SE519235C2 - Hårdmetall med härbar bindefas - Google Patents

Hårdmetall med härbar bindefas

Info

Publication number
SE519235C2
SE519235C2 SE9900320A SE9900320A SE519235C2 SE 519235 C2 SE519235 C2 SE 519235C2 SE 9900320 A SE9900320 A SE 9900320A SE 9900320 A SE9900320 A SE 9900320A SE 519235 C2 SE519235 C2 SE 519235C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
binder phase
weight
martensite
carbide according
volume
Prior art date
Application number
SE9900320A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9900320L (sv
SE9900320D0 (sv
Inventor
Bo Jansson
Jan Qvick
Original Assignee
Seco Tools Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seco Tools Ab filed Critical Seco Tools Ab
Priority to SE9900320A priority Critical patent/SE519235C2/sv
Publication of SE9900320D0 publication Critical patent/SE9900320D0/sv
Priority to US09/487,496 priority patent/US6258147B1/en
Priority to AT00101390T priority patent/ATE263258T1/de
Priority to EP00101390A priority patent/EP1024207B1/en
Priority to DE60009364T priority patent/DE60009364T2/de
Priority to JP2000022971A priority patent/JP2000219931A/ja
Publication of SE9900320L publication Critical patent/SE9900320L/sv
Publication of SE519235C2 publication Critical patent/SE519235C2/sv

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C29/00Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/08Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on tungsten carbide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C29/00Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/067Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds comprising a particular metallic binder
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/10Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/10Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt
    • C22C38/105Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt containing Co and Ni
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10Processes characterised by the sequence of their steps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy

Landscapes

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

Description

20 25 30 35 519 235 z 2XC < XW+XCr+XMO+XV < 2.5XC där x betecknar molbråket av respektive element upplöst i bindefasen. Bindefasens kolhalt måste vara 0.2 - 0.8 vikt-% C, företrädesvis 0.3 - 0.7 vikt-% C. Dessa krav resulterar i följande begränsning för materialets Cr- halt. 0,03 < vikt-% Cr/(100 - vikt-% WC) < 0,05.
Den härdade bindefasen består av en martensitisk matris med en findispers utskiljning, några få procent, av kohe- renta karbider, företrädesvis av M2C typ, med ungefärlig storlek av 10 nm. Den martensitiska strukturen är tetra- gonalt rymdcentrerad (bct) och får innehålla upp till 20 vol-% av kubiskt ytcentrerad metallisk fas (fcc).
I en första föredragen utföringsform innehåller materia- let en bindefas med 10 -15 vikt-% Co. Kolinnehållet skall regleras så att mindre mängder av M6C karbid bildas, 2 - 5 vol-%, mindre än 10 pm i storlek.
I en andra föredragen utföringsform innehåller materialet en bindefas med 45 - 55 vikt-% Co. undviks bildning av M6C karbid och andra oönskade faser Den härvid bildade martensiten är ordnad, vilket ytterligare ökar materia- lets hårdhet.
I denna utföringsform såsom grafit, M23C5, M7C3, M3C2 etc.
I en tredje föredragen utföringsform innehåller materia- let en bindefas med 5 - 10 vikt-% Ni. Detta leder till att nanostora Ni-rika metalliska fcc-partiklar utfälls samtidigt med karbiden/erna. Närvaron av fcc partiklar, företrädesvis 10 - 25 vol-%, ökar segheten väsentligt, men sänker hàrdheten.
Materialet enligt föreliggande uppfinning tillverkas med pulvermetallurgiska metoder, malning, pressning och sintring. Lämpliga mängder av pulver som senare bildar 10 15 20 25 30 35 519 235 8 . . hårdämnen och bindefas våtmals, torkas, pressas till kroppar av önskad form och dimension samt sintras.
Sintringen utförs i temperaturintervallet 1230 - 1350°C, företrädesvis i vakuum. Den först föredragna utförings- formen kräver en isotermisk hållning vid omkring 1180OC under 2 h för att bilda M6C-karbider av önskad storlek.
Denna hållning följs av sintring vid en temperatur där 1230 - 125O0C, för att und- vika bildning av alltför stora M6C-partiklar. De andra bindefasen är delvis smält, och tredje föredragna utföringsformerna kan sintras vid temperaturer där bindefasen är fullständigt smält, 1280 - 1350°C.
Efter sintring skall materialet värmebehandlas. Materia- let upplösningsbehandlas i temperaturområdet 1000 - 1150OC under omkring 15 min i skyddsatmosfär varvid bin- defasen får en kubiskt ytcentrerad struktur och karbid- bildare och ytterligare W upplöses. Kylningen från upp- lösningtemperaturen måste vara snabb så att den önskade martensitiska omvandlingen erhålls, t.ex. via släckning i olja eller liknande. Slutligen skall materialet värmebe- handlas en eller flera gånger i området 500 - 65O0C under omkring 1 h varefter det snabbkyls. Avsikten med de av- slutande värmebehandlingarna är att erhålla utskiljning av karbider av M2C- eller MC-typ av nanostorlek och att styra mängden av resterande ytcentrerad kubisk fas.
Skär enligt uppfinningen kan beläggas med tunna slit- starka skikt enligt känd teknik, företrädesvis PVD-tek- nik.
Exempel 1 Från en pulverblandning bestående av 31,4 vikt-% Fe (BASF Iron CS), 4,8 vikt-% Co (OMG Kobolt Extra Fine), 1,8 vikt-% Cr3C2 (H.C, Starck), 61,6 vikt-% WC (H.C. Starck, DS 80) och 0,4 vikt-% W pressades svarvskär av typen SNUN 120412. Skären sintrades med strömmande H2 upp till 4500C 10 15 20 25 30 35 519 235 L/ för avvaxning, därefter i vakuum upp till 1180°C med en 2 h hålltid som följdes av sintring vid 1240°C under 1 h.
Hårdheten efter ugnssvalningen var 797 HV10. Släckning i olja från 11000C resulterade i en hårdhet av 1035 HV10.
Dubbel anlöpning, 1 h vid 550°C, ökade hårdheten ytterli- gare till 1058 HVl0.
Exempel 2 Från en pulverblandning bestående av 15,4 vikt-% Fe (BASF Iron CS), 15,4 vikt-% Co (OMG Kobolt Extra Fine), 1,8 vikt-% Cr3C2 (H.C. Starck), 67,3 vikt-% WC (Dow Chemical Super-ultrafine) och 0,1 vikt-% sot pressades svarvskär av typen SEAN l203AFN. Skären sintrades med strömmande H2 upp till 4500C för avvaxning, därefter i vakuum upp till 1180°C med en 2 h hålltid som följdes av sintring vid 13500C under 1 h. Se fig. 1.
Hàrdheten efter ugnssvalningen var 1088 HV10. Släckning i olja från 10800C resulterade i en hårdhet av 1216 HVl0.
Dubbel anlöpning, 1 h vid 550°C, ökade hårdheten ytterli- gare till 1289 HV10.
Exempel 3 De SEAN 1203AFN skär som beskrivits i Exempel 2 slipades och belades med ett 3 pm tjock TiN skikt enligt känd PVD- teknik. Skär av samma geometri med dels snabbstålssub- (Alesa) och dels submikron hàrdmetall, WC + 13 vikt-% Co, substrat (Seco Tools F4OM) belades i samma strat charge.
Med SEAN l203AFN skären utfördes entandsfräsningsprov i ett vanligt lågkolhaltigt stål. Följande skärdata använ~ des: Hastighet = 125 m/min, Matning = 0,05 mm/Varv, Skärdjup = 2,0 mm Genomsnittlig livslängd för snabbstålsskäret var 3 min, för skäret enligt uppfinningen, Exempel 2, 17 min och för hårdmetallskäret 40 min. 10 519 235 i 6' Exempel 4 Från en pulverblandning bestående av 13,0 vikt-% Fe (BASF Iron CS), 11,3 vikt-% Co (OMG Kobolt Extra Fine), 1,9 vikt-% Ni (INCO), 1,2 vikt-% Cr3C2 (H.C. Starck), 72,0 vikt-% WC (Dow Chemical Super-ultrafine) och 0,6 vikt-% C pressades svarvskär av typen SNUN 120412. Skären sintrades med strömmande H2 upp till 45O0C för avvaxning, därefter i vakuum upp till 1180OC med en 2 h hålltid följd av sintring vid 1300°C under 0,5 h.
Hårdheten efter ugnssvalning var 1270 HVlO. Släckning i olja fràn 110000 resulterade i en hårdhet av 1336 HV10. 1 h vid 560°C, 6OOOC och 64OOC, 1294 HV1O respektive 1244 Efter dubbel anlöpning, var hårdheterna 1351 HV10, HVlO.

Claims (6)

K. 003 519 235 é Krav
1. Hårdmetall bestående av 50 till 90 vikt-% submikron WC i en härdbar bindefas k ä n n e t e c k n a d av att sagda bindefas består av, förutom Fe, 10 - 60 vikt-% Co, <10 vikt-% Ni, 0.2 - 0.8 vikt-% C och Cr och W, möjligen även Mo och/eller V i mängder som uppfyller sambanden 2xC < xW+xCr+xMo+xV < 2.5xC där x betecknar molbråket av respektive element upplöst i bindefasen och kromhalten i materialet 0.03 < vikt-% Cr/(100 - vikt-% WC) < 0.05.
2. Hårdmetall enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a d av att bindefasen innehåller martensit med en findispers ut- skiljning, några få procent, av koherenta karbider, före- trädesvis av M2C typ, med en ungefärlig storlek av 10 nm.
3. Hårdmetall enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a d av att martensiten är tetragonalt rymdcentrerad (bct) och innehåller upp till 20 vol-% av kubiskt ytcentrerad me- tallisk fas (fcc).
4. Hårdmetall enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a d av att bindefasen innehåller 10 - 15 vikt-% Co och 2 - 5 vol-% M6C-karbid <10 um i storlek.
5. Hårdmetall enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a d av att bindefasen innehåller 45 - 55 Vikt-% CO, är fri från M6C, M23C6, M7C3, M3C2 Samt har ordnad martensit.
6. Hårdmetall enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a d av att bindefasen innehåller 5 - 10 vikt-% Ni med Ni-rika metalliska fcc-partiklar, företrä- desvis 10 - 25 vol-%, av nanostorlek. s5 1 2kra.doc
SE9900320A 1999-01-29 1999-01-29 Hårdmetall med härbar bindefas SE519235C2 (sv)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9900320A SE519235C2 (sv) 1999-01-29 1999-01-29 Hårdmetall med härbar bindefas
US09/487,496 US6258147B1 (en) 1999-01-29 2000-01-19 Cemented carbide with a hardenable binder phase
AT00101390T ATE263258T1 (de) 1999-01-29 2000-01-25 Sinterkarbid mit aushartbarer binderphase
EP00101390A EP1024207B1 (en) 1999-01-29 2000-01-25 Cemented carbide with a hardenable binder phase
DE60009364T DE60009364T2 (de) 1999-01-29 2000-01-25 Sinterkarbid mit aushartbarer Binderphase
JP2000022971A JP2000219931A (ja) 1999-01-29 2000-01-31 超硬合金及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9900320A SE519235C2 (sv) 1999-01-29 1999-01-29 Hårdmetall med härbar bindefas

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9900320D0 SE9900320D0 (sv) 1999-01-29
SE9900320L SE9900320L (sv) 2000-07-30
SE519235C2 true SE519235C2 (sv) 2003-02-04

Family

ID=20414308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9900320A SE519235C2 (sv) 1999-01-29 1999-01-29 Hårdmetall med härbar bindefas

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6258147B1 (sv)
EP (1) EP1024207B1 (sv)
JP (1) JP2000219931A (sv)
AT (1) ATE263258T1 (sv)
DE (1) DE60009364T2 (sv)
SE (1) SE519235C2 (sv)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE521488C2 (sv) 2000-12-22 2003-11-04 Seco Tools Ab Belagt skär med järn-nickel-baserad bindefas
DE10213963A1 (de) * 2002-03-28 2003-10-09 Widia Gmbh Hartmetall- oder Cermet-Schneidwerkstoff sowie Verfahren zur zerspanenden Bearbeitung von Cr-haltigen Metallwerkstücken
US20040211493A1 (en) * 2003-04-28 2004-10-28 Comer Christopher Robert Process to enhance brazability of carbide bits
AT501801B1 (de) * 2005-05-13 2007-08-15 Boehlerit Gmbh & Co Kg Hartmetallkörper mit zähem oberflächenbereich
US10920304B2 (en) 2016-08-01 2021-02-16 Hitachi Metals, Ltd. Cemented carbide and its production method, and rolling roll
WO2018198414A1 (ja) * 2017-04-26 2018-11-01 住友電気工業株式会社 切削工具
US11590545B2 (en) 2018-01-31 2023-02-28 Hitachi Metals, Ltd. Composite cemented carbide roll, and production method of composite cemented carbide roll
JP7259767B2 (ja) 2018-01-31 2023-04-18 株式会社プロテリアル 超硬合金製複合ロール
CN111386356B (zh) * 2018-01-31 2022-01-04 日立金属株式会社 硬质合金和用于轧制的复合硬质合金轧辊
AT522605B1 (de) * 2019-05-23 2021-02-15 Boehlerit Gmbh & Co Kg Hartmetalleinsatz
GB202204522D0 (en) * 2022-03-30 2022-05-11 Element Six Gmbh Cemented carbide material

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1138921A (en) 1966-06-14 1969-01-01 Ford Motor Co Iron bonded tungsten carbide
US3658604A (en) 1969-12-29 1972-04-25 Gen Electric Method of making a high-speed tool steel
SE392482B (sv) 1975-05-16 1977-03-28 Sandvik Ab Pa pulvermetallurgisk veg framstelld legering bestaende av 30-70 volymprocent
JPS6196072A (ja) 1984-10-17 1986-05-14 Mitsubishi Metal Corp 切削工具および耐摩耗工具用表面被覆サ−メツト部材
JP3206972B2 (ja) 1992-07-16 2001-09-10 日立ツール株式会社 微粒超硬合金
US5841045A (en) * 1995-08-23 1998-11-24 Nanodyne Incorporated Cemented carbide articles and master alloy composition
US6024776A (en) * 1997-08-27 2000-02-15 Kennametal Inc. Cermet having a binder with improved plasticity
SE512161C2 (sv) * 1998-06-30 2000-02-07 Sandvik Ab Hårdmetall och användning av denna vid olje- och gasutvinning

Also Published As

Publication number Publication date
SE9900320L (sv) 2000-07-30
EP1024207B1 (en) 2004-03-31
DE60009364D1 (de) 2004-05-06
EP1024207A1 (en) 2000-08-02
US6258147B1 (en) 2001-07-10
JP2000219931A (ja) 2000-08-08
DE60009364T2 (de) 2004-08-19
SE9900320D0 (sv) 1999-01-29
ATE263258T1 (de) 2004-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4945814B2 (ja) タフコートされた硬い粉末およびその焼結製品
CN1997475B (zh) 固结坚韧涂覆的硬质粉体的方法
AU2018422117B2 (en) Cobalt based alloy additive manufactured article, cobalt based alloy product, and method for manufacturing same
US7556668B2 (en) Consolidated hard materials, methods of manufacture, and applications
US8524375B2 (en) Thermal spray coated work rolls for use in metal and metal alloy sheet manufacture
SE519235C2 (sv) Hårdmetall med härbar bindefas
JP2009504926A (ja) 高温用途のための超硬合金材料
CN102296289A (zh) 一种以金属间化合物为粘结相的金属陶瓷涂层的制备方法
US20080274010A1 (en) Wear Resistant Alloy Powders and Coatings
CN107076205A (zh) 滑动轴承或其一部分,其制造方法以及CuCrZr合金作为滑动轴承材料的应用
CN113396233A (zh) 具有改进的可压缩性和生坯强度的硬质粉末颗粒
CN107058901A (zh) 一种高强韧耐热TiC/TiN钢结硬质合金的制备方法
CN108570589A (zh) 一种硬质合金刀具材料及其制备方法
JP5590496B2 (ja) 高温強度および表面仕上げ特性に優れた金型およびその製造方法
US20110225823A1 (en) Cobalt alloy and method for its manufacture
JP2000234136A (ja) 超硬合金および被覆超硬合金とその製造方法
Chen et al. Laser surface cladding of plastic-molded steel 718H by CoCrMo alloy
CN101187316B (zh) 耐热性得到提高的可变几何形状涡轮增压器的排气引导器组件
KR102165405B1 (ko) 텅스텐 카바이드를 포함하는 초경 분말 및 이의 제조방법
Mukhopadhyay et al. Brazeability of Synthetic Diamond with Steel Substrate Using Two Different Active Filler Alloys
SE447393B (sv) Forfarande for framstellning av ett varmsmitt material av pulver
KR100383279B1 (ko) 저온소결이 가능한 고강도합금
Chen et al. Wear resistance of SK3 carbon tool steel coated a thin layer of cobalt base alloy and poly crystalline diamond by laser brazing
CN112195390A (zh) 一种用于制备硬质合金刀具的材料
Betts et al. Direct laser deposition and sliding wear of AISI316/WC10Ni and AISI316/Cr3C2 surfaces

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed