SE526180C3

SE526180C3 - Ti (C, N) - (Ti, Nb, W) (C, N) -Co alloy for lathe cutting applications for easy finishing

Info

Publication number: SE526180C3
Application number: SE0203407A
Authority: SE
Inventors: Marco Zwinkels; Gerold Weinl; Ulf Rolander
Original assignee: Sandvik Ab
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2005-08-03
Also published as: JP2004169186A; EP1422306B1; EP1422306A2; DE60327682D1; KR20040044157A; SE526180C2; SE0203407L; SE0203407D0; ATE431858T1; EP1422306A3

Abstract

The present invention relates to a titanium based carbonitride alloy containing Ti, Nb, W, C, N and Co for metal cutting applications, in particularly superfinishing turning operations. The alloy contains in addition to Ti 3-<9 at% Co with only impurity levels of Ni and Fe, 2-<4 at% Nb, 3-8 at% W and has a C/(C+N) ratio of 0.50-0.75. The amount of undissolved Ti(C,N) cores (A) should be kept between 26 and 37 vol% of the hard constituents, the balance being one or more complex carbonitrides (B) containing Ti, Nb and W. The invented alloy is particularly useful for superfinishing of steel and cast iron.

Description

25 30 35 40 ' a _- . .u ¿°~ 0 0 v 0 v n . 0 n c o u n a p ' 'U 0 oo 0:0 0:0 .up _~Ä (Ii) CD uno- n a n n ao sonen; a 0 c 0' .. 0 0 g n 000000 0 n Inonnu bindefasen genom lösningshärdning. Element ur grupp IVa och/eller Va, t ex Zr, Hf, V, Nb och Ta, tillsätts också i alla kommersiella legeringar tillgängliga i dag. Cermets tillverkas med pulver- metallurgiska metoder. Pulver som bildar bindefasen och pulver som bildar hàrdämnena blandas, pressas och sintras. Elementen som bildar karbonitriden tillsätts som enkla eller komplexa karbider, nitrider och/eller karbonitrider. Under sintringen upplöses hårdämnena delvis eller helt i den smälta bindefasen. Vissa upplöses lätt, som t ex WC, medan andra, som t ex Ti(C,N), är mer stabila och kan fortfarande vara delvis oupplösta vid slutet av sintringstiden. Under svalningen skiljs de upplösta bestånds- delarna ut i form av en komplex fas på oupplösta partiklar av hårdämnesfasen eller genom kärnbildning i bindefasen under bildande av den ovan nämnda strukturen med kärna och bàrd. 25 30 35 40 'a _-. .u ¿° ~ 0 0 v 0 v n. 0 n c o u n a p '' U 0 oo 0: 0 0: 0 .up _ ~ Ä (Ii) CD uno- n a n n ao sonen; a 0 c 0 '.. 0 0 g n 000000 0 n Inonnu the binder phase by solution curing. Elements from group IVa and / or Va, such as Zr, Hf, V, Nb and Ta, are also added in all commercial alloys available today. Cermets are manufactured using powder metallurgical methods. Powders that form the binder phase and powders that form the hair blanks are mixed, pressed and sintered. The elements that form the carbonitride are added as simple or complex carbides, nitrides and / or carbonitrides. During sintering, the blanks are partially or completely dissolved in the molten binder phase. Some dissolve easily, such as WC, while others, such as Ti (C, N), are more stable and may still be partially undissolved at the end of the sintering time. During cooling, the dissolved constituents are separated in the form of a complex phase on undissolved particles of the hard material phase or by nucleation in the binder phase to form the above-mentioned structure with core and border.

Under senare år har många försök gjorts att styra de viktigaste egenskaperna för Cermets i skärverktygstillämpningar, nämligen seghet, slitstyrka och motstånd mot plastisk deformation.In recent years, many attempts have been made to control the most important properties of Cermets in cutting tool applications, namely toughness, abrasion resistance and resistance to plastic deformation.

Mycket arbete har gjorts särskilt vad gäller bindefasens och/eller hårdämnesfasens kemi och bildandet av strukturen med kärna och bàrd i hårdämnesfasen. Oftast har bara en eller som mest två av de tre egenskaperna gått att optimera samtidigt, på bekostnad av den tredje egenskapen.Much work has been done, especially with regard to the chemistry of the binder phase and / or the hard material phase and the formation of the structure with core and edge in the hard material phase. Usually only one or at most two of the three properties can be optimized at a time, at the expense of the third property.

US 5,308,376 visar en cermet i vilken minst 80 volym-% av hårdämnesfasen omfattar partiklar vilka har en struktur med kärna och bård, bestående av flera, helst minst två, olika hårdämnes- typer vad avser sammansättningen för kärna och/eller bård(er).US 5,308,376 discloses a cermet in which at least 80% by volume of the hard material phase comprises particles which have a structure with core and border, consisting of several, preferably at least two, different types of hard material in terms of the composition for core and / or border (s).

Dessa olika typer av hårdämnen består vardera av 10-80 volym-%, företrädesvis 20-70 volym-% av den totala hàrdämnesandelen.These different types of hard blanks each consist of 10-80% by volume, preferably 20-70% by volume of the total hard bleach content.

JP-A-6-248385 visar en Ti-Nb-W-C-N-cermet i vilken mer än 1 volym-% av hårdämnesfasen omfattar partiklar utan kärna, oavsett sammansättningen för dessa partiklar.JP-A-6-248385 discloses a Ti-Nb-W-C-N cermet in which more than 1% by volume of the hard material phase comprises particles without core, regardless of the composition of these particles.

EP-A-872 566 visar en cermet i vilken partiklar med olika kärna-bàrd-förhållanden samexisterar. Då strukturen för den titan- baserade legeringen studeras i svepelektronmikroskop har partiklar som bildar hårdämnesfasen i legeringen svarta kärndelar och delar i periferin, som omger de svarta kärndelarna, uppträder gråa.EP-A-872 566 discloses a cermet in which particles with different core-bearing ratios coexist. When the structure of the titanium-based alloy is studied in a scanning electron microscope, particles that form the hard material phase in the alloy have black core parts and parts in the periphery that surround the black core parts appear gray.

Vissa partiklar har svarta kärndelar som upptar minst 30% av den totala partikelarean, svarta kärndelen upptar en yta mindre än 30% av den totala partikelarean vilka omnämns som små kärnor. Andelen partiklar som omnämnda som stora kärnor och vissa där den 10 15 20 25 30 35 526 1so gg; har stora kärnor är 30-80% av det totala antalet partiklar som har kärna.Some particles have black core portions that occupy at least 30% of the total particle area, the black core portion occupies an area less than 30% of the total particle area which are referred to as small nuclei. The proportion of particles as mentioned as large nuclei and some where it 10 15 20 25 30 35 526 1so gg; have large nuclei is 30-80% of the total number of particles that have nuclei.

US 6,004,37l visar en cermet som omfattar olika mikro- strukturkomponenter, nämligen kärnor vilka är rester av och har en metallsammansättning bestämd av råmaterialpulvret, volframrika kärnor bildade under sintringen, yttre bårder med medelhög volframhalt bildade under sintringen och en bindefas av en fast Segheten och och/eller lösning av åtminstone titan och volfram i kobolt.U.S. Pat. and / or dissolving at least titanium and tungsten in cobalt.

(Ti,W)C, i varierande mängder som råmaterial. slitstyrkan varieras genom tillsats av WC, (Ti,W)(C,N) US 3,994,692 visar cermetsammansättningar med hårdämnen bestående av Ti, W och Nb i en Co-bindefas; De tekniska egen- skaperna för dessa legeringar såsom beskrivits i patentet är emellertid inte imponerande.(Ti, W) C, in varying amounts as raw material. the wear resistance is varied by the addition of WC, (Ti, W) (C, N) US 3,994,692 shows cermet compositions with hard substances consisting of Ti, W and Nb in a Co-bonding phase; However, the technical properties of these alloys as described in the patent are not impressive.

En klar förbättring jämfört med ovanstående beskrivningar presenterades i US 6,344,l70. Genom att optimera sammansättning och sintringsprocess i Ti-Ta-W-C-N-Co-systemet åstadkoms en förbättrad seghet och motstånd mot plastisk deformation. De två parametrarna som användes för att optimera segheten och motståndet mot plastisk deformation var Ta- och Co-halten. Användningen av ren Co-baserad bindefas är en betydande fördel jämfört med blandade Co-Ni-baserade bindefaser med avseende på seghetsbeteendet, beroende på skillnaden i lösningshärdning mellan Co och Ni. Det lär dock ingenting om hur motståndet mot abrasiv förslitning optimeras samtidigt med prestandan vad avser de andra två parameterarna. Därför är motståndet mot abrasiv förslitning fortfarande inte optimalt, vilket är avgörande i de flest finbearbetningoperationer.A clear improvement over the above descriptions was presented in US 6,344,170. By optimizing the composition and sintering process in the Ti-Ta-W-C-N-Co system, improved toughness and resistance to plastic deformation are achieved. The two parameters used to optimize the toughness and resistance to plastic deformation were the Ta and Co content. The use of pure Co-based binder phase is a significant advantage over mixed Co-Ni-based binder phases with respect to the toughness behavior, due to the difference in solution hardening between Co and Ni. However, it learns nothing about how the resistance to abrasive wear is optimized at the same time as the performance in terms of the other two parameters. Therefore, the resistance to abrasive wear is still not optimal, which is crucial in most finishing operations.

Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att lösa det ovan beskrivna problemet och andra problem.It is an object of the present invention to solve the above-described problem and other problems.

Det är vidare ett ändamål att tillhandahålla ett cermetmaterial med väsentligt förbättrad slitstyrka med seghet och motstånd mot plastisk deformation bibehållen på samma nivå som för toppmoderna cermets.It is a further object to provide a cermet material with substantially improved wear resistance with toughness and resistance to plastic deformation maintained at the same level as for state of the art cermets.

A Det har visat sig vara möjligt att utforma och tillverka ett material med väsentligt förbättrad slitstyrka med seghet och motstånd mot plastisk deformation bibehållen på samma nivå som för toppmoderna cermets. Detta har åstadkommits genom att arbeta med legeringssystemet Ti-Nb-W-C-N-Co. 10 15 20 25 30 35 526 180 Inom Ti-Nb-W-C-N-Co-systemet har ett antal begränsningar hittats vilka ger optimala egenskaper för de avsedda tillämpnings- områdena. Mer precis maximeras motståndet mot abrasiv förslitning för en given nivå för seghet och plastiskt deformationsmotstånd genom att optimera andelen oupplösta Ti(C,N)-kärnor. Andelen oupplösta Ti(C,N)-kärnor kan varieras oberoende av andra para- metrar, såsom Nb- och bindefashalt. En möjlighet har därför skapats för samtidig optimering av alla tre viktiga kriteria för skärprestanda, d v s seghet, motstånd mot abrasiv förslitning och plastiskt deformationsmotstånd.A It has been found possible to design and manufacture a material with significantly improved wear resistance with toughness and resistance to plastic deformation maintained at the same level as for state-of-the-art cermets. This has been accomplished by working with the Ti-Nb-W-C-N-Co alloy system. 10 15 20 25 30 35 526 180 Within the Ti-Nb-W-C-N-Co system, a number of limitations have been found which provide optimal properties for the intended areas of application. More precisely, the resistance to abrasive wear for a given level of toughness and plastic deformation resistance is maximized by optimizing the proportion of undissolved Ti (C, N) cores. The proportion of undissolved Ti (C, N) nuclei can be varied independently of other parameters, such as Nb and binder phase content. An opportunity has therefore been created for simultaneous optimization of all three important criteria for cutting performance, i.e. toughness, resistance to abrasive wear and plastic deformation resistance.

Figur 1 visar mikrostrukturen för en legering enligt uppfinningen, i vilken N A visar oupplösta Ti(C,N)-kärnor B visar en komplex karbonitridfas som ibland omger A-kärnorna och C visar Co-bindefasen.Figure 1 shows the microstructure of an alloy according to the invention, in which N A shows undissolved Ti (C, N) nuclei B shows a complex carbonitride phase which sometimes surrounds the A nuclei and C shows the Co bond phase.

Ur en aspekt tillhandahåller föreliggande uppfinning en titanbaserad karbonitridlegering innehållande Ti, Nb, W, C, N och Co, speciellt användbar för lätta finbearbetningsoperationer_ Då legeringen studeras med svepelektronmikroskop inställt för detektion av bakåtspridda elektroner består strukturen av svarta kärnor av Ti(C,N), A, en grå komplex karbonitridfas, B, som ibland omger A-kärnorna, och nästan vit Co-bindefas, C, såsom visas i Figur 1.In one aspect, the present invention provides a titanium-based carbonitride alloy containing Ti, Nb, W, C, N and Co, particularly useful for light machining operations. , A, a gray complex carbonitride phase, B, which sometimes surrounds the A cores, and almost white Co-binder phase, C, as shown in Figure 1.

Enligt föreliggande uppfinning har det överraskande visat sig att motståndet mot abrasiv förslitning kan maximeras för en given nivå på seghet och plastiskt deformationsmotstànd genom att opti- mera mängden oupplösta Ti(C,N)-kärnor, A. En stor andel oupplösta kärnor är fördelaktigt för motståndet mot abrasiv förslitning.According to the present invention, it has surprisingly been found that the resistance to abrasive wear can be maximized for a given level of toughness and plastic deformation resistance by optimizing the amount of undissolved Ti (C, N) cores, A. A large proportion of undissolved cores is advantageous for resistance to abrasive wear.

Dock begränsas den maximala andelen av dessa kärnor av kravet på tillräcklig seghet för en given tillämpning eftersom segheten minskar vid höga nivåer av oupplösta kärnor. Denna andel måste därför hållas mellan 26 och 37 volym-% av hârdämnesandelen, före- trädesvis 27 och 35 volym-%, helst 28 och 32 volym-%, där resten är en eller fler komplexa karbonitridfaser som innehåller Ti, Nb och W.However, the maximum proportion of these cores is limited by the requirement of sufficient toughness for a given application because the toughness decreases at high levels of undissolved cores. This proportion must therefore be kept between 26 and 37% by volume of the proportion of hard matter, preferably 27 and 35% by volume, preferably 28 and 32% by volume, the remainder being one or more complex carbonitride phases containing Ti, Nb and W.

Ti(C,N)-kärnornas sammansättning kan närmare definieras som TiC;NLx. Atomförhållandet C/(C+N), x, i dessa kärnor måste vara i området 0.46-0.70, företrädesvis 0.52-0.64, helst 0.55-0.61. 10 15 20 25 30 35 526 180 f; 'i -ê '°= s-.s s - = a s Förhållandet C/(C+N) för den sintrade legeringen i sin helhet måste vara i området 50-75 atom-%.The composition of the Ti (C, N) nuclei can be further defined as TiC; NLx. The atomic ratio C / (C + N), x, in these nuclei must be in the range 0.46-0.70, preferably 0.52-0.64, most preferably 0.55-0.61. 10 15 20 25 30 35 526 180 f; 'i -ê' ° = s-.s s - = a s The ratio C / (C + N) of the sintered alloy as a whole must be in the range 50-75 atomic%.

Medelkornstorleken för de oupplösta kärnorna, A, ska vara 0.1-2 pm och medelkornstorleken för hårdämnesfasen, inkluderat de oupplösta kärnorna, 0.5-3 um.The average grain size for the undissolved cores, A, should be 0.1-2 μm and the average grain size for the hard material phase, including the undissolved cores, 0.5-3 μm.

Nb- och Co-halten måste väljas på lämpligt sätt för att de önskade egenskaperna ska erhållas för det tänkta tillämpnings- området.The Nb and Co content must be selected in an appropriate manner in order to obtain the desired properties for the intended area of application.

Lätta finbearbetningstillämpningar ställer extremt höga krav på plastiskt deformationsmotstând och höga krav på abrasivt slit- motstånd, men måttligt höga krav på seghet. Denna kombination åstadkoms bäst med Nb-halter mellan 2 and <4 atom-%, företrädesvis 3 och <4 atom-% och Co-halter mellan 3 och <9 atom-%, företrädesvis 5 och <9 atom-%. W-halten ska vara mellan 3 och 8 atom-%, företrädesvis mindre än 4 atom-%, för att undvika oacceptabelt hög porositetsnivå.Light finishing applications place extremely high demands on plastic deformation resistance and high demands on abrasive wear resistance, but moderately high demands on toughness. This combination is best achieved with Nb contents between 2 and <4 atomic%, preferably 3 and <4 atomic% and Co contents between 3 and <9 atomic%, preferably 5 and <9 atomic%. The W content should be between 3 and 8 atomic%, preferably less than 4 atomic%, to avoid unacceptably high porosity levels.

För skäroperationer, vilka kräver extremt hög slitstyrka, är det fördelaktigt att belägga kroppen i föreliggande uppfinning med en tunn slitstark beläggning med användning av PVD, CVD, MTCVD eller liknande tekniker. Det ska noteras att sammansättningen för skäret är sådan att alla i dag använda beläggningar och belägg- ningstekniker för WC-Co-baserade material eller cermets kan används direkt, men valet av beläggning kommer naturligtvis också att påverka deformationsmotstàndet och segheten för materialet.For cutting operations which require extremely high wear resistance, it is advantageous to coat the body of the present invention with a thin durable coating using PVD, CVD, MTCVD or similar techniques. It should be noted that the composition of the insert is such that all currently used coatings and coating techniques for WC-Co-based materials or cermets can be used directly, but the choice of coating will of course also affect the deformation resistance and toughness of the material.

Ur en annan aspekt av uppfinningen, tillhandahålls ett sätt att framställa en sintrad titanbaserad karbonitridlegering i vilken hàrdämnespulver av TiCQ%,x, med x i området 0.46-0.70, före- trädesvis 0.52-0.64, helst 0.55-0.61, NbC och WC blandas med Co- pulver till en sammansättning inom gränserna givna ovan och pressas till kroppar med önskad form. Sintring utförs i en N2-CO- Ar-atmosfär vid en temperatur i området 1370-1500 °C i 1.5-2 h, företrädesvis med den teknik som beskrivs i EP-A-1052297. För att erhålla den önskade andelen oupplösta Ti(C,N)-kärnor ska andelen Ti(C,N)-pulver vara 50-70 vikt-%, dess kornstorlek 1-3 pm och sintringstemperaturen och sintringstiden måste väljas på lämpligt sätt. Det är fullt möjligt för den skicklige fackmannen att via experiment bestämma nödvändiga förhållanden för att åstadkomma den önskade mikrostrukturen enligt denna specifikation. 10 15 20 25 30 35 40 (fl I *Q G\ .A CO Exempel 1 En pulverblandning med nominell sammansättning (atom-%) Ti 39.4, W 3.9, Nb 3.7, Co 6.2 och C/(N+C)-förhållandet 0.62 (Legering A) bereddes genom våtmalning av 61.2 vikt-% TiC0¿¿N042 med kornstorlek 1.43 um 10.0 vikt-% NbC kornstorlek 1.75 pm 19.3 vikt-% WC kornstorlek 1.25 um 9.5 vikt-% Co.From another aspect of the invention, there is provided a method of preparing a sintered titanium-based carbonitride alloy in which hardener powder of TiCl 4%, x, with x powder to a composition within the limits given above and pressed into bodies of desired shape. Sintering is carried out in an N 2 -CO-Ar atmosphere at a temperature in the range 1370-1500 ° C for 1.5-2 hours, preferably with the technique described in EP-A-1052297. To obtain the desired proportion of undissolved Ti (C, N) nuclei, the proportion of Ti (C, N) powder should be 50-70% by weight, its grain size 1-3 μm and the sintering temperature and sintering time must be appropriately selected. It is quite possible for the skilled person to determine by experiment the necessary conditions to achieve the desired microstructure according to this specification. Example 15 A powder mixture with nominal composition (atomic%) Ti 39.4, W 3.9, Nb 3.7, Co 6.2 and the C / (N + C) ratio 0.62 (Alloy A) was prepared by wet milling of 61.2% by weight of TiC0¿¿N042 with a grain size of 1.43 μm 10.0% by weight of NbC grain size of 1.75 μm 19.3% by weight of WC grain size 1.25 μm by 9.5% by weight Co.

Pulvret spraytorkades och pressades till skär av typen TNMGl60408-PF. Avdrivning av grönkropparna gjordes i H2 och sintrades därefter i en N;-CO-Ar-atmosfär i 1.5 h vid 1480 °C, enligt EP-A-1052297, vilket följdes av lämplig behandling av skär- eggarna. Polerade tvärsnitt av skären preparerades genom standard- mässiga metallografiska tekniker och karakteriserades med svep- elektronmikroskopi. Fig. 1 visar en svepelektronmikroskopbild av ett sådant tvärsnitt, taget med inställningen för detektion av bakåtspridda elektroner. Såsom visas i Fig. 1 är de svarta partiklarna (A) de oupplösta Ti(C,N)-kärnorna och de ljusgrå områdena (C) är bindefasen. De återstående grå partiklarna (B) är den del av hårdämnena som består av karbonitrider som innehåller Ti, Nb och W. Med bildanalys bestämdes andelen oupplösta Ti(C,N)- kärnor till 29.4 volym-% av hårdämnesandelen.The powder was spray dried and pressed into TNMG160408-PF inserts. Evaporation of the green bodies was done in H 2 and then sintered in an N; -CO-Ar atmosphere for 1.5 hours at 1480 ° C, according to EP-A-1052297, which was followed by appropriate treatment of the cutting edges. Polished cross-sections of the inserts were prepared by standard metallographic techniques and characterized by scanning electron microscopy. Fig. 1 shows a scanning electron microscope image of such a cross section, taken with the setting for detecting backscattered electrons. As shown in Fig. 1, the black particles (A) are the undissolved Ti (C, N) nuclei and the light gray areas (C) are the binder phase. The remaining gray particles (B) are the part of the hard substances that consists of carbonitrides containing Ti, Nb and W. With image analysis, the proportion of undissolved Ti (C, N) nuclei was determined to be 29.4% by volume of the proportion of hard matter.

Exempel 2 Skär av en tidigare känd sammansättning (Legering B) tillverkades och karakteriserades på samma sätt som beskrivits i Ti 39.4, W (jämförande) Exempel 1. Sammansättningen av Legering B är (atom-%) 3.9, Ta 3.7, Co 6.2 och N/(C+N)-förhållandet 0.38.Example 2 Inserts of a prior art composition (Alloy B) were fabricated and characterized in the same manner as described in Ti 39.4, W (comparative) Example 1. The composition of Alloy B is (atomic%) 3.9, Ta 3.7, Co 6.2 and N / (C + N) ratio 0.38.

Karakterisering utfördes på samma sätt som beskrivits i Exempel 1. Med bildanalys bestämdes andelen oupplösta Ti(C,N)- kärnor till 36.2 volym-% av hårdämnesandelen.Characterization was performed in the same manner as described in Example 1. By image analysis, the proportion of undissolved Ti (C, N) nuclei was determined to be 36.2% by volume of the hard matter content.

Exempel 3 Skärprov utfördes i ett arbetsstycke vilket kräver ett skärverktyg med hög seghet, med följande skärdata: Arbetsstyckets material: SS2234, V=240 m/min, matning=0.25 mm/varv, skärdjup=0.5 mm, med kylvätska.Example 3 Cutting test was performed in a workpiece which requires a cutting tool with high toughness, with the following cutting data: Workpiece material: SS2234, V = 240 m / min, feed = 0.25 mm / revolution, cutting depth = 0.5 mm, with coolant.

Resultat: Antal passeringar till brott (5 eggar provade): fy C /É/“ 6% \_ f ' .' f , /- Üﬂ ffj/ . " ” e: ;/ ~ of. v» , .Result: Number of passes to offense (5 edges tested): fy C / É / "6% \ _ f '.' f, / - Ü ﬂ ffj /. "" E:; / ~ of. V »,.

.I f' . , 0 / / .gp , Q 10 15 20 25 30 35 :nano . 0 v Q en ooonoo n c QÛ'.- 0.....I f '. , 0 / / .gp, Q 10 15 20 25 30 35: nano. 0 v Q and ooonoo n c QÛ '.- 0 ....

Icon I 0 Û ao . 0 0 n ' U O Co u Q .0 o o o : z ': 00 o n o 0 o ng. . . . , . 2 0 n 0 n 7 g U .ou- : ' ' I n n : g z I! lot 000 In 0 g nummer 4 176 Exempel 4 Legering A och B provades med avseende på slitstyrka i längdsvarvning utförda med följande skärdata: Arbetsstyckets material: Ovako 825B, V=250 m/min, matning=0.l5 mm/varv, skärdjup=l mm, med kylning.Icon I 0 Û ao. 0 0 n 'U O Co u Q .0 o o o: z': 00 o n o 0 o ng. . . . ,. 2 0 n 0 n 7 g U .ou-: '' I n n: g z I! lot 000 In 0 g number 4 176 Example 4 Alloys A and B were tested with respect to wear resistance in longitudinal turning performed with the following cutting data: Workpiece material: Ovako 825B, V = 250 m / min, feed = 0.l5 mm / revolution, cutting depth = l mm, with cooling.

Kriterium för verktygslivslängd var V5 2 0.3 mm.Criterion for tool life was V5 2 0.3 mm.

Resultat: Verktygslivslängd i minuter (medeltal av 3 eggar): Legering A: 32 Legering B: 31 Av exempel 3 och 4 är det uppenbart att legeringen tillverkad enligt uppfinningen har påtagligt förbättrad seghet jämfört med det tidigare kända materialet samtidigt som det uppvisar jämförbar slitstyrka.Results: Tool life in minutes (average of 3 edges): Alloy A: 32 Alloy B: 31 From examples 3 and 4 it is obvious that the alloy made according to the invention has significantly improved toughness compared to the previously known material while exhibiting comparable wear resistance.

Exempel 5 (jämförande) En Legering C med samma nominella sammansättning som Legering A tillverkades och karakteriserades på identiskt sätt utom vad gäller sintringstemperaturen vilken var 1510 °C. Med bildanalys bestämdes andelen oupplösta Ti(C,N)-kärnor till 25.0 volym-% av hårdämnesandelen.Example 5 (comparative) An Alloy C with the same nominal composition as Alloy A was manufactured and characterized in an identical manner except for the sintering temperature which was 1510 ° C. By image analysis, the proportion of undissolved Ti (C, N) nuclei was determined to be 25.0% by volume of the proportion of hard matter.

Exempel 6 Legering A och C provades med avseende på slitstyrka i längdsvarvning med följande skärdata: Arbetsstyckets material: Ovako 825B, V=250 m/min, matning=0.l5 mm/varv, skärdjup=l mm, med kylning.Example 6 Alloys A and C were tested for wear resistance in longitudinal turning with the following cutting data: Workpiece material: Ovako 825B, V = 250 m / min, feed = 0.15 mm / revolution, cutting depth = 1 mm, with cooling.

Resultat: Verktygslivslängd i minuter (medeltal av 3 eggar): Legering A: 32 Legering C: 26 C71 f O kï\ _..\ C D CD Exempel 7 Legering A och C provades med avseende på plastiskt deforma- tionsmotstánd i ett test omfattande plansvarvning mot centrum av ett rörämne, med följande skärdata: Arbetsstyckets material: SS254l, V=varierar mellan 500 och 700 m/min, matning=0.3 mm/varv, skärdjup=l mm, ingen kylvätska. 3 Resultaten nedan visar skärhastigheten i m/min då eggarna deformerades plastiskt (medeltal av 3 eggar): A: 600 C: 550 Exempel 8 Skärtest i ett arbetsstycke som kräver ett skärverktyg med hög seghet utfördes med följande skärdata: Arbetsstyckets material: SS2234 V=24O m/min, matning=0.25 mm/varv, skärdjup=0.5 mm, med kylvätska.Results: Tool life in minutes (average of 3 edges): Alloy A: 32 Alloy C: 26 C71 f O kï \ _ .. \ CD CD Example 7 Alloys A and C were tested for plastic deformation resistance in a test involving plane turning towards the center of a pipe blank, with the following cutting data: Material of the workpiece: SS254l, V = varies between 500 and 700 m / min, feed = 0.3 mm / revolution, cutting depth = 1 mm, no coolant. The results below show the cutting speed in m / min when the edges were plastically deformed (average of 3 edges): A: 600 C: 550 Example 8 Cutting test in a workpiece that requires a cutting tool with high toughness was performed with the following cutting data: Workpiece material: SS2234 V = 24O m / min, feed = 0.25 mm / rev, cutting depth = 0.5 mm, with coolant.

Resultat: Antal passeringar till brott (medeltal av 5 eggar): nummer 1 2 3 4 5 eri A 185 172 210 176 194 erin C 189 169 205 183 187 Utifrån dessa resultat konstaterades att ingen skillnad i seghet mellan Legering A och C kan observeras.Result: Number of passes to fracture (average of 5 edges): number 1 2 3 4 5 eri A 185 172 210 176 194 erin C 189 169 205 183 187 Based on these results it was found that no difference in toughness between Alloy A and C can be observed.

Det är uppenbart från exempel 6 t o m 8 att legeringen tillverkad enligt uppfinningen har skäregenskaper som är överlägsna det jämförda materialet.It is obvious from examples 6 to 8 that the alloy made according to the invention has cutting properties which are superior to the compared material.

Claims

10 15 20 25 30 n cp oo øaøono KraV

A titanium-based carbonitride alloy containing Ti, Nb, W, C, N and Co, hard materials with undissolved Ti (C, N) nuclei characterized by for light finishing operations comprising, in addition to Ti, 3- <9 atomic % Co with only pollution levels of Ni and Fe, 2- <4 atom-% Nb, 3-8 atom-% W, with C / (N + C) - ratio 50-75 atom-%, nuclei are between 26 and 37% by volume and in which the proportion of undissolved Ti (C, N) - of the hard matter content and the remainder is one or more complex carbonitride phases.

The alloy according to claim 1, characterized in that the alloy contains 5- <9 atom%% Co.

The alloy according to claim 1, characterized in that the alloy contains 3- <4 atomic% Nb,

4. The alloy according to claim 1, characterized in that the alloy contains 3-4 atomic% W.

The alloy according to claim 1, characterized in that the proportion of undissolved Ti (C, N) nuclei is between 27 and 35% by volume of the proportion of hard matter, and the remainder is one or more complex carbonitride phases.

6. A method of making a sintered titanium-based carbonitride for light finishing operations comprising undissolved alloys containing Ti, Nb, W, C, N and Co, Ti (C, N) cores, by mixing TiCQ $ nx hardener powders. where x is in the range 0.46-0.70, NbC and WC with Co-powder to the desired composition, pressed into bodies of the desired shape and sintered in an N2-CO-Ar atmosphere at a temperature in the range 1370-1500 ° C in 1.5- 2h is characterized in that in order to obtain the desired amount of undissolved Ti (C, N) cores, the proportion of Ti (C, N) powder is 50-70% by weight of the powder mixture, its grain size is 1-3 μm and the sintering temperature and the sintering time are selected to give a proportion of undissolved Ti (C, N) nuclei between 26 and 37% by volume of the hard matter content.