SE513959C2 - Metod att belägga verktygsskär av hårdmetall - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 513 959 (R=H eller alkyl). En löslig kolkälla tillsätts lösningen vil- ken appliceras på hàrdmetallskären. Lösningen förångas och de belagda skären värmebehandlas i en inert och/eller reducerande atmosfär. Sålunda erhålles belagda hàrdmetallskär som kan lödas till ett verktyg enligt gängse tillvägagångssätt.

Processen enligt uppfinningen omfattar följande steg där Me=Co, Ni och/eller Fe, 1. Åtminstone ett Me-salt innehållande organiska grupper företrädesvis Co: såsom karbooxylater, acetylacetonater, kväveinnehàllande orga- niska grupper såsom schiffbaser, företrädesvis Me-acetater, upplöses i åtminstone ett polärt lösningsmedel såsom etanol, acetonitril, dimetylformamid eller dimetylsulfoxid och kombina- tioner av lösningsmedel såsom metanol-etanol och vatten-glykol, företrädesvis metanol. Under omrörning tillsätts trietanolamin eller andra komplexbildare, speciellt molekyler innehållande mer än två funktionella grupper, dvs. OH eller NR3 med R=H el- ler alkyl (O.1-2.0 mol komplexbildare/mol metall, företrädesvis omkring 0.5 mol komplexbildare/mol metall). 2. Socker (C12H22Ol1) eller andra lösliga kolkällor såsom andra typer av kolhydrater och/eller organiska föreningar som sönderfaller under bildning av kol inom temperaturintervallet 100-500°C i icke-oxiderande atmosfär tillsättes (0.l-2.0 mol C/mol metall, företrädesvis omkring 0.5 mol C/mol metall), och lösningen värms till 40°C för att förbättra kolkällans löslig- het. Kolet används till att reducera den MeO som bildas i sam- band med värmebehandlingen och till att reglera kolhalten i skiktlagret. 3. Lösningen appliceras åtminstone på den eller de ytor som skall lödas genom neddoppning i lösningen eller genom att spru- ta eller pensla på lösningen. 4. De belagda skären som erhållits i närmast föregående steg värmebehandlas i kvävgas vid omkring 700-ll00°C. För att uppnå fullständig reduktion kan en hålltemperatur vara nödvän- dig. Tiden för reduktion (5-120 minuter) påverkas av process- faktorer såsom skikttjocklek och reduktionstemperatur. Kvävgas används vanligen men argon, vätgas, ammoniak, kolmonoxid och koldioxid (eller blandningar av dessa) mansättningen och mikrostrukturen i skiktet kan justeras. kan användas varvid sam- 10 15 20 25 30 35 3 513 959 5. Som en följd av värmebehandlingen erhàlls hàrdmetallskär belagda med Me vilka t.ex. kan lödas i ett verktyg pà konven- tionellt sätt men med en förbättrad hàllfasthet i lödfogen.

Det slutliga skiktets tjocklek kan varieras genom att ändra tjockleken hos det initiella skiktet. Ur lödningssynpunkt är en tjocklek av 0.1-0.5 pm lämplig. Av andra skäl kan emellertid skiktet vara tjockare.

Pà grund av skillnaden i värmeutvidgning uppvisar skiktet vanligtvis sprickor. Dessa sprickor påverkar emellertid inte lödegenskaperna hos skiktet.

Metoden enligt denna uppfinning kan användas för att även erhàlla skikt pä Ti-baserade karbonitrider, s.k. cermets, bin- defasfri hàrdmetall och keramiska material.

I dessa tillämpningar kan skiktet vara anpassat för att skapa en god vätning gentemot basmaterialet. Förutom ovan nämnda kolkàlla kan t.ex. Ti tillsättas som lösligt salt i metallsaltlösningen för att skapa en god vidhäftning mot ett basmaterial innehållande Ti.

Det mesta av lösningsmedlet kan återvinnas vilket är av stor betydelse vid en produktion i industriell skala.

Exempel_1 134.89 g koboltacetat-tetrahydrat (Co(C2H3O2)2-4H2O) upp- löstes i 800 ml metanol (CH3OH). 36.1 ml trietanolamin ((C2H5O)3N) (O.5 mol TEA/mol Co) tillsattes under omrörning och efter att 7.724 g socker (O.5 mol C/mol Co) hade tillsatts.

Lösningen värmdes till omkring 40°C för att lösa allt tillsatt socker. Omkring 100 st sàgtandskär av hàrdmetall, SANDVIK sort DCO3, en temperatur av omkring 70°C. doppades ned i lösningen och torkades i ett torkskåp vid Skären placerades pà nätbärare och värmebehandlades i en ugn med kvävgasatmosfär. Uppvärmningshastigheten var 10°C/min till 700°C, ingen hàlltid vid denna temperatur, svalning 10 °C/min samt slutligen en avslutning med reduktion i vätgas med en hàlltemperatur av 800°C under 90 minuter.

Detta resulterade i att hàrdmetallskären hade blivit belag- da med ett Co-skikt av 0.3 pm. 10 15 20 25 513 959 Exempel 2 Skären från Exempel 1 löddes pà ett sàgblad enligt följan- de: Stål DIN75Crl Lödmedel Degussa 49 Cu Flussmedel Degussa Special H Lödtemperatur 690°C Som referens tillverkades ett sàgblad utgående från samma material, men skären hade belagts med kobolt på konventionellt sätt, dvs. genom galvanisk beläggning. Hållfastheten hos lödfo- gen bestämdes för båda sàgbladen genom att trycka ut skären i en tryckprovningsutrustning och använda sig av en speciell fix- tur för att ge stöd åt stàlbladet i gränsytan mellan lödfogen och stålet. Den nödvändiga kraften för att förflytta (trycka ut) skären uppmättes med följande resultat: Konventionellt Skikt enligt skikt uppfinningen Antal skär 100 100 Kraft N per mmz, medelvärde 246 287 std-avvikelse l9 ll Skären enligt uppfinningen visar såväl ett högre medelvärde som en mindre spridning för den kraft som erfordras för att få bort dem jämfört med skären belagda pà konventionellt sätt. 'li

Claims (1)

10 15 20 515 959

1. Metod att belägga verktygsskär av hàrdmetall Klä! bestående av karbider, nitrider och/eller karbonitrider i en bindefas av Co och/eller Ni med ett skikt av minst en metall ur järngruppen, företrädesvis Co k ä n n e t e c k n a d av följande steg - upplösning av minst ett salt av minst en metall ur järngruppen innehållande organiska grupper i minst ett polärt lösningsmedel, företrädesvis metanol, och komplexbindning med minst en komplexbildare omfattande funktionella grupper i form av OH eller NR3, (R=H eller alkyl), - tillsats av en löslig kolkälla såsom socker eller företrädesvis trietanolamin liknande vilken sönderfaller under bildning av kol i temperaturomràdet 100-500 grader Celsius i icke-oxiderande atmosfär för att förbättra vätningsegenskaperna i lösningen - applicering av lösningen pà skären genom neddoppning, sprutning eller bestrykning - torkning av skären för att förànga lösningsmedlet - värmebehandling av de torkade skären i en inert och/eller reducerande atmosfär för att fà dem åtminstone delvis belagda med sagda metall ur järngruppen.