SE444674B - TOOL COMPONENT OF DIAMOND OR CUBIC BORN NITRID AND PROCEDURE FOR ITS MANUFACTURING - Google Patents
TOOL COMPONENT OF DIAMOND OR CUBIC BORN NITRID AND PROCEDURE FOR ITS MANUFACTURINGInfo
- Publication number
- SE444674B SE444674B SE7801872A SE7801872A SE444674B SE 444674 B SE444674 B SE 444674B SE 7801872 A SE7801872 A SE 7801872A SE 7801872 A SE7801872 A SE 7801872A SE 444674 B SE444674 B SE 444674B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- diamond
- particles
- catalytically active
- metals
- component
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/06—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
- B01J3/062—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies characterised by the composition of the materials to be processed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
- B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
- B24D3/04—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
- B24D3/06—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic metallic or mixture of metals with ceramic materials, e.g. hard metals, "cermets", cements
- B24D3/10—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic metallic or mixture of metals with ceramic materials, e.g. hard metals, "cermets", cements for porous or cellular structure, e.g. for use with diamonds as abrasives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/583—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on boron nitride
- C04B35/5831—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on boron nitride based on cubic boron nitrides or Wurtzitic boron nitrides, including crystal structure transformation of powder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
- C22C1/051—Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2203/00—Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
- B01J2203/06—High pressure synthesis
- B01J2203/0605—Composition of the material to be processed
- B01J2203/062—Diamond
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2203/00—Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
- B01J2203/06—High pressure synthesis
- B01J2203/0605—Composition of the material to be processed
- B01J2203/0645—Boronitrides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2203/00—Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
- B01J2203/06—High pressure synthesis
- B01J2203/065—Composition of the material produced
- B01J2203/0655—Diamond
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2203/00—Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
- B01J2203/06—High pressure synthesis
- B01J2203/065—Composition of the material produced
- B01J2203/066—Boronitrides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2203/00—Processes utilising sub- or super atmospheric pressure
- B01J2203/06—High pressure synthesis
- B01J2203/0675—Structural or physico-chemical features of the materials processed
- B01J2203/0685—Crystal sintering
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Drilling Tools (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
78Ûí87ï2~8 2 Uppfinningen avser en verktygskomponent innehållande minst ca 70 volymprocent partiklar av diamant eller kubisk bornitrid, som kännetecknas av att den innefattar: (a) självbundna partiklar av diamant eller kubisk.bornitrid, som utgör ca 70 till 95 volymprocent av komponenten, och (b) ett nätverk av kommunicerande eller inbördes förenade, tomma porer, som är fördelade inom hela komponenten och avgränsas av par- tiklarna samt mellan ca 0,GS och 3 volymprocent av en metallfas, som utgöres av sintringshjälpmedel för slipmedelspartikelmassan ifråga, och väljes bland (l) en katalytiskt verksam metall i ele- mentär form vald från gruppen innefattande metaller tillhörande det periodiska systemets grupp VIII, Cr, Mn, Ta, (2) en blandning av legerbara metaller av den katalytiskt verksamma metallen eller de katalytiskt verksamma metallerna och icke-katalytiskt verksam metall eller icke-katalytiskt verksamma metaller, (3) en legering av minst två av de katalytiskt verksamma metallerna, (4) en lege- ring av en eller fler katalytiskt verksamma metaller samt en eller fler icke-katalytiskt verksamma metaller, företrädesvis för dia- mant, och (5) kobol , koboltlegering eller legering av aluminium och en legeríngsmetal vald från gruppen bestående av Ni, Mn, Fe, V och Cr, företrädesvis för kubisk bornitrid, varvid porerna innefat- tar mellan ca 5 och 30 volymprocent av komponenten. 78Ûí87ï2 ~ 8 2 The invention relates to a tool component containing at least about 70% by volume of particles of diamond or cubic boron nitride, which characterized in that it comprises: (a) self-bonding particles of diamond or cubic boron nitride, such as constitutes about 70 to 95% by volume of the component, and (b) a network of communicating or interconnected, empty pores, which are distributed throughout the component and are delimited by and between about 0, GS and 3% by volume of a metal phase, which consist of sintering aids for the abrasive particle mass in question, and is selected from (1) a catalytically active metal in mental form selected from the group consisting of metals belonging to it periodic table group VIII, Cr, Mn, Ta, (2) a mixture of alloy metals of the catalytically active metal or de catalytically active metals and non-catalytically active metal or non-catalytically active metals, (3) an alloy of at least two of the catalytically active metals, (4) an alloy of one or more catalytically active metals and one or more more non-catalytically active metals, preferably for mantle, and (5) cobalt, cobalt alloy or aluminum alloy and an alloying metal selected from the group consisting of Ni, Mn, Fe, V and Cr, preferably for cubic boron nitride, the pores comprising takes between about 5 and 30 volume percent of the component.
Det har visat sig att avlägsnandet av i huvudsak hela mäng- den av det infiltrerade materialet ger en slipmedelspartikelpress- kropp, som uppvisar en väsentligt förbättrad beständighet mot ter- misk försämring eller förstöring vid hög temperatur.It has been found that the removal of substantially all of the of the infiltrated material gives an abrasive particle press body, which shows a significantly improved resistance to chemical deterioration or destruction at high temperature.
Enligt en utföringsform utgöres en kompositpresskropp enligt uppfinningen väsentligen av ett skikt av självbundna slipmedelspar- tiklar och ett substratskikt (företrädesvis av hårdmetall, cemented carbide) bundet till skiktet av slipmedelspartiklar.According to one embodiment, a composite compact is constituted according to the invention essentially of a layer of self-bonding abrasive tiklar and a substrate layer (preferably of cemented carbide, cemented carbide) bonded to the layer of abrasive particles.
På den bifogade ritningsfiguren visas ett mikrofotografi av en del av en slipad yta av en diamantpresskropp framställd enligt uppfinningen.The attached drawing figure shows a photomicrograph of a part of a ground surface of a diamond compact made according to the invention.
På figur l visas en diamantpresskropp men figuren utgör även en illustration av alternativa utföringsformer av uppfinningen, enligt vilka slipmedelspartiklarna utgöres av kubisk bornitrid (CBN).Figure 1 shows a diamond press body, but the figure also forms an illustration of alternative embodiments of the invention, according to which the abrasive particles consist of cubic boron nitride (CBN).
Presskroppen innefattar diamantpartiklar ll, vilka utgör 7801872-8 3 mellan 70 och 95 volymprocent av presskroppen. (Uttrycket partikel användes i föreliggande sammanhang för att beteckna en individuell kristallit eller ett fragment av en sådan)-V Gränsytor 13 exempli- .fierar självbindningen eller diamant-till-diamant-bindningen mellan intill varandra belägna partiklar ll. Samma diamantkristaller ll, som visas i den slipade ytan av presskroppen på figuren, är i den tredje dimensionen eller riktningen bundna till intilliggande dia- mantkristaller (icke synliga på figuren). En metallisk fas av sintringshjälpmedel (icke visad på figuren) är infiltrerad väsent- ligen likformigt i hela presskroppen och antages vara inkapslad i tillslutna områden, som bildas av intill varandra belägna diamant- partiklar. Denna fas innefattar mellan ca 0,05 och 3 %, räknat på presskroppens volym. Ett nätverk av kommunicerande, tomma porer 15 är fördelade inom hela presskroppen och avgränsas av diamantpartik- larna ll och metallfasen (icke visad). Porerna 15 utgör mellan ca 5 och 30 volymprocent av komponenten.The compact comprises diamond particles 11, which constitute 7801872-8 3 between 70 and 95% by volume of the compact. (The term particle was used in the present context to denote an individual crystallite or a fragment thereof) -V Interfaces 13 exempli- the self-bond or diamond-to-diamond bond between adjacent particles ll. The same diamond crystals ll, shown in the ground surface of the compact in the figure, is in it third dimension or direction bound to adjacent diameters mantle crystals (not visible in the figure). A metallic phase of sintering aid (not shown in the figure) is infiltrated essentially uniform throughout the compact and is assumed to be encapsulated in enclosed areas, formed by adjacent diamond- particles. This phase comprises between about 0.05 and 3%, calculated on the volume of the compact. A network of communicating, empty pores 15 are distributed throughout the compact and are bounded by diamond particles. ll and the metal phase (not shown). The pores 15 form between about 5 and 30 volume percent of the component.
Enligt en utföringsform utgöres presskroppen enbart av självbundna partiklar. Enligt en andra utföringsform är presskrop- pen bunden till ett substrat (icke visat), som företrädesvis utgöres av med kobolt bunden volframkarbid.According to one embodiment, the compression body consists only of self-bonded particles. According to a second embodiment, the press body pen bonded to a substrate (not shown), which preferably consists of cobalt-bonded tungsten carbide.
Acceptabelt partikelstorleksomrâde för diamantpartiklar ll är mellan l och 1000 pm. För CBN är det acceptabla storleksområdet mellan l och 300 um.Acceptable particle size range for diamond particles ll is between 1 and 1000 pm. For CBN, this is the acceptable size range between l and 300 μm.
Uppfinningen innefattar även ett förfarande för framställ- ning av en verktygskomponent med förbättrad högtemperaturbeständig- het med följande steg: (a) Införing i en reaktionscell eller chargeenhet av en massa av slipmedelspartiklar, som utgöres av diamant eller CBN, samt en massa av material, som är verksamt såsom sintringshjälpmedel för slipmedelspartikelmassan ifråga, (b) cellen och innehållet i denna utsattes samtidigt för inverkan av en temperatur inom området 1200 - 2000°C och tryck överstigande 40 kilobar, (c) värmetillförseln till cellen avbrytes, (d) det på cellen pålagda trycket avlägsnas, (e) man avlägsnar från cellen en slipmedelskropp. som fram- 7801872-8 4, ställts med stegen (a) till (d) och som utgöres av par- tiklarna i självbunden form med en metallfas innefattande sintringshjälpmedlet infiltrerad inom hela slipmedels- kroppen, och (f) i huvudsak hela mängden av metallfasen, som är infilt- rerad i kroppen, avlägsnas så att denna fas utgör mellan ca 0,05 och ca 3 volymprocent av komponenten.The invention also comprises a process for the preparation of of a tool component with improved high temperature resistance with the following steps: (a) Introduction into a reaction cell or charge unit of a mass of abrasive particles, which are diamond or CBN, as well as a mass of material, which is effective as a sintering aid for the abrasive particulate mass in question, (b) the cell and its contents were simultaneously exposed to influence of a temperature in the range 1200 - 2000 ° C and pressures in excess of 40 kilobars, (c) the heat supply to the cell is interrupted, (d) the pressure applied to the cell is removed, (e) removing an abrasive body from the cell. as forth- 7801872-8 4, set out in steps (a) to (d) and which consists of the articles in self-bonded form with a metal phase comprising the sintering aid infiltrated throughout the abrasive the body, and (f) substantially the entire amount of the metal phase infiltrated in the body, is removed so that this phase constitutes between about 0.05 and about 3 volume percent of the component.
Med uttrycket "samtidigt" i steg (b) i det föregående avses p att högt tryck och hög temperatur bringas att inverka samtidigt fy men kräver icke att tidpunkterna för initiering eller avslutande 1 av inverkan av högt tryck och hög temperatur sammanfaller (även om de i många fall gör detta).The term "simultaneously" in step (b) above refers to p that high pressure and high temperature are brought into effect at the same time fy but does not require the times of initiation or termination 1 of the effect of high pressure and high temperature coincide (also if in many cases they do so).
Uttrycket “sintringshjälpmedel" användes enligt uppfinningen för att beteckna material,som utgöres av en katalysator för diamant enligt definitionen i det följande, och/eller ett material, som gynnar sintring av CBN såsom anges i det följande. Mekanismen (katalytisk eller av annan typ), med vilken sintringshjälpmedlet gynnar självbindning av CBN, är icke känd._ Föredragna utföringsformer av stegen (a) till (e) vid det ovan angivna förfarandet för framställning av en verktygskomponent av Å diamantpartiklar beskrives utförligare i de amerikanska patent- É skrifterna 3.745.623 och 3.609.818, vilka är avsedda att utgöra en del av föreliggande beskrivning.The term "sintering aid" is used in accordance with the invention to denote material which is a catalyst for diamond as defined below, and / or a material, which promotes sintering of CBN as indicated below. The mechanism (catalytic or other type), with which the sintering aid promotes self-binding of CBN, is not known._ Preferred embodiments of steps (a) to (e) in the above specified method for manufacturing a tool component of Å diamond particles are described in more detail in U.S. Pat documents 3,745,623 and 3,609,818, which are intended to constitute a part of the present description.
Helt allmänt gäller att, såsom anges i dessa patentskrifter, diamantpresskroppar framställes genom en vid högt tryck och hög temperatur genomförd process, varvid heta, sammanpressade diamant- ' partiklar infiltreras med ett katalytiskt material genom axiell eller radiell genomsvepning (sweep-through) av materialet genom diamantpartiklarna. Under genomsvepningen erhålles katalyserad sintring av diamantpartiklarna, vilket medför omfattande diamantf -till-diamant-bindning. Såsom anges i de amerikanska patentskrif- terna 2.947.609 och 2.947.610, vilka båda är avsedda att utgöra en del av föreliggande beskrivning, väljes det katalytiskt verksamma materialet från gruppen bestående av (1) en katalytisk metall i elementär form vald från gruppen bestående av metaller tillhörande grupp VIII, Cr, Mn, Ta, (2) blandningar av legerbara metaller av den eller de katalytiskt verksamma metallerna och icke-katalytisk metall eller icke-katalytiska metaller, (3) en legering av minst l tvâ av de katalytiska metallerna och (4) en legering av den kata- lytiska metallen eller de katalytiska metallerna och en icke- -katalytisk metall eller icke-katalytiska metaller. Kobolt i elementär form eller legeringsform föredrages. Detta material bildar en metallfas i slipmedelskroppen som bildas vid högt tryck och hög temperatur såsom angivits i steg (e) i det föregående.In general, as stated in these patents, diamond compacts are made by a at high pressure and high temperature completed process, whereby hot, compressed diamond particles are infiltrated with a catalytic material through axial or radial sweep-through of the material through the diamond particles. During the sweeping, catalyzing is obtained sintering of the diamond particles, resulting in extensive diamond f -to-diamond-binding. As disclosed in U.S. Pat. 2,947,609 and 2,947,610, both of which are intended to constitute a part of the present description, the catalytically active one is selected the material from the group consisting of (1) a catalytic metal in elemental form selected from the group consisting of metals group VIII, Cr, Mn, Ta, (2) mixtures of alloy metals of the catalytically active metal or metals and non-catalytic metal or non-catalytic metals, (3) an alloy of at least 1 two of the catalytic metals and (4) an alloy of the catalytic the lytic metal or the catalytic metals and a non- -catalytic metal or non-catalytic metals. Cobalt i elemental form or alloy form is preferred. This material forms a metal phase in the abrasive body which is formed at high pressure and high temperature as indicated in step (e) above.
Föredragna utföringsformer av stegen (a) till (e) vid den ovan angivna metoden för framställning av verktygskomponenter av partiklar av kubisk bornitrid beskrives utförligare i den ameri- kanska patentskriften 3.767.371, vilken är avsedd att utgöra en del av föreliggande beskrivning. Såsom beskrives i och i samband med exempel l i denna patentskrift framställes presskroppar av kubisk bornitrid med en vid högt tryck och hög temperatur genomförd pro- cess, vid vilken partiklar av kubisk bornitrid infiltreras med ett smält sintringshjälpmedelsmaterial (koboltmetall) genom axiell genomsvepning av materialet genom partiklarna av kubisk bornitrid.Preferred embodiments of steps (a) to (e) thereof the above method of manufacturing tool components of particles of cubic boron nitride are described in more detail in U.S. Pat. perhaps U.S. Pat. No. 3,767,371, which is intended to be a part of the present description. As described in and in connection with Example 1 In this patent specification, cubic compacts are prepared boron nitride with a process carried out at high pressure and high temperature cess, in which particles of cubic boron nitride are infiltrated with a molten sintering aid material (cobalt metal) by axial sweeping the material through the particles of cubic boron nitride.
Under genomsvepningen äger sintring av partiklarna av kubisk bor- nitrid rum och ger omfattande bindning av kubisk bornitrid till kubisk bornitrid. Andra material som är verksamma såsom sintrings- hjälpmedel för kubisk bornitrid anges i den amerikanska patent- skriften 3.743.489, spelt 3, rea e till zo, een utgöres av lege- ringar av aluminium och en legeringsmetall vald från gruppen bestående av nickel, kobolt, mangan, järn, vanadin och krom. Kobolt och koboltlegeringar föredrages. Sintringshjälpmedlet bildar me- tallfasen som angivits i steg (e) i det föregående.During the sweeping, sintering of the particles of cubic boron nitride room and provides extensive bonding of cubic boron nitride to cubic boron nitride. Other materials active such as sintering Cubic Nitride Aids are disclosed in U.S. Pat. document 3,743,489, spelled 3, rea e to zo, een consists of lege- rings of aluminum and an alloy metal selected from the group consisting of nickel, cobalt, manganese, iron, vanadium and chromium. Cobalt and cobalt alloys are preferred. The sintering aid forms the the pine phase indicated in step (e) above.
Vid praktiskt genomförande av en utföringsform av stegen (a) till (e) enligt de amerikanska patentskrifterna 3.745.623, 3.767.371 och 3.743.489 framställes en kompositpresskropp genom in situ- -bindning av ett slipmedelspartikelskikt (diamant eller kubisk bor- nitrid) till ett substrat av hårdmetall (sintrad karbid). Mate- rialet för framställning av karbidsubstratet (antingen av ett karbidformningspulver eller av en förformad kropp) är den föredragna källan för sintringshjälpmedlet. I detta sammanhang kan hänvisas till den amerikanska patentskriften 3.745.623, spalt 5, rad 58 till spalt 6, rad 8 samt spalt 8, rad 57 till spalt 9, rad 9 beträffande exempel på detaljer beträffande materialet.In the practical implementation of an embodiment of the steps (a) to (e) according to U.S. Pat. Nos. 3,745,623, 3,767,371 and 3,743,489, a composite compact is produced by in situ bonding of an abrasive particle layer (diamond or cubic boron) nitride) to a cemented carbide substrate (sintered carbide). Mate- material for the preparation of the carbide substrate (either of a carbide forming powder or of a preformed body) is the preferred one the source of the sintering aid. In this context can be referred to U.S. Patent No. 3,745,623, column 5, line 58 to column 6, row 8 and column 8, row 57 to column 9, row 9 regarding examples of details regarding the material.
En annan utföringsform av uppfinningen avser framställning av en presskropp bestående väsentligen av självbundna slipmedelspar- 7sø1s72-s 6 tiklar. Enligt denna utföringsform genomföras stegen (a) till (Q) på det sätt som beskrivits i det föregående med undantag av att man företrädesvis utelämnar anordnandet av materialet för bildning av*hârdmetallunderlaget för slipmedelspartikelskiktet antingen såsom karbidformningspulver eller i förformat tillstånd. Vid till- lämpning av detta tillsättes sintringshjälpmedlet separat, exem- pelvis sâsom visas och beskrives i den amerikanska patentskriften 3.609.818. Givetvis kan ett underlag av hårdmetall eller annat material hårdlödas till presskroppen efter avlägsnandet av metall- fasen (steg f) för framställning av ett verktygsämne (tool blank) eller verktygsinsats (insert).Another embodiment of the invention relates to the manufacture of a compression body consisting essentially of self-bonding abrasive 7sø1s72-s 6 tiklar. According to this embodiment, steps (a) to (Q) are performed in the manner described above with the exception of the arrangement of the material for formation is preferably omitted of * the cemented carbide substrate for the abrasive particle layer either such as carbide forming powder or in the preformed state. When adding To this end, the sintering aid is added separately, e.g. as shown and described in U.S. Pat 3,609,818. Of course, a base of cemented carbide or other material is brazed to the compact after the removal of the metal the phase (step f) for the production of a tool blank or tool insert.
Enligt uppfinningen har det visat sig att metallfasen kan av- lägsnas från presskroppen genom syrabehandling, extraktion med flytande zink, elektrolytisk utarmning eller liknande metoder och kvarlämnar en presskropp av i huvudsak 100 % slipmedelspartiklar i självbunden form. -Presskroppen innehåller sålunda i huvudsak icke någon kvarvarande metallfas, som kan katalysera âteromvandling av slipmedelspartikelbindningarna och/eller expandera och härigenom bryta sönder partikelbindningarna, vilket är de två mekanismer som antages medföra termisk förstöring eller försämring av tidigare kända presskroppar vid hög temperatur. :Det har visat sig att presskroppar framställda enligt uppfinningen kan motstå inverkan av temperaturer upp till 1200 - l300°C utan väsentlig termisk för- sämring eller förstöring.According to the invention it has been found that the metal phase can removed from the compact by acid treatment, extraction with liquid zinc, electrolytic depletion or similar methods and leaves a compact of essentially 100% abrasive particles in self-bound form. -The compression body thus contains essentially no residual metal phase capable of catalyzing conversion of the abrasive particle bonds and / or expand and thereby break the particle bonds, which are the two mechanisms that assumed to cause thermal destruction or deterioration of the former known compacts at high temperature. :It has shown that compacts made according to the invention can withstand impact of temperatures up to 1200 - 300 ° C without significant thermal deterioration or destruction.
Exempel l.Example 1
Ett flertal skivformade diamantpresskroppar framställdes genom att man l) anbringade ett skikt med tjockleken 1,4 mm av fina dia- mantpartiklar,som nominellt var mindre än 8 um, samt en sintrad volframkarbiddel med tjockleken 3,2 mm och diametern 8,8 mm (13 viktprocent Co, 87 viktprocent WC) i en zirkoniumbehållarenhet med tjockleken 0,05 mm, 2) staplade ett antal av dessa enheter i en anordning för högt tryck och hög temperatur enligt figur 1 i ett kärl enligt den amerikanska patentskriften 3.745.623, 3) ökade trycket till ca 65 kb och ca l400°C under 15 minuters tid, 4) lång-_ samt sänkte temperaturen först oeh därefter trycket, S) avlägsnade provkropparna från anordningen för högt tryck och hög temperatur och slipade provkropparna så att man erhöll presskroppar av diamant med tjockleken 0,5 mm bundna till skiktet av koboltbunden volfram- 73131872-8 7 karbid med tjockleken 2,7 mm. lägsnades genom ytslipning.A plurality of disc-shaped diamond compacts were made by that l) a layer with a thickness of 1.4 mm of fine diameters was applied mantle particles, which were nominally less than 8 μm, and one sintered tungsten carbide with a thickness of 3.2 mm and a diameter of 8.8 mm (13 weight percent Co, 87 weight percent WC) in a zirconium container unit with thickness 0.05 mm, 2) stacked a number of these units in one device for high pressure and high temperature according to figure 1 in a vessels according to U.S. Pat. No. 3,745,623, 3) increased the pressure to about 65 kb and about 140 ° C for 15 minutes, 4) long-_ and lowered the temperature first and then the pressure, S) removed the specimens from the device for high pressure and high temperature and ground the specimens to obtain diamond compacts with a thickness of 0.5 mm bonded to the layer of cobalt-bonded tungsten 73131872-8 7 carbide with a thickness of 2.7 mm. was removed by surface grinding.
' Såsom anges i tabell I lakades hälften av proverna i heta koncentrerade syralösningar för avlägsnande av metallfasen och eventuella andra lösliga icke-diamantmaterial. Två olika metoder användes för att avlägsna det infiltrerade materialet. För en första grupp, betecknad prov A-l och A-4, användes enbart koncent- rerad salpetersyra-fluorvätesyra 1:1 för behandling av prov Å-3 och A-4. För en andra grupp, betecknad prov B-1 till B-4, ersattes salpetersyra-fluorvätesyra med het 3:1 koncentrerad saltsyra-sal- petersyra (kungsvatten) för behandling av prov B-3 och B-4. Det visade sig att avlägsningshastigheten ökade markant vid användning Karbidskiktet i varje presskropp av» Proverna A-3 och A~4 syrabehand- Proverna B-3 och B-4 av den sistnämnda syralösningen. lades under en tidrymd mellan 8 och 12 dygn. behandlades mellan 3 och 6 dygn. Vid båda metoderna erhölls under syrabehandlingen icke någon förändring av provernas dimension och icke heller iakttogs någon spaltning eller splittring av diamanten.As shown in Table I, half of the samples were leached in hot concentrated acid solutions for removing the metal phase and any other soluble non-diamond material. Two different methods was used to remove the infiltrated material. For one first group, designated Samples A-1 and A-4, used only nitric acid-hydrofluoric acid 1: 1 for treatment of sample Å-3 and A-4. For a second group, designated samples B-1 to B-4, were replaced nitric acid-hydrofluoric acid with hot 3: 1 concentrated hydrochloric acid-hydrochloric acid nitric acid (king water) for the treatment of samples B-3 and B-4. The found that the removal rate increased markedly with use The carbide layer in each compact of » Samples A-3 and A ~ 4 acid-treated Samples B-3 and B-4 of the latter acid solution. was placed for a period of time between 8 and 12 days. were treated between 3 and 6 days. In both methods obtained below the acid treatment does not change the dimension of the samples and nor was any splitting or splitting of the diamond observed.
All viktförlust kan därför tillskrivas avlägsnandet av metallfas- infiltranten, eftersom diamant icke upplöses av dessa syror.All weight loss can therefore be attributed to the removal of metal phases. the infiltrant, as diamond is not dissolved by these acids.
Mängden metallfas som var infiltrerad i dessa presskroppar beräknades till ca 8,1 volymprocent eller 19,8 viktprocent, baserat på täthetsmätningar av presskroppen före lakning och av diamant och metall som användes såsom utgångsmaterial för framställning av Efter lakning återstod ca 0,5 volymprocent eller Avlägsnandet av upp presskroppen. 0,2 viktprocent av den infiltrerade metallen. till 90 viktprocent (prov B-4) av det infiltrerade materialet in- dikerar även att större delen av metallfasen är lokaliserad till det kontinuerliga eller sammanhängande nätverket av porer._ Svep- elektronmikroskopisk undersökning (SEM+undersökning) av en brott- yta av ett lakat prov visar att nätverket av porer sträcker sig genom hela diamantskiktet. Det visar sig att hålen är fördelade inom hela skiktet och de flesta har en diameter understigande l um.The amount of metal phase that was infiltrated into these compacts was calculated to be about 8.1% by volume or 19.8% by weight, based on density measurements of the compact before leaching and of diamond and metal used as a starting material for the production of After leaching, about 0.5% by volume or The removal of up the press body. 0.2% by weight of the infiltrated metal. to 90% by weight (sample B-4) of the infiltrated material also indicates that most of the metal phase is localized to the continuous or continuous network of pores. electron microscopic examination (SEM + examination) of a fracture surface of a leached sample shows that the network of pores extends throughout the diamond layer. It turns out that the holes are distributed within the entire layer and most have a diameter less than 1 μm.
Detta anger att syran penetrerat hela diamantskiktet och avlägsnat metallfasen i huvudsak likformigt inom hela diamantskiktet.This indicates that the acid has penetrated the entire diamond layer and removed the metal phase is substantially uniform throughout the diamond layer.
Tvärbrottgränsen och Youngs elasticitetsmodul (E) uppmättes även för diamantskikten såsom anges i tabell I. Hållfasthetsprov- ningarna genomfördes på en trepunkts-balkbelastningsanordning.The transverse breaking limit and Young's modulus of elasticity (E) were measured also for the diamond layers as indicated in Table I. The operations were carried out on a three-point beam loading device.
Anordningen innefattar två stålrullar anbringade på ett underlag med 7so1sv2-sp 8 en tredje stålrulle centrerad ovanför med sin axel parallell med de andra två rullarna. Provstavarna centrerades över de nedre rullarna och belastades tills brott uppträdde. styckena uppmättes parallellt med töjningsspänningen med användning av motståndstöjningsgivare anslutna till en motstândstöjnings- indikator. Provstyckena A-l till A-4 bereddes för hållfasthets- provning och ytfinbearbetning med en diamantslipskiva (l77 till 250 um diamantpartiklar). Provstyckena B-l till B-4 bereddes för hållfasthetsprovning genom ytfinbearbetning med en lappningsmaskin med användning av 15 um diamantslipmedel för åstadkommande av en mer ytfelfri yta än den som erhölls på provstyckena A-1 till A-4 genom slipning. Det antages att de bättre polerade ytorna hos de provstycken som ytbearbetades med fin diamant ger högre hållfast- hetsvärden på grund av de mer perfekta ytbetingelserna som upp- Detta Töjningen av prov- nåddes, dvs. färre antal spänningskoncentrerande defekter. antages förklara de lägre tvärbrottgränsvärden som uppmättes för de lakade provstyckena (A-3, A-4, B-3, B-4).The device comprises two steel rollers mounted on a base with 7so1sv2-sp 8 a third steel roll centered above with its axis parallel to the other two rollers. The test rods were centered over the lower ones the rollers and were loaded until crime occurred. the pieces were measured in parallel with the elongation stress with use of resistance strain gauges connected to a resistance strain gauge indicator. Samples A-1 to A-4 were prepared for strength testing and finishing with a diamond grinding wheel (l77 to 250 um diamond particles). Samples B-1 to B-4 were prepared for strength test by surface finishing with a patching machine using 15 μm diamond abrasives to provide a more surface defect-free surface than that obtained on test pieces A-1 to A-4 by grinding. It is assumed that the better polished surfaces of them test pieces that were surface treated with fine diamond give higher strength. values due to the more perfect surface conditions This The elongation of the test was reached, i.e. fewer number of stress concentrating defects. is assumed to explain the lower cross-breaking limit values that were measured for the leached specimens (A-3, A-4, B-3, B-4).
Tabell I.Table I.
Avlägsnande av infiltrerings- Tvärbrott- Elasticitets- material gräns 2 modul (E) _ Provstycke (viktförlust %) (kp/mm ) (x 103 kp/mmz) A-1 O lll - A-2 O lOl - A-3 l6,l 73 - A-4 l6,2 87 » - B-l O 129 89 B-z o _ 143 i 92 B-3 - 17,0 88 78 B-4 17,9 81 80 Till skillnad mot tvärbrottgränsprovningsresultaten påverkades icke E~mätningarna (tabell I) av porositeten, eftersom E är ett mått på den inre hâllfastheten och styvheten hos ett material och icke innefattar mikrosprickbildning. Den genomsnittliga förändringen av E-värdet uppgick till endast ca 12 % lägre när metallfasinfilt- ranten avlägsnades från provstyckena. Denna skillnad för korri- geras för porositeten i de lakade provstyckena, eftersom s: OO CD :så GI) *J RÖ ß Q? ß) _M-c E" I Youngs modul moment- avstånd till yttre fiber areatröghetsmoment samt M-C icke förändras, men I minskas eftersom den effektiva arean HÖZEÛ H N II II minskats i proportion till porositeten. Om därför sfäriska hålrum och slumpvis fördelning antages, erhålles E = %-%ï:šï, varvid x = andelen porer (porfraktionen), varvid värdet av E blir större än det uppmätta. Medelvärdet 79 x 103 kp/mmz för E för proverna B-3 och B-4 (lakade) korrigeras till 85 x 103 kp/mm2 eller ca 5 % lägre än medelvärdet 90 x 103 kp/mmz Avlägsnandet av metallfasinfiltranten har därför mycket liten inverkan på E och visar att hållfastheten hos diamantskiktet i det närmaste enbart beror på diamant-till-diamant-bindningen.Removal of infiltration- Transverse- Elasticity- material limit 2 module (E) _ Sample (weight loss%) (kp / mm) (x 103 kp / mmz) A-1 O lll - A-2 O 10 - A-3 l6, l 73 - A-4 l6.2 87 »- B-l O 129 89 B-z o _ 143 i 92 B-3 - 17.0 88 78 B-4 17.9 81 80 In contrast to the transverse fracture test results, it was affected not the E measurements (Table I) of the porosity, since E is a measure on the internal strength and rigidity of a material and not includes microcracking. The average change of the E-value amounted to only about 12% lower when the metal phase filter the rant was removed from the specimens. This difference in for the porosity of the leached specimens, because s: OO CD :so GI) * J RÖ ß Q? ß) _M-c E "I Youngs module momentary distance to outer fiber moments of inertia and M-C do not change, but I decrease as the effective area HÖZEÛ H N II II reduced in proportion to the porosity. If therefore spherical cavities and random distribution is assumed, E =% -% ï: šï is obtained, where x = the proportion of pores (the pore fraction), whereby the value of E becomes greater than the measured. Mean 79 x 103 kp / mmz for E for samples B-3 and B-4 (leached) is corrected to 85 x 103 kp / mm 2 or about 5% lower than the average value 90 x 103 kp / mmz The removal of the metal phase infiltrant therefore has a lot small impact on E and shows the strength of the diamond layer almost exclusively due to the diamond-to-diamond bond.
E-värdet 90 x 103 kp/mmz är ca 10 % lägre än det genomsnitt- liga värdet 100 x 103 2 konstantvärdena för enkristall av diamant.The E-value 90 x 103 kp / mmz is about 10% lower than the average league value 100 x 103 2 the constant values for single crystal of diamond.
Exempel 2.Example 2.
Man framställde en presskropp på ett sätt som var identiskt likt det i exempel 1 angivna för provstyckena A-1 till A-4 med undantag av att en blandning i mängdförhållandet 1:1 av diamant- partiklar med storleken-149 till 177 um samt 105 till 125 um an- vändes i stället för partiklarna med storleken 8 um.> ' Presskroppen beräknades före lakning innehålla 89,1 vikt- procent diamant (96,5 volymprocent) och 11,9 viktprocent metall- fas (4,5 volymprocent). Efter lakning erhölls 11,5 % minskning av totala vikten hos presskroppen, vilket innebär att ca 0,15 vikt- procent av metallfasen (0,06 volymprocent) kvarstannade i press- för E för proverna B-1 och B-2. kp/mm , som kan beräknas från elasticitets- kroppen.A press body was produced in a manner that was identical as in Example 1 for samples A-1 to A-4 with except that a 1: 1 mixture of diamonds particles with a size of 149 to 177 μm and 105 to 125 μm was used instead of the particles with a size of 8 μm. The compaction body was calculated before leaching to contain 89.1 percent diamond (96.5 volume percent) and 11.9 weight percent metal phase (4.5% by volume). After leaching, a decrease of 11.5% was obtained total weight of the compact, which means that about 0.15 percent of the metal phase (0.06% by volume) remained in the press for E for samples B-1 and B-2. kp / mm, which can be calculated from the the body.
Exempel 3. _ Fyra diamantpresskroppar framställdes på det i exempel 1 angivna sättet. Karbiden avslipades från varje presskropp. Från tvâ av presskropparna avlägsnades metallfasinfiltranten genom- syralakning i het syrablandning 1HF:lHN03 och 3HC1:1HN03. Samtliga provkroppar monterades därefter med epoxi pâ ett runt volfram- karbidsubstrat med måttet 0,89 cm. Denna kompositkropp monterades i en verktygshållare i en svarv och svarvningsprovning för under- sökning av nötningsbeständigheten genomfördes därefter._ Arbets- »7801872-8 i io» stycket utgjordes-av kvartssandfylld gummistav, som föras i handeln under varumärket Ebonite Black Diamond. Provningsbetingelserna var: Ythastighet 107 - 168 ytmeter/minut (i en värmebehandlings- grupp var det maximala intervalletøßá'ytmeter/minut), skärdjup 0,76 mm, tvärmatning 0,13 mm/varv och provningstid 60 minuter.Example 3. _ Four diamond compacts were prepared on it in Example 1 specified way. The carbide was ground from each compact. From two of the compacts, the metal phase infiltrant was removed by acid leaching in hot acid mixture 1HF: 1HNO 3 and 3HCl: 1HNO 3. Every specimens were then mounted with epoxy on a round tungsten carbide substrate measuring 0.89 cm. This composite body was mounted in a tool holder in a lathe and turning test for sub- search of the abrasion resistance was then carried out. »7801872-8 i io » the piece consisted of quartz sand-filled rubber rod, which is commercially available under the Ebonite Black Diamond brand. The test conditions var: Surface speed 107 - 168 surface meters / minute (in a heat treatment group was the maximum intervaløßá'ytmeter / minute), cutting depth 0.76 mm, transverse feed 0.13 mm / revolution and test time 60 minutes.
Efter provningen värmebehandlades provstyckena i rórugn i strömmande torr argonatmosfär. Värmebehandlingstemperaturen var 700°C till l300°C med exponering vid lOO°C intervall. Exponeringstiden var l0 minuter vid varje temperatur. Efter varje behandling under- söktes provstyckena beträffande tecken på försämring under svep- elektronmikroskop och monterades därefter för nötningsprovning med undantag för värmebehandlingarna vid l0OO°C, llOO°C och 130000.After the test, the specimens were heat-treated in a stirring tube in a flowing manner dry argon atmosphere. The heat treatment temperature was 700 ° C to 1300 ° C with exposure at 100 ° C intervals. Exposure time was l0 minutes at each temperature. After each treatment, the specimens were examined for signs of deterioration during electron microscope and then mounted for abrasion testing with except for the heat treatments at 100 ° C, 100 ° C and 130,000.
Både topp- och botteneggarna användes såsom skäreggar före om- slipning. I Resultaten av nötningsprovningen är sammanställda i tabell II.Both the top and bottom edges were used as cutting edges before grinding. IN The results of the abrasion test are summarized in Table II.
Provstyckena uppvisade förhållandevis överensstämmande egenskaper under hela provningen. Det fanns en benägenhet till en minskning av nötningsbeständigheten från det obehandlade tillståndet till den första värmebehandlingen vid 700°C. De olakade proverna, proverna 3 och 4, förändrades icke förrän katastrofal termisk för- störing uppträdde mellan 800°C och 9009C. Värmebehandlingen hade visat sig vara oberoende av nötningsbeständigheten tills diamant- fasen icke längre kunde innehålla den inneslutna metallfasen och sprickning uppträdde. Detta uppträdande indikerar även närvaron av två distinkta faser: Den bundna diamantfasen, som utövar den skärande verkan vid provningen, samt metallfasen, som är en åter- stod från sintringsprocessen. De lakade provstyckena, provstyckena l och 2, motstod värmebehandlingen mycket väl, även till l200°C.The specimens showed relatively similar properties throughout the test. There was a tendency for a decrease of the abrasion resistance from the untreated condition to the first heat treatment at 700 ° C. The unpainted samples, samples 3 and 4, did not change until catastrophic thermal disturbance occurred between 800 ° C and 9009C. The heat treatment had proved to be independent of abrasion resistance until the diamond the phase could no longer contain the entrapped metal phase and cracking occurred. This behavior also indicates the presence of two distinct phases: The bound diamond phase, which exerts it cutting effect in the test, as well as the metal phase, which is a stood from the sintering process. The leached specimens, the specimens 1 and 2, the heat treatment withstood very well, even to 1200 ° C.
Tendensen vid l200°C sšnes vara tendens till en svag försämring av provstycket som kan indikera begynnande termisk återomvandling på ytan. 7801872-8 ll Tabell II. värme_ Lakad Olakad behandling Prov- Prov- Prov- Prov- (°C) stycke 1 stycke 2 stycke 3 stycke 4 Obehandlad 150-200 120-150 150 100-120 700 150 120 120 100 800 p _ 120 100 _ 120 100 900 120 i 100 _ A Raaieiia sprickor IOOO ,~ - ~ _ 1100 - - - i - 1200 86-100 100-120 ~ i i ä 1300 '- - - 1 - Provningsresultaten i tabell II anger tiden per enhet av presskroppsförslitning i 25,4 mm x 100. Verktygsförslitningen bestämdes genom uppmätning av vidden av den flata yta (flat) på presskroppen, som orsakades av kontakten med arbetsstycket. Vär- dena är meningsfulla endast för jämförelse av de relativa använd- ningsegenskaperna hos de lakade och de olakade provstyckena.The tendency at 1200 ° C seems to be a tendency for a slight deterioration of the specimen that may indicate incipient thermal conversion surface. 7801872-8 ll Table II. värme_ Lakad Unlakad treatment Sample- Sample- Sample- Sample- (° C) piece 1 piece 2 piece 3 piece 4 Untreated 150-200 120-150 150 100-120 700 150 120 120 100 800 p _ 120 100 _ 120 100 900 120 i 100 _ A Raaieiia cracks IOOO, ~ - ~ _ 1100 - - - i - 1200 86-100 100-120 ~ i i ä 1300 '- - - 1 - The test results in Table II indicate the time per unit of press body wear in 25.4 mm x 100. Tool wear was determined by measuring the width of the flat surface (flat) on the press body, which was caused by the contact with the workpiece. Vär- these are meaningful only for comparison of the relative uses properties of the lacquered and unpainted specimens.
De lakade Ptovstyckena uppvisar i genomsnitt högre provnings- värden än de olakade provstyckena. Detta kan bero på termisk för- störing eller försämring av de olakade presstyckena under skär- ningsprovningarna med maskinbearbetning med provstyckena. Sålunda kan samma förstöringsmekanism uppträda under nötningsprovningen som vid värmebehandlingarna. Om så är fallet kommer när verktygets spets upphettas till hög temperatur i kontakt med arbetsstycket koboltfasen att expandera mer än diamantfasen och spräcka eggen vid spetsen inom de första få partikelskikten. Den skadade spetsen försvagas härvid och sämre användningsegenskaper erhålles. De lakade provkropparna är emellertid termiskt stabila till högre arbetstemperatur och försämras icke termiskt vid kontakt med ar- betsstycket.The leached Ptov pieces show on average higher test values than the unpainted specimens. This may be due to thermal disturbance or deterioration of the unpainted press pieces during cutting the machining tests with the test pieces. Thus the same destruction mechanism may occur during the wear test as in the heat treatments. If so, when will the tool tip is heated to a high temperature in contact with the workpiece the cobalt phase to expand more than the diamond phase and crack the edge at the tip within the first few particle layers. The damaged tip is thereby weakened and inferior use properties are obtained. The however, the leached specimens are thermally stable to higher working temperature and does not deteriorate thermally on contact with the bite piece.
Svepelektronmikroskopisk undersökning visade att de olakade provstyckena uppvisade många skiljaktiga egenskaper vid jämförelse med de lakade provstyckena. Metallfasen började extruderas eller tränga ut från ytan mellan 700 och 8DO°C vid undersökning med förstoringsgraden ZOOOX. När temperaturen ökades till 900°C sprack provstyckena radiellt från den rundade skäreggen till centrum av 7801872-8 12 provstycket. De lökade provstyckena uppvisade icke denna egenskap men var förhållandevis oförändrade till l300°C. Diamantskikten är rena vid 120000, men vid l300°C visar fotografier med försto- ringsgraden ZOX runda och ojämna bilder och fotografier med för- storingsgraden iO00X visar en etsad yta med många blottlagda kris- taller. Detta beror förmodligen på termisk försämring eller för- störing av ytan men kan även vara följden av mindre syreförore- 'ningar i argonatmosfären i rörugnen.Scanning electron microscopic examination showed that they were unpainted the specimens showed many different properties when compared with the leached specimens. The metal phase began to be extruded or penetrate from the surface between 700 and 8DO ° C when examined with magnification ZOOOX. When the temperature was raised to 900 ° C it burst the specimens radially from the rounded cutting edge to the center of 7801872-8 12 the test piece. The onion specimens did not show this property but were relatively unchanged at 1300 ° C. The diamond layers are pure at 120,000, but at 1300 ° C shows photographs with ZOX round and uneven images and photographs with The degree of failure of the iO00X shows an etched surface with many exposed crises taller. This is probably due to thermal deterioration or deterioration disturbance of the surface but may also be the result of less oxygen 'ions in the argon atmosphere in the tube furnace.
Exempel 4.Example 4.
Två diamantpresskroppar (proverna IV-l och IV-2) framställdes på det i exempel 1 angivna sättet med undantag av att karbidsubst- raten icke avslipades, En epoxiplast (Epon 826 med nodisk metyl- anhydrid och bensyldimetylamin-härdningsmedel) göts runt prov- stycket IV-l och härdades. Ytan av diamantskiktet blottlades genom sandslipning av hela mängden plast på ytan av skiktet. Provstycket IV-l infördes därefter i kokande 3HCl:lHNO3 under 37,15 timmars tid. Efter avlägsnande från syran avlägsnades plasten från karbid- skiktet och undersöktes visuellt. Tecken på en ringa reaktion mellan syran och den oexponerade ytan iakttogs. Ytan av karbid- skiktet syntes emellertid icke vara väsentligt skadad av syran.Two diamond compacts (Samples IV-1 and IV-2) were prepared in the manner set forth in Example 1, except that the carbide was not sanded, An epoxy plastic (Epon 826 with nodic methyl- anhydride and benzyldimethylamine curing agent) were poured around the paragraph IV-1 and cured. The surface of the diamond layer was exposed through sanding the entire amount of plastic on the surface of the layer. The test piece IV-1 was then introduced into boiling 3HCl: 1HNO 3 for 37.15 hours time. After removal from the acid, the plastic was removed from the carbide. layer and examined visually. Signs of a slight reaction between the acid and the unexposed surface was observed. The surface of the carbide however, the layer did not appear to be significantly damaged by the acid.
Ytan av diamantskiktet undersöktes därefter med svepelektronmikro- skop (upp till ZOOOX förstoring). ^Ytan av diamantskiktet hade ett utseende som liknade ytorna hos diamantskiktet hos de lakade prov- styckena enligt exempel l. Provstycket IV-l undersöktes därefter med energifördelande röntgenanalys för jämförelse av intensiteterna för beståndsdelarna i metallfasen med motsvarande värden för en! presskropp av samma typ som icke lakats. Resultaten av svepelekt- ronmikroskopisk undersökning och röntgenanalys visade att syran penetrerade diamantskiktet och avlägsnade en väsentlig andel av metallfasen.The surface of the diamond layer was then examined with scanning electron microscopy. scoop (up to ZOOOX magnification). ^ The surface of the diamond layer had a appearance similar to the surfaces of the diamond layer of the lacquered samples. the pieces according to Example 1. The test piece IV-1 was then examined with energy-distributing X-ray analysis for comparison of the intensities for the components in the metal phase with corresponding values for one! compact of the same type not leached. The results of scanning microscopic examination and X-ray analysis showed that the acid penetrated the diamond layer and removed a significant proportion of the metal phase.
»Proverna IV-l och IV-2 underkastades därefter svarvnings- provning för provning av nötningsbeständigheten på det sätt som anges i exempel 3 i det föregående. Nötningsprovningens resultat (beräknade på det i exempel 3 angivna sättet) var 120 - 150 för provstycket IV-l (lakat) och 100 - l20 för provstycket IV-2 (olakat).Samples IV-1 and IV-2 were then subjected to turning testing for testing the abrasion resistance in the manner specified given in Example 3 above. Abrasion test results (calculated in the manner set forth in Example 3) were 120 - 150 for specimen IV-1 (lacquered) and 100 - 120 for specimen IV-2 (unlacquered).
Dessa provningsresultat som visar överlägsenheten hos den lakade presskroppen överensstämmer med de resultat som erhölls enligt exempel 3 och bekräftar sålunda att avlägsnandet av metallfasen inom området för skäreggen förbättrar användningsegenskaperna hos diamantpresskroppen.These test results show the superiority of the leachate the compact corresponds to the results obtained according to Example 3 and thus confirms that the removal of the metal phase in the field of the cutting edge improves the use properties of the diamond press body.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US77015177A | 1977-02-18 | 1977-02-18 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE7801872L SE7801872L (en) | 1978-08-19 |
SE444674B true SE444674B (en) | 1986-04-28 |
Family
ID=25087642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE7801872A SE444674B (en) | 1977-02-18 | 1978-02-17 | TOOL COMPONENT OF DIAMOND OR CUBIC BORN NITRID AND PROCEDURE FOR ITS MANUFACTURING |
Country Status (22)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS53114589A (en) |
AT (1) | AT370021B (en) |
AU (1) | AU518668B2 (en) |
BE (1) | BE863934A (en) |
BR (1) | BR7800988A (en) |
CH (1) | CH637611A5 (en) |
DE (1) | DE2805460A1 (en) |
DK (1) | DK152098C (en) |
ES (1) | ES467085A1 (en) |
FI (1) | FI65935C (en) |
FR (1) | FR2380845A1 (en) |
GB (1) | GB1598837A (en) |
GR (1) | GR64066B (en) |
IE (1) | IE46644B1 (en) |
IL (1) | IL53846A (en) |
IN (1) | IN148419B (en) |
IT (1) | IT1095412B (en) |
LU (1) | LU79081A1 (en) |
NL (1) | NL7801822A (en) |
NO (1) | NO151691C (en) |
SE (1) | SE444674B (en) |
ZA (1) | ZA78416B (en) |
Families Citing this family (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2380846A1 (en) * | 1978-02-16 | 1978-09-15 | Gen Electric | Porous cutting tools - made by bonding diamond or cubic boron nitride with metal which is then removed by etching to form the pores |
US4374651A (en) * | 1981-09-28 | 1983-02-22 | General Electric Company | Composite of metal-bonded cubic boron nitride and a substrate and process of preparation |
ZA831881B (en) * | 1982-04-02 | 1984-06-27 | Gen Electric | Sweep through process for making polycrystalline compacts |
DE3376533D1 (en) * | 1982-12-21 | 1988-06-16 | De Beers Ind Diamond | Abrasive compacts and method of making them |
JPS6076964A (en) * | 1983-08-29 | 1985-05-01 | ジ−テイ−イ−・ベイルロン・コ−ポレ−シヨン | Polycrystal grinding grid |
CA1253349A (en) * | 1983-08-29 | 1989-05-02 | Robert H. Frushour | Polycrystalline abrasive grit |
FR2568933B1 (en) * | 1984-08-13 | 1986-09-19 | Combustible Nucleaire | DIAMOND ROTARY DRILLING TOOL AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH A TOOL |
FR2568810B1 (en) * | 1984-08-13 | 1986-11-14 | Combustible Nucleaire | DIAMOND CUTTING ELEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH AN ELEMENT |
AT383758B (en) * | 1985-12-23 | 1987-08-25 | Plansee Metallwerk | METHOD FOR PRODUCING A SPUTTER TARGET |
DE3706340A1 (en) * | 1987-02-27 | 1988-09-08 | Winter & Sohn Ernst | METHOD FOR APPLYING A WEAR PROTECTIVE LAYER AND PRODUCT PRODUCED THEREOF |
CA1318553C (en) * | 1988-03-10 | 1993-06-01 | Johan Vanderstraeten | Sound and/or vibration proof coating, product provided with such a coating and method of application |
FR2647153B1 (en) * | 1989-05-17 | 1995-12-01 | Combustible Nucleaire | COMPOSITE TOOL COMPRISING A POLYCRYSTALLINE DIAMOND ACTIVE PART AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
DE4027580A1 (en) * | 1990-08-31 | 1992-03-05 | Lux Benno | COMPOSITE BODY, METHOD FOR THE PRODUCTION AND USE THEREOF |
DE69117140T2 (en) * | 1990-11-22 | 1996-07-04 | Sumitomo Electric Industries | Polycrystalline dimant tool and process for its manufacture |
US5366522A (en) * | 1991-11-07 | 1994-11-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Polycrystalline diamond cutting tool and method of manufacturing the same |
US5172778A (en) * | 1991-11-14 | 1992-12-22 | Baker-Hughes, Inc. | Drill bit cutter and method for reducing pressure loading of cutters |
CA2321638A1 (en) | 1998-03-02 | 1999-09-10 | Tetsuo Nakai | Diamond sintered body tool and manufacturing method thereof |
JP4045014B2 (en) | 1998-04-28 | 2008-02-13 | 住友電工ハードメタル株式会社 | Polycrystalline diamond tools |
US6344149B1 (en) * | 1998-11-10 | 2002-02-05 | Kennametal Pc Inc. | Polycrystalline diamond member and method of making the same |
US6691596B1 (en) | 2000-02-29 | 2004-02-17 | Irwin Industrial Tool Company | Circular saw blade for cutting fiber cement materials |
US7909900B2 (en) | 2005-10-14 | 2011-03-22 | Anine Hester Ras | Method of making a modified abrasive compact |
EP2107045B1 (en) | 2007-02-02 | 2017-03-22 | Sumitomo Electric Hardmetal Corp. | Diamond sinter and process for producing the same |
JP5125646B2 (en) | 2008-03-19 | 2013-01-23 | 株式会社タンガロイ | Cubic boron nitride sintered tool |
GB0901096D0 (en) | 2009-01-23 | 2009-03-11 | Element Six Ltd | Method of treating a diamond containing body |
US9067305B2 (en) | 2010-05-18 | 2015-06-30 | Element Six Abrasives S.A. | Polycrystalline diamond |
GB201008239D0 (en) | 2010-05-18 | 2010-06-30 | Element Six Production Pty Ltd | Polycrystalline diamond |
TWI544064B (en) | 2010-09-03 | 2016-08-01 | 聖高拜磨料有限公司 | Bonded abrasive article and method of forming |
CN104994996B (en) | 2012-12-31 | 2017-12-05 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | Bonded abrasive articles and method for grinding |
EP2938460B1 (en) | 2012-12-31 | 2018-08-15 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Method of grinding |
WO2014106159A1 (en) | 2012-12-31 | 2014-07-03 | Saint-Gobain Abrasives, Inc. | Bonded abrasive article and method of grinding |
DE112014001102T5 (en) | 2013-03-31 | 2015-11-19 | Saint-Gobain Abrasifs | Bound abrasive article and grinding process |
US10720030B2 (en) | 2013-09-29 | 2020-07-21 | Apple Inc. | Connectible component identification |
CN106457474A (en) | 2014-06-20 | 2017-02-22 | 哈利伯顿能源服务公司 | Laser-leached polycrystalline diamond and laser-leaching methods and devices |
JP5969106B1 (en) * | 2015-12-28 | 2016-08-10 | 日進工具株式会社 | End mill and manufacturing method thereof |
TW202016012A (en) * | 2018-09-17 | 2020-05-01 | 美商戴蒙創新公司 | Cubic boron nitride particle population with highly-etched particle surface and high toughness index |
JP7441441B2 (en) * | 2020-11-18 | 2024-03-01 | トーメイダイヤ株式会社 | Sintered diamond electrode material |
JP7470291B2 (en) * | 2020-11-27 | 2024-04-18 | トーメイダイヤ株式会社 | Carbide-bonded polycrystalline diamond electrode material |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3141746A (en) * | 1960-10-03 | 1964-07-21 | Gen Electric | Diamond compact abrasive |
GB1010506A (en) * | 1960-11-30 | 1965-11-17 | Carborundum Co | Improvements in abrasive products |
US3609818A (en) * | 1970-01-02 | 1971-10-05 | Gen Electric | Reaction vessel for high pressure apparatus |
NL7104326A (en) * | 1970-04-08 | 1971-10-12 | Gen Electric | |
US3767371A (en) * | 1971-07-01 | 1973-10-23 | Gen Electric | Cubic boron nitride/sintered carbide abrasive bodies |
US3743489A (en) * | 1971-07-01 | 1973-07-03 | Gen Electric | Abrasive bodies of finely-divided cubic boron nitride crystals |
US3745623A (en) * | 1971-12-27 | 1973-07-17 | Gen Electric | Diamond tools for machining |
US4063909A (en) * | 1974-09-18 | 1977-12-20 | Robert Dennis Mitchell | Abrasive compact brazed to a backing |
-
1978
- 1978-01-16 IE IE89/78A patent/IE46644B1/en not_active IP Right Cessation
- 1978-01-19 IL IL53846A patent/IL53846A/en unknown
- 1978-01-20 IN IN85/CAL/78A patent/IN148419B/en unknown
- 1978-01-23 ZA ZA00780416A patent/ZA78416B/en unknown
- 1978-01-31 GR GR55309A patent/GR64066B/en unknown
- 1978-02-09 DE DE19782805460 patent/DE2805460A1/en active Granted
- 1978-02-10 FI FI780451A patent/FI65935C/en not_active IP Right Cessation
- 1978-02-13 FR FR7803944A patent/FR2380845A1/en not_active Withdrawn
- 1978-02-14 CH CH162978A patent/CH637611A5/en not_active IP Right Cessation
- 1978-02-14 BE BE185145A patent/BE863934A/en not_active IP Right Cessation
- 1978-02-14 AT AT0104878A patent/AT370021B/en not_active IP Right Cessation
- 1978-02-16 AU AU33342/78A patent/AU518668B2/en not_active Expired
- 1978-02-16 GB GB2225/78A patent/GB1598837A/en not_active Expired
- 1978-02-16 IT IT20283/78A patent/IT1095412B/en active
- 1978-02-16 JP JP1600478A patent/JPS53114589A/en active Granted
- 1978-02-17 NO NO780546A patent/NO151691C/en unknown
- 1978-02-17 DK DK072878A patent/DK152098C/en active
- 1978-02-17 NL NL7801822A patent/NL7801822A/en active Search and Examination
- 1978-02-17 LU LU79081A patent/LU79081A1/en unknown
- 1978-02-17 SE SE7801872A patent/SE444674B/en not_active IP Right Cessation
- 1978-02-17 ES ES467085A patent/ES467085A1/en not_active Expired
- 1978-02-17 BR BR7800988A patent/BR7800988A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DK72878A (en) | 1978-08-19 |
DE2805460C2 (en) | 1993-08-05 |
IL53846A (en) | 1981-10-30 |
IT7820283A0 (en) | 1978-02-16 |
NL7801822A (en) | 1978-08-22 |
IT1095412B (en) | 1985-08-10 |
AT370021B (en) | 1983-02-25 |
SE7801872L (en) | 1978-08-19 |
AU3334278A (en) | 1979-08-23 |
LU79081A1 (en) | 1978-06-27 |
BE863934A (en) | 1978-05-29 |
AU518668B2 (en) | 1981-10-15 |
DK152098B (en) | 1988-02-01 |
IN148419B (en) | 1981-02-21 |
FI65935B (en) | 1984-04-30 |
GB1598837A (en) | 1981-09-23 |
ZA78416B (en) | 1979-01-31 |
JPS53114589A (en) | 1978-10-06 |
FI65935C (en) | 1984-08-10 |
IE46644B1 (en) | 1983-08-10 |
DE2805460A1 (en) | 1978-08-24 |
IE780089L (en) | 1978-08-18 |
FR2380845A1 (en) | 1978-09-15 |
FI780451A (en) | 1978-08-19 |
ES467085A1 (en) | 1978-11-01 |
NO151691C (en) | 1985-05-22 |
DK152098C (en) | 1988-06-27 |
BR7800988A (en) | 1978-09-19 |
GR64066B (en) | 1980-01-21 |
CH637611A5 (en) | 1983-08-15 |
JPS6333985B2 (en) | 1988-07-07 |
IL53846A0 (en) | 1978-04-30 |
NO151691B (en) | 1985-02-11 |
NO780546L (en) | 1978-08-21 |
ATA104878A (en) | 1982-07-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE444674B (en) | TOOL COMPONENT OF DIAMOND OR CUBIC BORN NITRID AND PROCEDURE FOR ITS MANUFACTURING | |
US4224380A (en) | Temperature resistant abrasive compact and method for making same | |
US4288248A (en) | Temperature resistant abrasive compact and method for making same | |
Ding et al. | Fabrication and performance of porous metal-bonded CBN grinding wheels using alumina bubble particles as pore-forming agents | |
CA1136429A (en) | Abrasive compacts | |
CN102459802B (en) | Cutting elements, methods for manufacturing such cutting elements, and tools incorporating such cutting elements | |
TWI293088B (en) | ||
US5127923A (en) | Composite abrasive compact having high thermal stability | |
US8505654B2 (en) | Polycrystalline diamond | |
US20150292271A1 (en) | High diamond frame strength pcd materials | |
EP3250538B1 (en) | Friable ceramic-bonded diamond composite particles and methods to produce the same | |
US9162929B2 (en) | SiC bodies and process for the fabrication of SiC bodies | |
CZ2000613A3 (en) | Process for producing composite of diamond, silicon carbide and silicon as well as composite produced in such a manner | |
SE454983B (en) | HARD MATERIAL BODY OF CUBIC BORN NITRID | |
EP2928589A1 (en) | Providing a catlyst free diamond layer on drilling cutters | |
JP4297987B2 (en) | High-strength fine-grain diamond sintered body and tool using the same | |
CN109321804B (en) | Preparation method of hard alloy cutter body for cutting carbon fiber composite material | |
US20140154509A1 (en) | Providing a catlyst free diamond layer on drilling cutters | |
JPH06116051A (en) | Method for producing laminated ceramic article and article produced thereby | |
CN106573308B (en) | Method of making thermally stable polycrystalline superhard constructions | |
WO2011042566A1 (en) | Polycrystalline diamond | |
CA1119821A (en) | Temperature resistant abrasive compact and method for making same | |
RU2060933C1 (en) | Method for production of polycrystalline diamond having predetermined shape | |
JPS59161268A (en) | Abrasive body and manufacture thereof | |
CN114763307A (en) | Layered carbon grain boundary phase toughened diamond composite phase material and preparation method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NAL | Patent in force |
Ref document number: 7801872-8 Format of ref document f/p: F |
|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 7801872-8 Format of ref document f/p: F |