SE469386B - Saett att framstaella en sintrad karbonitridlegering foer skaerande bearbetning - Google Patents

Description

IY 10 15 20 25 30 35 469 586 2 Det har nu visat sig att man genom att vid tillverkning av titanbaserade karbonitridlegeringar använda komplexa, kubiska karbonitridråvaror som innehåller huvuddelen, företrädesvis >90 % helst >95 % av de metaller, minst två, företrädesvis minst tre, från grupperna IV och V jämte kol och kväve som skall ingå i den färdiga sintrade karbonitridlegeringen erhåller såväl unika strukturer som unika egenskaper i denna sintrade karbonitridlegering.

Företrädesvis skall allt kväve ingå i nämnda karbonitridrâvara.

Speciellt skall av de ovan diskuterade metallerna allt titan och tantal ingå i hårdämnesràvaran enligt uppfinningen. Med fördel kan även vanadin, niob samt lämpligen också zirkonium och hafnium ingå, om de ingår i den slutliga sintrade karbonitridlegeringen. Metaller från grupp VI, Cr, Mo och W, skall, i den mån de ingår, tillsättas som multipelkarbider, enkla karbider och/eller som metall+kol, men de kan även ingå i ràvaran enligt uppfinningen under förutsättning att råvaran förblir kubisk till sin struktur.

Som nämnts erhåller man intressanta egenskaper hos en sintrad karbonitridlegering om man använder sig av de speciella råvaror som omfattas av föreliggande uppfinning.

Så har det exempelvis visat sig att man erhåller en karbonitridlegering med utomordentliga positiva egenskaper vid semifinishing operationer vid svarvning dvs med något lägre skärhastigheter och högre matningar jämfört med finishing dvs rena finbearbetningsoperationer, >250 m/s för kolstål och låglegerade stål, och låga matningar, mm/varv, om man utgår från en komplex råvara med t ex sammansättningen (Ti0'96,Ta0'04)(C0'62,N0'38). Denna effekt förstärks ytterligare om även vanadin tillsätts, varvid formeln blir (Ti0,89,Ta0'04,V0'07)(C0'65N0'35). Motsvarande skär som tillverkats från enkla råvaror men med exakt samma metod och i exakt samma utrustning ger betydligt sämre egenskaper i seghetsbeteende bl.a. större spridning vid älg 10 15 20 25 30 35 3 469 386 samma slitstyrkenivå. Detta medför att tillförlitligheten hos sådana skär är betydligt sämre, vilket gör att de är mycket sämre vid produktion med begränsad bemanning, en produktionsform som alltmer ökar i betydelse pga allt högre lönekostnader.

En av orsakerna till detta positiva beteende har visat sig vara att man erhåller en avsevärt lägre pornivå med denna komplexa råvara jämfört med konventionella råvaror utan att tillgripa några som helst ytterligare åtgärder som t ex HIP och detta sker t o m med lägre presstryck än för konventio- nellt material. Detta är en stor tillverkningsteknisk fördel bl a på grund av minskat verktygsslitage och avsevärt lägre risk för uppkomst av ogynnsamma pressprickor.

Uppfinningen avser alltså ett sätt för framställning av en títanbaserad karbonitridlegering med 3-25 vikt-% bindefas baserad på Co, Ni och/eller Fe enligt vilket karbonitridhårdämnen av metaller från grupperna IV, V och/eller VI tillsätts i form av ovan beskrivna komplexa råvara. Denna råvara mals tillsammans med bindefaselementen plus eventuell koltillsats och mindre tillsatser med t ex TiC, TiN, TaC, VC eller kombinationer därav pga små analysavvikelser hos den komplexa råvaran varefter pressning och sintring till skär utförs enligt tidigare känd teknik.

Figur 1 visar det "fönster" i sammansättningsdiagrammet för Grupp IV-Grupp V-C-N, uttrycket i molbråk, för den komplexa råvaran som uppvisat ovan angivna fördelar i hög förstoring, medan figur 2 anger var i det totala molbråksdiagrammet som detta lilla område är beläget.

Med Grupp IV avses Ti, Zr och/eller Hf och med Grupp V avses V, Nb och/eller Ta.

Som framgår av figur 1 omfattar fönstret sammansättnings- området: 10 15 20 75 :f 30 35 469 386 4 0,85 5 0,99 0,58 _<_ XIV x 0,69 C IAIA och särskilt då: 0,87 0,60 XIV 0,98 _<_ x 5 9,67 i 5 c Det senare begränsade fönstret kan delas i två, dels ett utan andra Grupp V-metaller än Ta: 0,925 3 XIV.í 0,98 0,60 < X < 0,67 _. C.. och dels ett med andra Grupp V-metaller än Ta, dvs V och Nb: 0,87 0,60 _<_ XIV 0,925 < _<_ XC í 0,67 Speciellt förmånliga egenskaper fàs för sammansätt- ningarna 0,94 0,60 0,98 0,64 IV IAIA NN IA |^ respektive X X 0,91 0,67 0,87 0,63 IA IA Iví C i För titan gäller XTi>0.7 företrädesvis >0.75.

I de ovan angivna molbrâken för kol och kväve kan givetvis sedvanliga mängder syre ingå, dvs substituera kol och kväve, även om det är önskvärt att hälla sådana syremängder låga. <0.8 % företrädesvis <0.5 %. Uppfinningen omfattar såväl 10 15 5 469 586 stökiometriska som sedvanligt understökiometriska karbonitrider.

Exempel Titanbaserade karbonitridlegeringar med 16.5 % Ni+Co-binde- fas framställdes dels med användning av en komplex råvara enligt uppfinningen, (Ti0'89,Ta0'04,V0,07)(C0,65N0'35) dels med användning av enkla råvaror, TiN, TiC, TaC och VC. I båda fallen tilsattes förutom Co och Ni även WC och Mo2C.

Följande presstryck samt porositet efter malning och sintring till motsvarande kornstorlek erhölls: Porositet Presstryck, N/mm2 Legering enl uppf A00 137 Enkla råvaror A06-A08,B02 171

Claims (2)

LO 469 386 6 Patentkrav

1. ) Sätt för framställning av en sintrad, titanbaserad karbonitridlegering med 3-25 vikt-% bindefas baserad på Co, Ni och/eller Fe genom malning, pressning och sintring enligt känd teknik k ä n n e t e c k n a t av att man använder en råvara bestående av en komplex, kubisk karbonitrid innehållande, förutom eventeullt en eller flera metaller från grupp VI, huvuddelen av de metaller från grupperna IV och V i periodiska systemet samt kväve och kol som skall ingå i den färdiga legeringen varvid nämnda råvara har sammansättningen 0,85 5 XIV 5 0,99 0,58 i XC 3 0,69 där X är molbråket för samtliga grupp IV element i IV legeringen och XC molbråket för kol.

2. ) Sätt enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a t av att den komplexa karbonitridråvarans sammansättning är 0,87 0,60 X X IV_<_ 0,98 C _<_o,67 IA IA