enligt nedanstående analys behandlades medelst den boreringsprocess, som omnämnts i Exempel 3.(¶onp. dock 850%) co 25.o'vo1-% Ni Fe TiC TaC <É0.1O " NbC
Claims (2)
1. _ _7'?10826;4 . 12 Patentkrav 1. Med borerad ytzon försedd sintrad hårdmetallkropp bestående av aminst en karbid såsom volframkarbid jämte bindefas som väsentligen utgörs av-kobolt och/eller nickel, k ä n n e t e c k n a d därav att hårdmetallen innehåller kubiska karbider såsom VC, Tic, Taß, Mo20, ZrC, Nbc och/eller 0r5C2 i en halt av minst 0.1 vol-%, före- trädesvis minst 0.2 vol-%, och högst 1/10, företrädesvis högst 1/12 av bindefashalten, vilken utgör 8-20 % av kroppens volym, samt att volframkarbidens medelkornstorlek är 0.2-1.5 /um, företrädesvis 0.2 - 1 /um, varvid nämnda hårdmetall utgör substrat för en medelst gasborering åstadkommen slitstark ytzon med en tjocklek av 1 - 100 /um och.företrädesvis 20 - 80 /um.
2. Hårdmetallkropp enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att halten bindefas är lägre än 15 vol-%. 5. Hårdmetallkropp enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k - n a t därav, att volframkarbidens medelkornstorlek är högst 0.8 /um. ÅNFÖRDÅ PUBLIKÅTIÛNER: Sverige 198 795 (C22C 29/CO) Frankrike 2 175 164 US 3 480 410 (29-182.7)
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE7710826A SE415199B (sv) | 1977-09-28 | 1977-09-28 | Med borerad ytzon forsedd sintrad hardmetallkropp |
JP11904978A JPS5461019A (en) | 1977-09-28 | 1978-09-26 | Hard metal body |
FR7827484A FR2404681A1 (fr) | 1977-09-28 | 1978-09-26 | Piece en metal dur |
GB7838393A GB2005311B (en) | 1977-09-28 | 1978-09-27 | Hard metal body |
US05/946,652 US4236926A (en) | 1977-09-28 | 1978-09-28 | Hard metal body |
IT28207/78A IT1099630B (it) | 1977-09-28 | 1978-09-28 | Corpo in metallo duro |
DE19782842363 DE2842363A1 (de) | 1977-09-28 | 1978-09-28 | Hartmetallkoerper |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE7710826A SE415199B (sv) | 1977-09-28 | 1977-09-28 | Med borerad ytzon forsedd sintrad hardmetallkropp |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE7710826L SE7710826L (sv) | 1979-03-29 |
SE415199B true SE415199B (sv) | 1980-09-15 |
Family
ID=20332392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE7710826A SE415199B (sv) | 1977-09-28 | 1977-09-28 | Med borerad ytzon forsedd sintrad hardmetallkropp |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4236926A (sv) |
JP (1) | JPS5461019A (sv) |
DE (1) | DE2842363A1 (sv) |
FR (1) | FR2404681A1 (sv) |
GB (1) | GB2005311B (sv) |
IT (1) | IT1099630B (sv) |
SE (1) | SE415199B (sv) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2450286A1 (fr) * | 1979-02-27 | 1980-09-26 | Armines | Procede et dispositif de boruration de pieces en metal |
EP0073249A1 (en) * | 1981-03-05 | 1983-03-09 | Turbine Metal Technology Inc. | Abrasion and erosion resistant articles and method therefor |
US4343865A (en) * | 1981-06-24 | 1982-08-10 | General Electric Company | Hard metal body and method of making same |
US4436775A (en) | 1981-06-24 | 1984-03-13 | General Electric Company | Hard metal body and method of making same |
GB2116584A (en) * | 1982-03-11 | 1983-09-28 | Metallurg Inc | Sintered hardmetals |
DE3332260A1 (de) * | 1983-09-07 | 1985-03-28 | Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen | Beschichteter hartmetallkoerper |
JPS6184303A (ja) * | 1984-09-28 | 1986-04-28 | Ishizuka Kenkyusho:Kk | 複合焼結体の製造法 |
JPH0621315B2 (ja) * | 1986-01-06 | 1994-03-23 | 住友電気工業株式会社 | cBN焼結体およびその製造方法 |
AT387988B (de) * | 1987-08-31 | 1989-04-10 | Plansee Tizit Gmbh | Verfahren zur herstellung mehrlagig beschichteter hartmetallteile |
US4961780A (en) * | 1988-06-29 | 1990-10-09 | Vermont American Corporation | Boron-treated hard metal |
US5116416A (en) * | 1988-03-11 | 1992-05-26 | Vermont American Corporation | Boron-treated hard metal |
US5510193A (en) * | 1994-10-13 | 1996-04-23 | General Electric Company | Supported polycrystalline diamond compact having a cubic boron nitride interlayer for improved physical properties |
US5918103A (en) * | 1995-06-06 | 1999-06-29 | Toshiba Tungaloy Co., Ltd. | Plate-crystalline tungsten carbide-containing hard alloy, composition for forming plate-crystalline tungsten carbide and process for preparing said hard alloy |
SE506949C2 (sv) * | 1996-07-19 | 1998-03-09 | Sandvik Ab | Hårdmetallverktyg med borerad ytzon och användning av detta för kallbearbetningsoperationer |
US6478887B1 (en) * | 1998-12-16 | 2002-11-12 | Smith International, Inc. | Boronized wear-resistant materials and methods thereof |
US8852751B2 (en) * | 2009-09-25 | 2014-10-07 | Hamilton Sundstrand Corporation | Wear resistant device and process therefor |
CN101994051A (zh) * | 2010-10-14 | 2011-03-30 | 浙江恒成硬质合金有限公司 | 一种碳化钨辊环配方 |
RU2694444C2 (ru) * | 2017-01-20 | 2019-07-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Инструментальный материал на основе карбидов |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2107122A (en) * | 1934-09-10 | 1938-02-01 | Clemens A Laise | Composition of matter |
GB851208A (en) * | 1958-01-17 | 1960-10-12 | Metallgesellschaft Ag | Process for the production of titanium boride coatings |
US3647576A (en) * | 1967-12-26 | 1972-03-07 | Suwa Seikosha Kk | Method of hardening sintered cemented carbide compositions by boronizing |
FR2097258A5 (sv) * | 1970-06-18 | 1972-03-03 | Ugine Carbone | |
US3935034A (en) * | 1972-01-24 | 1976-01-27 | Howmet Corporation | Boron diffusion coating process |
US3811961A (en) * | 1972-03-09 | 1974-05-21 | Chromalloy American Corp | Boridized steel-bonded carbides |
US3816081A (en) * | 1973-01-26 | 1974-06-11 | Gen Electric | ABRASION RESISTANT CEMENTED TUNGSTEN CARBIDE BONDED WITH Fe-C-Ni-Co |
DE2435989C2 (de) * | 1974-07-26 | 1982-06-24 | Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zur Herstellung eines verschleißfesten, beschichteten Hartmetallkörpers für Zerspanungszwecke |
-
1977
- 1977-09-28 SE SE7710826A patent/SE415199B/sv unknown
-
1978
- 1978-09-26 JP JP11904978A patent/JPS5461019A/ja active Pending
- 1978-09-26 FR FR7827484A patent/FR2404681A1/fr active Granted
- 1978-09-27 GB GB7838393A patent/GB2005311B/en not_active Expired
- 1978-09-28 DE DE19782842363 patent/DE2842363A1/de not_active Withdrawn
- 1978-09-28 IT IT28207/78A patent/IT1099630B/it active
- 1978-09-28 US US05/946,652 patent/US4236926A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT1099630B (it) | 1985-09-18 |
IT7828207A0 (it) | 1978-09-28 |
GB2005311B (en) | 1982-03-17 |
JPS5461019A (en) | 1979-05-17 |
GB2005311A (en) | 1979-04-19 |
FR2404681B1 (sv) | 1983-11-04 |
US4236926A (en) | 1980-12-02 |
SE7710826L (sv) | 1979-03-29 |
FR2404681A1 (fr) | 1979-04-27 |
DE2842363A1 (de) | 1979-04-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE415199B (sv) | Med borerad ytzon forsedd sintrad hardmetallkropp | |
KR100432108B1 (ko) | 피복된선삭용인서트및그제조방법 | |
KR102027028B1 (ko) | 표면 피복 절삭 공구 | |
US20090214306A1 (en) | Coated Cutting Tool Insert | |
JP2009028894A (ja) | 被覆切削工具 | |
US20080298921A1 (en) | Coated cutting tool insert | |
KR20110003278A (ko) | 코팅된 절삭 공구 인서트 | |
JP3955635B2 (ja) | 被覆された切削インサート | |
JP2008207317A (ja) | 靭性を必要とする短穴加工作業向けのcvd被覆された超硬合金インサート | |
EP1314790A2 (en) | Cemented carbide with binder phase enriched surface zone | |
US3616506A (en) | Insert for machining steel or similar material | |
EP1471165A2 (en) | Coating with controlled grain size and morphology for enhanced wear resistance and toughness | |
US9719175B2 (en) | Multilayer structured coatings for cutting tools | |
EP3871814A1 (en) | Cutting tool | |
JP2023512751A (ja) | 代替的な結合剤を有する傾斜超硬合金 | |
Konyashin et al. | Development, production and application of novel grades of coated hardmetals in Russia | |
RU2753932C2 (ru) | Режущий инструмент с покрытием | |
JP2917555B2 (ja) | 硬質層被覆超硬合金製切削工具およびその製造法 | |
CN112839761A (zh) | 切削工具 | |
EP4147809B1 (en) | Cutting tool | |
EP4147808A1 (en) | Cutting tool | |
EP4144466B1 (en) | Cutting tool | |
JP6926389B2 (ja) | 切削工具 | |
JPH02228474A (ja) | 被覆焼結合金 | |
CN113070500A (zh) | 涂层和包括所述涂层的涂覆的切削工具 |