SE527173C2 - Ways to manufacture a fine-grained cemented carbide - Google Patents

Ways to manufacture a fine-grained cemented carbide

Info

Publication number
SE527173C2
SE527173C2 SE0302835A SE0302835A SE527173C2 SE 527173 C2 SE527173 C2 SE 527173C2 SE 0302835 A SE0302835 A SE 0302835A SE 0302835 A SE0302835 A SE 0302835A SE 527173 C2 SE527173 C2 SE 527173C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
nitrogen
sintering
temperature
inserts
pressure
Prior art date
Application number
SE0302835A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0302835L (en
SE0302835D0 (en
Inventor
Per Gustafson
Susanne Norgren
Mats Waldenstroem
Original Assignee
Sandvik Intellectual Property
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
Priority claimed from SE0302131A external-priority patent/SE0302131D0/en
Publication of SE0302835D0 publication Critical patent/SE0302835D0/en
Priority to SE0302835A priority Critical patent/SE527173C2/en
Application filed by Sandvik Intellectual Property filed Critical Sandvik Intellectual Property
Priority to DE602004008166T priority patent/DE602004008166T2/en
Priority to EP04014482A priority patent/EP1500713B1/en
Priority to AT04014482T priority patent/ATE370257T1/en
Priority to IL162686A priority patent/IL162686A/en
Priority to US10/873,234 priority patent/US20050025657A1/en
Priority to KR1020040054227A priority patent/KR101202225B1/en
Priority to JP2004217547A priority patent/JP2005042201A/en
Publication of SE0302835L publication Critical patent/SE0302835L/en
Priority to US11/248,180 priority patent/US20060029511A1/en
Publication of SE527173C2 publication Critical patent/SE527173C2/en

Links

Classifications

    • 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
    • B22F3/10—Sintering only
    • 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
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06—Alloys 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
    • C22C29/08—Alloys 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
    • 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
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F2005/001—Cutting tools, earth boring or grinding tool other than table ware
    • 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
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
    • 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
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

According to the present invention there is a provided a method of making a finegrained tungsten carbide - cobalt cemented carbide comprising mixing, milling according to standard practice followed by sintering. By introducing nitrogen at a pressure of more than 0.5 atm into the sintering atmosphere after dewaxing but before pore closure a grain refinement including reduced grain size and less abnormal grains can be obtained. <IMAGE>

Description

U 20 25 30 35 40 527 173 2 korntillväxtinhibitorerna som nitrider. För att undvika porbildning vid denitrifiering av nitriderna, utförs sintringen i en kväveatmosfär. U 20 25 30 35 40 527 173 2 the grain growth inhibitors as nitrides. To avoid pore formation during denitrification of the nitrides, the sintering is carried out in a nitrogen atmosphere.

Det är ett ändamål av föreliggande uppfinning att undvika eller minska problemen med den tidigare kända tekniken. Det är dessutom ett ändamål med föreliggande uppfinning att tillhanda- hålla ett hàrdmetallskär med en kombination av hög seghet och högt deformationsmotstånd, tillsammans med en metod att tillverka detsamma.It is an object of the present invention to avoid or reduce the problems of the prior art. It is a further object of the present invention to provide a cemented carbide insert with a combination of high toughness and high deformation resistance, together with a method of making the same.

Det har nu överraskande visat sig att en uttalad korn- förfiningseffekt i kombination med en bättre bindefasfördelning kan erhållas genom införande av kväve som en processgas i sintringsugnen före porslutning. strukturen Fig. l visar i omkring l5OOX ett typiskt exempel på av en "ren" WC-Co-sort, legerad med kväve genom sintring enligt uppfinningen.It has now surprisingly been found that a pronounced grain refining effect in combination with a better binder phase distribution can be obtained by introducing nitrogen as a process gas into the sintering furnace before porcelain closure. structure Fig. 1 shows in about 150X a typical example of a "pure" WC-Co variety, alloyed with nitrogen by sintering according to the invention.

Fig. 2 visar i omkring 150OX ett typiskt exempel på strukturen av samma sort sintrad enligt känd teknik.Fig. 2 shows in about 150OX a typical example of the structure of the same kind sintered according to the prior art.

Fig. 3 visar i omkring l5OOX ett typiskt exempel på strukturen av samma sort, legerad med kväve genom sintring enligt uppfinningen, efter sintring vid reducerad temperatur.Fig. 3 shows in about 150X a typical example of the structure of the same kind, alloyed with nitrogen by sintering according to the invention, after sintering at reduced temperature.

Fig. 4 visar i omkring 15OOX ett typiskt exempel på strukturen efter konventionell sintring vid reducerad temperatur.Fig. 4 shows at about 150X a typical example of the structure after conventional sintering at reduced temperature.

Fig. 5 visar i omkring l20OX ett typiskt exempel på strukturen av en WC-Co-sort med innehåll av Cr3C2, legerad med kväve genom sintring enligt uppfinningen, efter sintring vid reducerad tem- peratur.Fig. 5 shows in about 120 OX a typical example of the structure of a WC-Co variety containing Cr 3 C 2, alloyed with nitrogen by sintering according to the invention, after sintering at reduced temperature.

Fig. 6 visar i omkring l20OX ett typiskt exempel på strukturen av samma sort efter konventionell sintring vid reducerad tempera- tur.Fig. 6 shows in about 120 OX a typical example of the structure of the same kind after conventional sintering at reduced temperature.

Fig. 7 visar i omkring l20OX ett typiskt exempel på strukturen " (0.25pm) WC-Co-sort, sintring enligt uppfinningen. av en ren" submikron legerad med kväve genom Fig. 8 visar i omkring l20OX ett typiskt exempel på strukturen av samma sort sintrad enligt känd teknik.Fig. 7 shows in about 120OX a typical example of the structure "(0.25pm) WC-Co variety, sintering according to the invention. Of a pure" submicron alloyed with nitrogen by Fig. 8 shows in about 120OX a typical example of the structure of the same variety sintered according to the prior art.

Fig. 9 visar i omkring l20OX ett typiskt exempel på strukturen av en submikron O.25pm WC-Co-sort med innehåll av Cr3C2, legerad med kväve genom sintring enligt uppfinningen.Fig. 9 shows in about 120OX a typical example of the structure of a submicron O.25pm WC-Co variety containing Cr3C2, alloyed with nitrogen by sintering according to the invention.

Fig. 10 visar i omkring l20OX ett typiskt exempel på struk- turen av samma sort efter konventionell sintring. 10 15 20 25 30 35 40 527 175 s Fig. ll visar i omkring l20OX ett typiskt exempel på struk- turen av en submikron O.6pm WC-Co-sort med innehåll av Cr3C2, legerad med kväve genom sintring enligt uppfinningen.Fig. 10 shows in about 120X a typical example of the structure of the same kind after conventional sintering. 10 15 20 25 30 35 40 527 175 s Fig. 11 shows in about 120 OX a typical example of the structure of a submicron O.6pm WC-Co variety containing Cr 3 C 2, alloyed with nitrogen by sintering according to the invention.

Fig. 12 visar i omkring l20OX ett typiskt exempel på struk- turen av samma sort efter konventionell sintring.Fig. 12 shows in about 120X a typical example of the structure of the same kind after conventional sintering.

Metoden enligt föreliggande uppfinning omfattar blandning, malning och pressning av volframkarbid - koboltkroppar enligt standardförfarande följt av sintring i en process kännetecknad av införande av kväve vid ett tryck av mer än 0.5 atm, företrädesvis mer än 0.75 atm, in i sintringsatmosfären efter avdrivning men före porslutning, företrädesvis före 1000 °C.The method of the present invention comprises mixing, grinding and pressing tungsten carbide - cobalt bodies according to standard procedure followed by sintering in a process characterized by introducing nitrogen at a pressure of more than 0.5 atm, preferably more than 0.75 atm, into the sintering atmosphere after stripping but before sealing. , preferably before 1000 ° C.

I en utföringsform utförs hela sintringsprocess i kväve.In one embodiment, the entire sintering process is performed in nitrogen.

I en alternativ utföringsform ersätts kvävet, efter porslutning, av en skyddande atmosfär av t.ex. argon eller vakuum.In an alternative embodiment, after nitrogen closure, the nitrogen is replaced by a protective atmosphere of e.g. argon or vacuum.

Den resulterande sintrade kroppen kännetecknas av en kornförfinad struktur, reducerad kornstorlek och färre abnorma korn, i kombination med en bättre bindefasfördelning jämfört med sintring enligt normalt förfarande, med en kvävehalt av mer än 0.03 vikt-%, företrädesvis mer än 0.05 vikt-%.The resulting sintered body is characterized by a grain refined structure, reduced grain size and fewer abnormal grains, in combination with a better binder phase distribution compared to sintering according to normal procedure, with a nitrogen content of more than 0.03% by weight, preferably more than 0.05% by weight.

För kornstorlek under 0.5 pm måste den fördelaktiga effekten av kvävelegering kombineras med en tillsats av konventionella korntillväxthämmare från grupperna IVb, Vb och/eller VIb i det periodiska systemet, företrädesvis Cr, V och/eller Ta, helst Cr och/eller Ta, antingen som rena metaller eller föreningar därav utom nitriderna därav, företrädesvis föreningar fria från kväve, helst karbider.For grain size below 0.5 μm, the beneficial effect of nitrogen alloy must be combined with an addition of conventional grain growth inhibitors from groups IVb, Vb and / or VIb in the periodic table, preferably Cr, V and / or Ta, preferably Cr and / or Ta, either as pure metals or compounds thereof except the nitrides thereof, preferably compounds free of nitrogen, preferably carbides.

Processen enligt uppfinningen fungerar på rena WC-Co- legeringar såväl som på WC-Co-legeringar innehållande korntillväxthämmare. Men den mest tydliga förbättringen beträffande korntillväxtkontroll har setts för raka WC-Co- legeringar med en sintrad medelkornstorlek av <1.5 um, företrädesvis <1 um men större än 0.5 pm där inga ytterligare korntillväxthämmare är nödvändiga.The process according to the invention works on pure WC-Co alloys as well as on WC-Co alloys containing barley growth inhibitors. However, the most obvious improvement in grain growth control has been seen for straight WC co-alloys with a sintered average grain size of <1.5 μm, preferably <1 μm but larger than 0.5 μm where no additional grain growth inhibitors are necessary.

Det har därför funnits att införandet av kväve in i sintringsugnen efter avdrivning men före porslutning leder till ett tydligt kväveupptag även för nominellt rena WC-Co-legeringar.It has therefore been found that the introduction of nitrogen into the sintering furnace after stripping but before closure leads to a clear nitrogen uptake even for nominally pure WC-Co alloys.

Det har dessutom överraskande funnits att det införda kvävet verkar som en korntillväxthämmare samtidigt som det förbättrar sintringsaktiviteten och därmed den resulterande bindefas- fördelningen. Den har även funnits att det kväveinnehåll som 10 15 20 25 30 35 40 527 173 4 åstadkommits före porslutning blir instängt så snart som tem- peraturen blir tillräckligt hög för porslutning. Förlängd sintringstid i vakuum efter porslutning har funnits att ha endast en mindre effekt på den resulterande kvävehalten i de sintrade provkropparna.In addition, it has surprisingly been found that the introduced nitrogen acts as a grain growth inhibitor while improving the sintering activity and thus the resulting binder phase distribution. It has also been found that the nitrogen content produced before pore closure becomes trapped as soon as the temperature becomes high enough for pore closure. Prolonged sintering time in vacuum after pore closure has been found to have only a minor effect on the resulting nitrogen content in the sintered specimens.

Exempel 1 Från en pulverblandning bestående av 6.0 vikt-% Co, och resten WC med en medelkornstorlek av omkring 1 um med 0.01 vikt-% överstökiometrisk kolhalt, pressades svarvskär CNMGl20408. Skären sintrades med H2 upp till 450OC för avdrivning, vid 450 OC evakuerades ugnen och återfylldes med kväve upp till ett tryck av 0.8 atm. Temperaturen hölls konstant vid 450 OC under kväve- fyllningsproceduren. Efter komplett fyllning ökades temperaturen till 1370 OC med en konstant hastighet av 15 OC /min, varvid kvävetrycket hölls konstant. Vid 1370 °C evakuerades ugnen och återfylldes med en skyddande atmosfär av 10 mbar argon och hölls vid l370°C i 30 minuter följt av ökat Ar-tryck 40 mbar och en temperaturökning upp till den slutliga sintringstemperaturen 1410 °C där temperaturen hölls i ytterligare en timme före svalning och öppning av ugnen.Example 1 From a powder mixture consisting of 6.0% by weight of Co, and the remainder WC with an average grain size of about 1 μm with 0.01% by weight of overstoichiometric carbon content, CNMG120408 was turned. The inserts were sintered with H2 up to 450 ° C for stripping, at 450 ° C the oven was evacuated and backfilled with nitrogen up to a pressure of 0.8 atm. The temperature was kept constant at 450 OC during the nitrogen filling procedure. After complete filling, the temperature was increased to 1370 ° C at a constant rate of 15 ° C / min, keeping the nitrogen pressure constant. At 1370 ° C the furnace was evacuated and refilled with a protective atmosphere of 10 mbar argon and kept at 1370 ° C for 30 minutes followed by increased Ar pressure 40 mbar and a temperature increase up to the final sintering temperature of 1410 ° C where the temperature was maintained for another hour before cooling and opening the oven.

Strukturen i skären bestod av jämförelsevis fin och jämn volframkarbidkornstorlek i kombination med en god bindefas- fördelning, Fig. 1.The structure of the inserts consisted of a comparatively fine and even tungsten carbide grain size in combination with a good binder phase distribution, Fig. 1.

Exempel 2 (referensexempel till Exempel 1) Pressade skär från Exempel 1 sintrades med H2 upp till 450OC för avdrivning, ytterligare i vakuum till 137OOC, sedan fylldes med en skyddande gas av 10 mbar av Ar och hölls vid 1370°C i 30 minuter följt av ökat Ar-tryck 40 mbar och en temperaturökning upp till den slutliga sintringstemperaturen 1410 °C där temperaturen hölls i ytterligare en timme före svalning och öppning av ugnen.Example 2 (Reference Example to Example 1) Pressed inserts from Example 1 were sintered with H 2 up to 450 ° C for evaporation, further in vacuo to 137 ° C, then filled with a protective gas of 10 mbar of Ar and kept at 1370 ° C for 30 minutes followed by increased Ar pressure 40 mbar and a temperature increase up to the final sintering temperature of 1410 ° C where the temperature was maintained for another hour before cooling and opening the oven.

Strukturen i skären bestod av en jämförelsevis mindre fin och jämn volframkarbidkornstorlek i kombination med en acceptabel bindefasfördelning, Fig. 2 Exempel 3 Pressade skär från Exempel 1 sintrades med H2 upp till 450OC för avdrivning, vid 450 OC evakuerades ugnen och återfylldes med kväve upp till ett tryck av 0.8 atm. Temperaturen hölls konstant 10 15 20 25 30 35 40 527 175 s vid 450 OC under kvävefyllningsproceduren. Efter komplett fyllning ökades temperaturen till 1370 OC med en hastighet av 15 OC /min, varvid kvävetrycket hölls konstant. Vid 1370 °C evakuerades ugnen och àterfylldes med en skyddande atmosfär av 10 mbar Argon. Den faktiska sintringen begränsades till en 30 min. hålltid vid 1370 OC följt av svalning och öppning av ugnen.The structure of the inserts consisted of a comparatively smaller fine and even tungsten carbide grain size in combination with an acceptable binder phase distribution, Fig. 2 Example 3 Pressed inserts from Example 1 were sintered with H pressure of 0.8 atm. The temperature was kept constant for 10 15 20 25 30 35 40 527 175 s at 450 ° C during the nitrogen filling procedure. After complete filling, the temperature was increased to 1370 ° C at a rate of 15 ° C / min, keeping the nitrogen pressure constant. At 1370 ° C, the furnace was evacuated and refilled with a protective atmosphere of 10 mbar Argon. The actual sintering was limited to a 30 min. holding time at 1370 OC followed by cooling and opening of the oven.

Strukturen i skären bestod av jämförelsevis fin och jämn volframkarbidkornstorlek i kombination med en acceptabel bindefas- fördelning, Fig. 3.The structure of the inserts consisted of a comparatively fine and even tungsten carbide grain size in combination with an acceptable binder phase distribution, Fig. 3.

Exempel 4 (referensexempel till Exempel 3) Pressade skär från Exempel 1 sintrades med H2 upp till 450OC för avdrivning, vidare i vakuum till 1370OC. Vid 1370 fylldes ugnen med en skyddande atmosfär av 10 mbar argon. Den faktiska sintringen begränsades till en 30 min. hålltid vid 1370 OC följt av svalning och öppning av ugnen.Example 4 (Reference Example to Example 3) Pressed inserts from Example 1 were sintered with H 2 up to 450 ° C for evaporation, further in vacuo to 1370 ° C. By 1370, the furnace was filled with a protective atmosphere of 10 mbar argon. The actual sintering was limited to a 30 min. holding time at 1370 OC followed by cooling and opening of the oven.

Strukturen i skären bestod av en jämförelsevis mindre fin och jämn volframkarbidkornstorlek i kombination med en oacceptabel bindefasfördelning, Fig. 4.The structure of the inserts consisted of a comparatively smaller fine and even tungsten carbide grain size in combination with an unacceptable binder phase distribution, Fig. 4.

Exempel 5 Från en pulverblandning bestående av 5.2 vikt-% Co, 0.6 vikt-% Cr3C2 och resten WC med en medelkornstorlek av omkring 1 um med 0.05 vikt-% överstökiometrisk kolhalt, pressades svarvskär CNMG120408. Skären sintrades med H2 upp till 450OC för avdrivning, vid 450 OC evakuerades ugnen och âterfylldes med kväve upp till ett tryck av 0.8 atm. Temperaturen hölls konstant vid 450 OC under kvävefyllningsproceduren. Efter komplett fyllning ökades temperaturen till 1370 OC med en hastighet av 15 OC /min, varvid kvävetrycket hölls konstant. Vid 1370 °C evakuerades ugnen och âterfylldes med en skyddande atmosfär av 10 mbar Argon. Den faktiska sintringen begränsades till en 30 min. hålltid vid 1370 OC följt av svalning och öppning av ugnen.Example 5 From a powder mixture consisting of 5.2% by weight of Co, 0.6% by weight of Cr 3 C 2 and the remainder WC with an average grain size of about 1 μm with 0.05% by weight of overstoichiometric carbon content, CNMG120408 was turned. The inserts were sintered with H2 up to 450 ° C for stripping, at 450 ° C the furnace was evacuated and backfilled with nitrogen up to a pressure of 0.8 atm. The temperature was kept constant at 450 ° C during the nitrogen filling procedure. After complete filling, the temperature was increased to 1370 ° C at a rate of 15 ° C / min, keeping the nitrogen pressure constant. At 1370 ° C, the furnace was evacuated and backfilled with a protective atmosphere of 10 mbar Argon. The actual sintering was limited to a 30 min. holding time at 1370 OC followed by cooling and opening of the oven.

Strukturen i skären bestod av jämförelsevis fin och jämn volframkarbidkornstorlek i kombination med en god bindefas- fördelning, Fig. 5.The structure of the inserts consisted of a comparatively fine and even tungsten carbide grain size in combination with a good binder phase distribution, Fig. 5.

Exempel 6 (referensexempel till Exempel 5) Pressade skär från Exempel 5 sintrades med H2 upp till 450OC för avdrivning, vidare i vakuum till l370OC. Vid 1370 fylldes 10 15 20 25 30 35 40 527 173 6 ugnen med en skyddande atmosfär av 10 mbar argon. Den faktiska sintringen begränsades till en 30 min. hålltid vid 1370 OC följt av svalning och öppning av ugnen.Example 6 (Reference Example to Example 5) Pressed inserts from Example 5 were sintered with H 2 up to 450 ° C for evaporation, further in vacuo to 1370 ° C. At 1370, the furnace was filled with a protective atmosphere of 10 mbar of argon. The actual sintering was limited to a 30 min. holding time at 1370 OC followed by cooling and opening of the oven.

Strukturen i skären bestod av en jämförelsevis mindre fin och jämn volframkarbidkornstorlek i kombination med en oacceptabel bindefasfördelning, Fig. 6.The structure of the inserts consisted of a comparatively smaller fine and even tungsten carbide grain size in combination with an unacceptable binder phase distribution, Fig. 6.

Exempel 7 Från en pulverblandning bestående av 10.0 vikt-% Co, och resten WC med en medelkornstorlek av omkring 0.25 pm med 0.01 vikt-% överstökiometrisk kolhalt, pressades svarvskär CNMGl20408.Example 7 From a powder mixture consisting of 10.0% by weight of Co, and the remainder WC with an average grain size of about 0.25 μm with 0.01% by weight of overstoichiometric carbon content, CNMG120408 was turned.

Skären sintrades med H2 upp till 450OC för avdrivning, vid 450 OC evakuerades ugnen och återfylldes med kväve upp till ett tryck av 0.8 atm. Temperaturen hölls konstant vid 450 OC under kväve- fyllningsproceduren. Efter komplett fyllning ökades temperaturen till 1370 OC med en hastighet av 15 OC /min, varvid kvävetrycket hölls konstant. Vid 1370 °C evakuerades ugnen och återfylldes med en skyddande atmosfär av 10 mbar argon och hölls vid l370°C i 30 minuter följt av ökat Ar-tryck 40 mbar och en temperaturökning upp till den slutliga sintringstemperaturen 1410 °C där temperaturen hölls i ytterligare en timme före svalning och öppning av ugnen.The inserts were sintered with H2 up to 450 ° C for stripping, at 450 ° C the oven was evacuated and backfilled with nitrogen up to a pressure of 0.8 atm. The temperature was kept constant at 450 OC during the nitrogen filling procedure. After complete filling, the temperature was increased to 1370 ° C at a rate of 15 ° C / min, keeping the nitrogen pressure constant. At 1370 ° C the furnace was evacuated and refilled with a protective atmosphere of 10 mbar argon and kept at 1370 ° C for 30 minutes followed by increased Ar pressure 40 mbar and a temperature increase up to the final sintering temperature of 1410 ° C where the temperature was maintained for another hour before cooling and opening the oven.

Skärens struktur bestod av, jämfört med referensen i exempel 8, finare stora volframkarbidkorn i kombination med en god bindefasfördelning, Fig. 7.The structure of the inserts consisted, compared to the reference in Example 8, of finer large tungsten carbide grains in combination with a good binder phase distribution, Fig. 7.

Exempel 8 (referensexempel till Exempel 7) Pressade skär från Exempel 7 sintrades med H2 upp till 450OC för avdrivning, ytterligare i vakuum till 1370OC, sedan fyllning med en skyddande gas av 10 mbar av Ar och hölls vid l370°C i 30 minuter följt av ökat Ar-tryck 40 mbar och en temperaturökning upp till den slutliga sintringstemperaturen 1410 °C där temperaturen hölls i ytterligare en timme före svalning och öppning av ugnen.Example 8 (Reference Example to Example 7) Pressed inserts from Example 7 were sintered with H 2 up to 450 ° C for evaporation, further in vacuo to 1370 ° C, then filling with a protective gas of 10 mbar of Ar and kept at 1370 ° C for 30 minutes followed by increased Ar pressure 40 mbar and a temperature increase up to the final sintering temperature of 1410 ° C where the temperature was maintained for another hour before cooling and opening the oven.

Strukturen i skären bestod av stora korn och en ojämn volframkarbidkornstorlek i kombination med en acceptabel bindefasfördelning, Fig. 8.The structure of the inserts consisted of large grains and an uneven tungsten carbide grain size in combination with an acceptable binder phase distribution, Fig. 8.

Exempel 9 Från en pulverblandning bestående av 10.0 vikt-% Co, 0.5 vikt-% Cr3C2 och resten WC med en medelkornstorlek av omkring 0.25 pm med 0.05 vikt-% överstökiometrisk kolhalt, pressades svarvskär 10 15 20 25 527 173 7 SNUN. Skären sintrades med H2 upp till 45000 för avdrivning, vid 450 OC evakuerades ugnen och àterfylldes med kväve upp till ett tryck av 0.8 atm. Temperaturen hölls konstant vid 450 OC under kvävefyllningsproceduren. Efter komplett fyllning ökades temperaturen till 1370 OC med en hastighet av 15 OC/min, varvid kvävetrycket hölls konstant. Vid 1370 °C evakuerades ugnen och àterfylldes med en skyddande atmosfär av 10 mbar argon och hölls vid l370°C i 30 minuter följt av ökat Ar-tryck 40 mbar och en temperaturökning upp till den slutliga sintringstemperatur 1410 °C där temperaturen hölls i ytterligare en timme före svalning och öppning av ugnen.Example 9 From a powder mixture consisting of 10.0% by weight of Co, 0.5% by weight of Cr3C2 and the remainder WC with an average grain size of about 0.25 .mu.m with 0.05% by weight of overstoichiometric carbon content, lathe inserts were pressed. The inserts were sintered with H2 up to 45,000 for stripping, at 450 OC the oven was evacuated and refilled with nitrogen up to a pressure of 0.8 atm. The temperature was kept constant at 450 ° C during the nitrogen filling procedure. After complete filling, the temperature was increased to 1370 ° C at a rate of 15 ° C / min, keeping the nitrogen pressure constant. At 1370 ° C the furnace was evacuated and refilled with a protective atmosphere of 10 mbar argon and kept at 1370 ° C for 30 minutes followed by increased Ar pressure 40 mbar and a temperature increase up to the final sintering temperature of 1410 ° C where the temperature was maintained for another hour before cooling and opening the oven.

Strukturen i skären bestod av en jämn submikron volframkarbid- kornstorlek och i kombination med nästan inga stora korn och en jämn Co-fördelning Fig 9.The structure of the inserts consisted of an even submicron tungsten carbide grain size and in combination with almost no large grains and an even Co distribution Fig. 9.

Exempel 10 (referensexempel till Exempel 9) Pressade skär från Exempel 9 sintrades med H2 upp till 4500C vidare i vakuum till 1370°C, skyddande gas av 10 mbar av Ar och hölls vid 1370°C i 30 minuter följt av ökat Ar-tryck 40 mbar och en temperaturökning upp till för avdrivning, sedan fyllda med en den slutliga sintringstemperaturen 1410 °C där temperaturen hölls i ytterligare en timme före svalning och öppning av ugnen.Example 10 (Reference Example to Example 9) Pressed inserts from Example 9 were sintered with H 2 up to 450 ° C further in vacuo to 1370 ° C, shielding gas of 10 mbar of Ar and kept at 1370 ° C for 30 minutes followed by increased Ar pressure 40 mbar and a temperature increase up to for stripping, then filled with a the final sintering temperature of 1410 ° C where the temperature was maintained for another hour before cooling and opening the oven.

Strukturen i skären bestod av en mindre jämn submikron volframkarbidkornstorlek och i kombination med några stora WC-korn Fig 10. 10 15 20 25 527 173 s Exempel ll Från en pulverblandning bestående av 10.0 vikt-% Co, 0.5 vikt-% Cr3C2 och resten WC med en medelkornstorlek av omkring 0.6 um med 0.05 vikt-% överstökiometrisk kolhalt, pressades svarvskär SNUN. Skären sintrades med H2 upp till 450OC för avdrivning, vid 450 OC evakuerades ugnen och återfylldes med kväve upp till ett tryck av 0.8 atm. Temperaturen hölls konstant vid 450 OC under kvävefyllningsproceduren. Efter komplett fyllning ökades temperaturen till 1370 OC med en hastighet av 15 OC /min, varvid kvävetrycket hölls konstant. Vid 1370 °C evakuerades ugnen och àterfylldes med en skyddande atmosfär av 10 mbar argon och hölls vid l370°C i 30 minuter följt av ökat Ar-tryck 40 mbar och en temperaturökning upp till den slutliga sintringstemperaturen 1410 °C där temperaturen hölls i ytterligare en timme före svalning och öppning av ugnen.The structure of the inserts consisted of a less even submicron tungsten carbide grain size and in combination with some large WC grains Fig 10. 10 15 20 25 527 173 s Example ll From a powder mixture consisting of 10.0 wt.% Co, 0.5 wt.% Cr3C2 and the rest WC with an average grain size of about 0.6 μm with 0.05 wt% overstochiometric carbon content, lathe inserts SNUN were pressed. The inserts were sintered with H2 up to 450 ° C for stripping, at 450 ° C the oven was evacuated and backfilled with nitrogen up to a pressure of 0.8 atm. The temperature was kept constant at 450 ° C during the nitrogen filling procedure. After complete filling, the temperature was increased to 1370 ° C at a rate of 15 ° C / min, keeping the nitrogen pressure constant. At 1370 ° C the furnace was evacuated and refilled with a protective atmosphere of 10 mbar argon and kept at 1370 ° C for 30 minutes followed by increased Ar pressure 40 mbar and a temperature increase up to the final sintering temperature of 1410 ° C where the temperature was maintained for another hour before cooling and opening the oven.

Strukturen i skären bestod av en jämn submikron volframkarbid- kornstorlek och i kombination med nästan inga av stora korn och en jämn Co-fördelning Fig 11.The structure of the inserts consisted of an even submicron tungsten carbide grain size and in combination with almost none of the large grains and an even Co distribution Fig. 11.

Exempel 12 (referensexempel till Exempel ll) Pressade skär från Exempel 11 sintrades med H2 upp till 450OC för avdrivning, vidare i vakuum till l370OC, sedan fylldes med en skyddande gas av 10 mbar av Ar och hölls vid 1370°C i 30 minuter följt av ökat Ar-tryck 40 mbar och en temperaturökning upp till den slutliga sintringstemperaturen 1410 °C där temperaturen hölls i ytterligare en timme före svalning och öppning av ugnen.Example 12 (Reference Example to Example 11) Pressed inserts from Example 11 were sintered with H 2 up to 450 ° C for evaporation, further in vacuo to 1370 ° C, then filled with a shielding gas of 10 mbar of Ar and kept at 1370 ° C for 30 minutes followed by increased Ar pressure 40 mbar and a temperature increase up to the final sintering temperature of 1410 ° C where the temperature was maintained for another hour before cooling and opening the oven.

Strukturen i skären bestod av en mindre jämn submikron volframkarbidkornstorlek och i kombination med några stora WC-korn Fig 12.The structure of the inserts consisted of a less even submicron tungsten carbide grain size and in combination with some large WC grains Fig 12.

Claims (6)

10 15 20 527 175 9 Krav10 15 20 527 175 9 Requirements 1. Sätt att tillverka en finkornig volframkarbid - kobolt- hårdmetall omfattande blandning, malning enligt standardförfarande följt av sintring i en process k ä n n e t e c k n a d av införande av kväve vid ett tryck av mer än 0.5 atm, företrädesvis mer än 0.75 atm, in i sintringsatmosfären efter avdrivning men före porslutning, företrädesvis före lOO0 °C.A method of making a fine-grained tungsten carbide - cobalt cemented carbide comprising mixing, milling according to standard procedure followed by sintering in a process characterized by introducing nitrogen at a pressure of more than 0.5 atm, preferably more than 0.75 atm, into the sintering atmosphere after stripping but before closure, preferably before 100 ° C. 2. Metod enligt krav l k ä n n e tve c k n a d av att hela sintringsprocessen utförs i kväve.2. A method according to claim 1, characterized in that the entire sintering process is carried out in nitrogen. 3. Metod enligt krav l k ä n n e t e c k n a d av att kvävet efter porslutning ersätts av en skyddande atmosfär av t.ex. argon eller vakuum.Method according to Claim 1, characterized in that the nitrogen is replaced by a protective atmosphere of e.g. argon or vacuum. 4. Metod enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a d av tillsättning av konventionella korntillväxtinhibitorer av metaller från grupperna IVb, Vb och/eller Vlb i det periodiska systemet eller föreningar därav utom nitrider företrädesvis Cr, V och/eller Ta, helst Cr och/eller Ta.Method according to any one of the preceding claims, characterized by the addition of conventional grain growth inhibitors of metals of groups IVb, Vb and / or Vlb in the periodic table or compounds thereof except nitrides, preferably Cr, V and / or Ta, more preferably Cr and / or Take. 5. Metod enligt krav 4 k ä n n e t e c k n a d av att nämnda föreningar är fria från kväve.5. A method according to claim 4, characterized in that said compounds are free of nitrogen. 6. Metod enligt krav 4 k ä n n e t e c k n a d av att nämnda föreningar är karbider.6. A method according to claim 4, characterized in that said compounds are carbides.
SE0302835A 2003-07-25 2003-10-28 Ways to manufacture a fine-grained cemented carbide SE527173C2 (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0302835A SE527173C2 (en) 2003-07-25 2003-10-28 Ways to manufacture a fine-grained cemented carbide
DE602004008166T DE602004008166T2 (en) 2003-07-25 2004-06-21 Process for producing a fine-grained cemented carbide
EP04014482A EP1500713B1 (en) 2003-07-25 2004-06-21 Method of making a fine grained cemented carbide
AT04014482T ATE370257T1 (en) 2003-07-25 2004-06-21 METHOD FOR PRODUCING A FINE-GRAIN CARBIDE METAL
IL162686A IL162686A (en) 2003-07-25 2004-06-22 Method of making a fine grained cemented carbide
US10/873,234 US20050025657A1 (en) 2003-07-25 2004-06-23 Method of making a fine grained cemented carbide
KR1020040054227A KR101202225B1 (en) 2003-07-25 2004-07-13 Method of making a fine grained cemented carbide
JP2004217547A JP2005042201A (en) 2003-07-25 2004-07-26 Method for producing fine grained tungsten carbide-cobalt cemented carbide
US11/248,180 US20060029511A1 (en) 2003-07-25 2005-10-13 Method of making a fine grained cemented carbide

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0302131A SE0302131D0 (en) 2003-07-25 2003-07-25 Method of making a fine grained cemented carbide
SE0302835A SE527173C2 (en) 2003-07-25 2003-10-28 Ways to manufacture a fine-grained cemented carbide

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0302835D0 SE0302835D0 (en) 2003-10-28
SE0302835L SE0302835L (en) 2005-01-26
SE527173C2 true SE527173C2 (en) 2006-01-17

Family

ID=29552453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0302835A SE527173C2 (en) 2003-07-25 2003-10-28 Ways to manufacture a fine-grained cemented carbide

Country Status (8)

Country Link
US (2) US20050025657A1 (en)
EP (1) EP1500713B1 (en)
JP (1) JP2005042201A (en)
KR (1) KR101202225B1 (en)
AT (1) ATE370257T1 (en)
DE (1) DE602004008166T2 (en)
IL (1) IL162686A (en)
SE (1) SE527173C2 (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100996838B1 (en) 2005-03-28 2010-11-26 쿄세라 코포레이션 Super hard alloy and cutting tool
SE530516C2 (en) 2006-06-15 2008-06-24 Sandvik Intellectual Property Coated cemented carbide insert, method of making this and its use in milling cast iron
SE0700800L (en) * 2006-12-15 2008-06-16 Sandvik Intellectual Property Coated cutting tool
SE530861C2 (en) 2006-12-15 2008-09-30 Sandvik Intellectual Property Coated cemented carbide cutter for medium and fine machining of hardened steels and process for its manufacture
SE0701449L (en) 2007-06-01 2008-12-02 Sandvik Intellectual Property Fine-grained cemented carbide with refined structure
SE0701760L (en) * 2007-06-01 2008-12-02 Sandvik Intellectual Property Carbide inserts for parting, grooving and threading
US8455116B2 (en) 2007-06-01 2013-06-04 Sandvik Intellectual Property Ab Coated cemented carbide cutting tool insert
SE0701761A0 (en) 2007-06-01 2008-12-02 Sandvik Intellectual Property Fine-grained cemented carbide for turning in hot-strength super alloys (HRSA) and stainless steel
SE531971C2 (en) * 2007-08-24 2009-09-15 Seco Tools Ab Coated cutting tool for general turning in hot-strength super alloys (HRSA)
DE102012018067A1 (en) * 2012-09-13 2014-03-13 Tutec Gmbh Hexagonal tungsten carbide powder having a specified nitrogen content, useful for making sintered cemented carbide bodies, where nitrogen is located in outer edge zone of tungsten carbide particles with specified particle diameter
KR102231553B1 (en) * 2013-05-31 2021-03-23 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비 New process of manufacturing cemented carbide and a product obtained thereof
JP2016526102A (en) * 2013-05-31 2016-09-01 サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ New manufacturing method of cemented carbide and product obtained thereby
EP3086895B1 (en) * 2013-12-27 2020-04-08 Sandvik Intellectual Property AB Corrosion resistant duplex steel alloy, objects made thereof, and method of making the alloy
CN113322389A (en) * 2021-06-01 2021-08-31 株洲硬质合金集团有限公司 Sintering method of wear-resistant corrosion-resistant superfine hard alloy

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1549615A (en) * 1923-10-31 1925-08-11 Gen Electric Hard-metal alloy and the process of making same
US1728909A (en) * 1925-12-12 1929-09-17 Gen Electric Method of making tools from hard-metal alloys produced by sintering
US1794300A (en) * 1928-01-07 1931-02-24 Gen Electric Hard metal composition
US1811068A (en) * 1928-12-03 1931-06-23 Richard R Walter Alloy
US1864567A (en) * 1929-08-05 1932-06-28 Richard R Walter Alloy of azotized character
US2036245A (en) * 1932-01-11 1936-04-07 Richard R Walter Alloy
US2263520A (en) * 1938-11-04 1941-11-18 Hartford Nat Bank & Trust Co Method of making sintered hard metal alloys
US3647401A (en) * 1969-06-04 1972-03-07 Du Pont Anisodimensional tungsten carbide platelets bonded with cobalt
US3628921A (en) * 1969-08-18 1971-12-21 Parker Pen Co Corrosion resistant binder for tungsten carbide materials and titanium carbide materials
US4070184A (en) * 1976-09-24 1978-01-24 Gte Sylvania Incorporated Process for producing refractory carbide grade powder
US4427446A (en) * 1981-04-13 1984-01-24 Japan Steel Works, Ltd. Corrosion-resistant and abrasive wear-resistant composite material for centrifugally cast linings
US4548786A (en) * 1983-04-28 1985-10-22 General Electric Company Coated carbide cutting tool insert
JPS60224781A (en) * 1984-04-20 1985-11-09 Mitsubishi Metal Corp Production of coated sintered hard alloy for cutting tool
US4649084A (en) * 1985-05-06 1987-03-10 General Electric Company Process for adhering an oxide coating on a cobalt-enriched zone, and articles made from said process
US4923512A (en) * 1989-04-07 1990-05-08 The Dow Chemical Company Cobalt-bound tungsten carbide metal matrix composites and cutting tools formed therefrom
JPH05271842A (en) * 1990-09-12 1993-10-19 Hitachi Metals Ltd Cermet alloy and its production
JP2943895B2 (en) * 1992-03-05 1999-08-30 住友電気工業株式会社 Coated cemented carbide
US5670726A (en) * 1993-03-23 1997-09-23 Widia Gmbh Cermet and method of producing it
EP0698002B1 (en) * 1993-04-30 1997-11-05 The Dow Chemical Company Densified micrograin refractory metal or solid solution (mixed metal) carbide ceramics
JP3458533B2 (en) * 1995-05-15 2003-10-20 三菱マテリアル株式会社 Manufacturing method of WC-based cemented carbide cutting tool
SE517474C2 (en) * 1996-10-11 2002-06-11 Sandvik Ab Way to manufacture cemented carbide with binder phase enriched surface zone
US6063333A (en) * 1996-10-15 2000-05-16 Penn State Research Foundation Method and apparatus for fabrication of cobalt alloy composite inserts
JP3292949B2 (en) * 1997-05-26 2002-06-17 株式会社アライドマテリアル Fine-grained cemented carbide and method for producing the same
JPH1142503A (en) 1997-07-29 1999-02-16 Mitsubishi Materials Corp Surface coat tungesten carbide radical cemented carbide cutting tool excellent in heat resisting plastic deformability
JP3496135B2 (en) * 1997-11-19 2004-02-09 株式会社アライドマテリアル Hard alloy and method for producing the same
US6638474B2 (en) * 2000-03-24 2003-10-28 Kennametal Inc. method of making cemented carbide tool
JP2001329331A (en) * 2000-05-19 2001-11-27 Hitachi Tool Engineering Ltd High hardness and high toughness cemented carbide and its production method
JP3872653B2 (en) * 2001-02-26 2007-01-24 本田技研工業株式会社 Manufacturing method of composite material
JP4313587B2 (en) * 2003-03-03 2009-08-12 株式会社タンガロイ Cemented carbide and coated cemented carbide members and methods for producing them

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005042201A (en) 2005-02-17
KR20050013077A (en) 2005-02-02
SE0302835L (en) 2005-01-26
DE602004008166D1 (en) 2007-09-27
ATE370257T1 (en) 2007-09-15
IL162686A0 (en) 2005-11-20
DE602004008166T2 (en) 2008-04-30
US20060029511A1 (en) 2006-02-09
KR101202225B1 (en) 2012-11-16
EP1500713A1 (en) 2005-01-26
US20050025657A1 (en) 2005-02-03
SE0302835D0 (en) 2003-10-28
EP1500713B1 (en) 2007-08-15
IL162686A (en) 2007-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3423221B1 (en) Cemented carbide with alternative binder
US20060029511A1 (en) Method of making a fine grained cemented carbide
US5549980A (en) Cemented carbide with binder phase enriched surface zone
US5649279A (en) Cemented carbide with binder phase enriched surface zone
US9005329B2 (en) Fine grained cemented carbide with refined structure
JP6158218B2 (en) Cemented carbide manufacturing method
US5137565A (en) Method of making an extremely fine-grained titanium-based carbonitride alloy
EP2032731A1 (en) Cemented carbide with refined structure
US5336292A (en) Titanium-based carbonitride alloy with wear resistant surface layer
US8080201B2 (en) Method for producing sputtering target material for Ni-W based interlayer
US10995399B2 (en) Cutting tool
JPH05170540A (en) Sintered titanium-based carbonitride alloy and its manufacture
US7939013B2 (en) Coated cemented carbide with binder phase enriched surface zone
US6290902B1 (en) Method for producing Ti (C,N)—(Ti,Ta,W) (C,N)—Co alloys for cutting tool applications
Liu et al. Formation mechanism of cobalt-gradient structure in WC-Co hard alloy
US6017488A (en) Method for nitriding a titanium-based carbonitride alloy
WO2008111894A1 (en) A method of making a cemented carbide body
US6197083B1 (en) Method for producing titanium-based carbonitride alloys free from binder phase surface layer
JP2002146466A (en) Cemented carbide member and manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed