SE528672C2 - Hårdmetallskär för slitstyrkekrävande korthålsborrning samt sätt att framställa detsamma - Google Patents

Hårdmetallskär för slitstyrkekrävande korthålsborrning samt sätt att framställa detsamma

Info

Publication number
SE528672C2
SE528672C2 SE0500235A SE0500235A SE528672C2 SE 528672 C2 SE528672 C2 SE 528672C2 SE 0500235 A SE0500235 A SE 0500235A SE 0500235 A SE0500235 A SE 0500235A SE 528672 C2 SE528672 C2 SE 528672C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
binder phase
layer
edge
thickness
insert
Prior art date
Application number
SE0500235A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0500235L (sv
Inventor
Jan Kjellgren
Rickard Sundstroem
Torbjoern Aagren
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
Application filed by Sandvik Intellectual Property filed Critical Sandvik Intellectual Property
Priority to SE0500235A priority Critical patent/SE528672C2/sv
Priority to KR1020077005940A priority patent/KR20070100223A/ko
Priority to CNA2006800007860A priority patent/CN101018890A/zh
Priority to JP2007542988A priority patent/JP2008521628A/ja
Priority to BRPI0605875-2A priority patent/BRPI0605875A/pt
Priority to EP06701340A priority patent/EP1846591A4/en
Priority to PCT/SE2006/000118 priority patent/WO2006080889A1/en
Priority to US11/343,201 priority patent/US20060188748A1/en
Publication of SE0500235L publication Critical patent/SE0500235L/sv
Priority to IL180686A priority patent/IL180686A0/en
Publication of SE528672C2 publication Critical patent/SE528672C2/sv

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/403—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • C23C30/005—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
    • 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
    • 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)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

25 30 35 kombineras. Förbättringen i skärprestanda för hårdmetallskären kan erhållas om koboltbindefasen är högt legerad med W, om den väsentligen kubisk karbid-fria och bindefasanrikade ytzonen A har en viss tjocklek och sammansättning, om kubisk karbid- sammansättningen nära skäreggen B är optimerad och om skäret är belagt med ett 3-12 um kolumnärt Ti(C,N)-skikt följt av ett 2-12 um tjockt Al203-skikt, t.ex. framställt enligt något av patenten US 5,766,782, US 5,654,035, US 5,674,564 eller US 5,702,808, möjligen med ett yttersta skikt av 0,5-4 pm TiN.
Al2O3-skiktet kommer att tjäna som en effektiv termisk barriär under bearbetning och därmed förbättra, inte bara motståndet mot plastisk deformation som är en värmerelaterad egenskap, men även öka gropförslitningsmotstàndet för hàrdmetallskäret.
Om dessutom beläggningen längs skäreggen är utjämnad med en lämplig teknik såsom borstning med en SiC-baserad nylonborste eller genom en mild blästring med Al2O3-korn kan skär- prestandan förbättras ytterligare, särskilt med avseende pà flagningsmotstànd för beläggningen (se US 5,86l,2l0).
Enligt föreliggande uppfinning föreligger nu ett belagt hàrdmetallskär med en <20 pm, företrädesvis 5-15 um, tjock väsentligen kubisk karbíd-fri och bindefasanrikad ytzon A (Fig.l) med en genomsnittlig bindefashalt (volyms) av 1,2-3,0 gånger bindefashalten i bulken. För att erhàlla högt motstånd mot plastisk deformation men samtidigt undvika en spröd skäregg är den kemiska sammansättningen optimerad i zon B (Fig.l). Längs linje C (Fig.l), i riktningen fràn eggen till centrum av skäret, ökar bindefashalten väsentligen monotont tills den när bulksammansättningen. vid eggen är bindefas- halten i vol-% 0,65-0,75, företrädesvis omkring 0,7 gånger bindefashalten i bulken. På liknande sätt minskar halten kubisk karbidfas längs linje C från omkring 1,3 gånger halten i bulken. Djupet av bindefasutarmningen och anrikningen av kubisk karbid längs linje C är 100-300 um, företrädesvis 150- 250 um.
Bindefasen är högt W-legerad. Halten av W i bindefasen kan uttryckas som ett CW-förhållande = M5 /(vikt-% CO ~ 0,0l6l) där 10 15 20 25 30 35 672 5223 MS är mättnadsmagnetiseringen för härdmetallkroppen i hAnF/kg och vikt-% Co är viktprocent Co i hàrdmetallen. CW- förhàllandet antar ett värde il och ju lägre CW-förhållandet är desto högre är W-halten i bindefasen. Det har nu funnits enligt uppfinningen att bättre skärprestanda àstadkoms om CW- förhållandet är 0,75-0,90, företrädesvis 0,80-0,85.
Föreliggande uppfinning kan tillämpas pà hàrdmetallêr med en sammansättning av 4-7 viktprocent bindefas bestående av Co, och 7-10 viktprocent kubiska karbider av metallerna fràn grupper IVa, Va eller VIa i det periodiska systemet, företrädesvis >1 vikt-% av vardera av Ti, Ta och Nb varvid N tillsätts i en mängd av 1,1-1,4 % av vikten av elementen från grupper Iva och Va, och rest WC. WC-medelkornstorleken är 1,0 till 4,0 um, företrädesvis 2,0 till 3,0 um. Hàrdmetallkroppen får innehålla smà mängder, <1 vol-%, av n-fas (M5C)- Beläggningen omfattar - ett första (innersta) skikt av TiCxNyOz med x+y+z=l, företrädesvis z<0,5, med en tjocklek av 0,1-2 um, och med likaxliga eller kolumnära korn med storlek - ett nästa skikt av TiCXNyOz företrädesvis med z=O och x>0,3 och y>0,3, med en tjocklek av 4-7 um med kolumnära korn och med en diameter av omkring <5 um, företrädesvis <2 um x+y+z=l, - ett nästa skikt av TiCXNyOZ, x+y+z=1 med zíO,5, företrädesvis z>0,l, med en tjocklek av 0,1-2 um och med likaxliga eller nàl-liknande korn med storlek 50,5 um, detta skikt är detsamma som eller ett annat än det innersta skiktet, - ett yttre skikt av ett jämnt, texturerat, finkornigt (kornstorlek omkring 1 um) a-Al2O3-skikt med en tjocklek av 3- 6 um och en ytfinhet (Ra) av mindre än 0,3 mm över en uppmätt längd av 0,25 mm, och - eventuellt ett yttersta skikt av 0,5-4 um TiN.
Dessutom har a-Al2O3~skiktet en föredragen kristall- tillväxtorientering i antingen (012)-, (104)- eller (110)- riktningen, företrädesvis i (012)-riktningen, sàsom bestämd 10 15 20 25 30 35 528 672 genom röntgendiffraktions(XRD-)mätningar. En textur- koefficient, TC, definieras som: I(hkl) 1 I(hkl) -l m2 TCfllkl) = IO(hkl) {_ IO(hkl)} där I(hkl) = uppmätt intensitet för (hkl)-reflexen IO(hkl) = standardintensitet för ASTM-standardpulver- diffraktionsdata (hkl) (113), n = antal reflexer använda i beräkningen, använda reflexer är; (012), (104), (110), (024), (116) Enligt uppfinningen är TC för uppsättningen av (012)-, (lO4)- eller (110)-kristallplanen större än 1,3, företrädesvis större än 1,5.
Uppfinningen avser även ett sätt att tillverka skär omfattande ett hárdmetallsubstrat bestående av en bindefas av Co, WC och en kubisk karbonitridfas med en bíndefasanrikad ytzon väsentligen fri fràn kubisk fas och en beläggning.
Pulverblandningen innehàller 4-7, viktprocent bindefas bestående av Co och 7-10 viktprocent kubiska karbider av metallerna från grupper Iva, Va eller VIa i det periodiska systemet, företrädesvis >1 vikt-% av vardera Ti, Ta och Nb och rest WC med en medelkornstorlek av 1,0-4,0 pm, företrädesvis 2,0-3,0 pm. Väl kontrollerade mängder av kväve måste tillsättas antingen genom pulvret som karbonitrider eller/och tillsatta under sintringsprocessen via sintringsgasatmosfären. Mängden tillsatt kväve bestämmer upplösningshastigheten av de kubiska faserna under sintringsprocessen och bestämmer därför den totala fördelningen av elementen i härdmetallen efter stelnande. Den optimala mängden av tillsätt kväve beror pá sammansättningen av hàrdmetallen och särskilt pà mängden av kubiska faser och varierar mellan omkring 1,1-1,4 %, av vikten av elementen fràn grupper IVa och Va i det periodiska systemet. De exakta betingelserna beror i viss utsträckning pà utformningen av sintringsutrustningen som används. Fackmannen inom området kan avgöra om erforderliga ytzonerna A och B hos 10 15 20 25 30 35 523 672 härdmetall har erhållits och modifiera kvävetillsatsen och sintringsprocessen i enlighet med föreliggande beskrivning för att erhàlla det önskade resultatet.
Ràmaterialen blandas med pressmedel och möjligen W så att det önskade CW-förhållandet uppnås och blandningen mals Och spraytorkas för att erhålla ett pulvermaterial med de önskade egenskaperna. Därefter pressas och sintras pulvermaterialet.
Sintringen utförs vid en temperatur av l300-l500°C, i en kontrollerad atmosfär av omkring 5 kPa följt av svalning.
Efter konventionella eftersintringsbehandlingar omfattande eggavrundning appliceras en härd, slitstark beläggning enligt ovan med CVD- eller MTCVD-teknik.
Enligt metoden enligt uppfinningen beläggs ett WC-Co- baserat substrat med - ett första (innersta) skikt av TiCxNyOz med x+y+z=l. företrädesvis z likaxliga eller kolumnära korn med storlek <0,5 pm med användning av kända CVD-metoder. - ett nästa skikt av TiCXNyOz x+y+z=1, företräd@SViS med z=O och x>0,3 och y>0,3, med en tjocklek av 2-10 hm, företrädesvis 4-7 pm, med kolumnära korn och med en diameter av omkring <5 pm, företrädesvis <2 pm, deponerat antingen med MTCVD-teknik (med användning av acetonitril som kol- och kvävekälla för att bilda skiktet i temperaturintervallet 700- 900 OC) eller med högtemperatur-CVD-teknik (1000-1100 OC).
Processbetingelserna är valda för att växa skikt med kolumnära korn, som vanligen är högt processtryck (0,3-l bar).
Emellertid beror de exakta betingelserna i viss utsträckning pà utformningen hos den använda utrustningen. - ett nästa skikt av TiCXNyOz, x+y+z=l med zí0,5, företrädesvis z>0,1, med en tjocklek av 0,1-2 pm och med likaxliga eller nål-liknande korn med storlek 50,5 pm, med användning av kända CVD-metoder, detta skikt är detsamma som eller ett annat än det innersta skiktet - ett yttre skikt av ett jämnt texturerat a-Al203-skikt med en tjocklek av 2-10 pm, företrädesvis 3-6 pm, och en ytfinhet (Ra) mindre än 0,3 pm över en uppmätt längd av 0,25 mm 10 15 20 25 30 35 enligt till svenska patentet 501 527 eller svenska patent- ansökningarna 9304283-6 eller 9400089-0, OCh - eventuellt ett yttersta skikt av 0,5-4 pm TiN- Dá ett TiCXNyOz-skikt med z>0 önskas, tillsätts C02 och/eller CO till reaktionsgasblandningen.
Exempel l A.) Hàrdmetallborrskär av typen CoroDrill880, USO807P-GM, med sammansättningen 5,5 vikt-% Co, 3,5 vikt-% TaC, 2,3 vikt-% NbC, 2,1 vikt-% TiC och 0,4 vikt-% TiN och resten WC med en medelkornstorlek av 2,5 pm framställdes enligt uppfinningen.
Kvävet tillsattes karbidpulvret i form av Tí(C,N). Sintringen utfördes vid 1450 OC i en kontrollerad atmosfär bestående av Ar, CO och en viss mängd N2 vid ett totaltryck av omkring 5 kPa.
Metallografisk undersökning visade att de framställda hàrdmetallskären hade zon fri från kubiska karbider A med en tjocklek av 10 pm. Bildanalysteknik användes för att fastställa fassammansättningen vid zon B och ytan längs linje C (Fig.l).
Mätningarna utfördes på polerade tvärsnitt av skären över en yta av omkring 40 x 40 pm med gradvis förflyttning längs linjen C. Fassammansättningen bestämdes som volymsandelar.
Analysen visade att kobolthalten i zon B var 0,7 gànger kobolthalten för bulken och halten kubisk karbid 1,3 gànger halten kubisk karbid i bulken. Även mätningarna av bulk- sammansättningen gjordes med bildanalysteknik. Co-halten var gradvis ökande och halten kubisk karbid gradvis minskande längs linje C i riktningen frán eggen till centrum av skäret.
Mättnadsmagnetiseringsvärden registrerades och använd för beräkning av CW-värden. Ett genomsnittligt CW-värde av 0,84 erhölls.
Skären belades med ett 0,5 pm likaxligt Ti(C,N)-skikt följt av ett 5 pm tjockt Ti(C,N)-skikt med kolumnära korn med användning av MTCVD-teknik (processtemperatur 850 °C). I följande processteg under samma beläggningscykel, deponerades ett 1 pm tjockt skikt med likaxliga korn av TiCxNyOz (ca. x=0,6, y=0,2 och z=0,2) följt av ett 4 pm tjockt skikt av 10 15 20 25 30 35 (012)-texturerad d-Al2O3 deponerat enligt betingelserna givna i svenska patentet 501 527. XRD-mätningar visade en textur- koefficient Tc av 1,5. Efter beläggning gjordes Skärefl släta med vàtblästring.
Exempel 2 Skär fràn Exempel l provades och jämfördes meå Skär från Sandvik kommersiella sort 3040 med avseende pá slitstyrka i en korthàlsborrningsoperation. De provade skären var mekaniskt fastspända pá periferin av borrhuvudet. I centrum användes en skärsort med seghet enligt Exempel 1 i patentansökan nr 0500234-O inlämnad samtidigt härmed. Livslängdskriterier: fasförslitning, gropförslitning eller urflisning >0,25 mm.
Material: Láglegerat stál SS254l-03, 285 HB.
Emulsion: Blasocut BC25, 7 %.
Operation: Genomgående hàl, 48 mm.
Skärhastighet: 260 m/min 0,10 mm/varv Borr: Diameter 24 mm, 3XD Skärtyp: CoroDrill 880, US0807P-GM Matning: Resultat. Borrad längd vid livslängd: Skär enligt uppfinningen >15 meter Referensskär 5 meter Exempel 3 Skär fràn Exempel l provades och jämfördes med skär fràn Sandvik kommersiella sort 3040 med avseende pà slitstyrka i en korthàlsborrningsoperation. De provade skären var mekaniskt fastspända pà periferin av borrhuvudet. I centrum användes en skärsort med seghet enligt Exempel l i patentansökan nr 0500234-O inlämnad samtidigt härmed. Livslängdskriterier: fasförslitning, gropförslitning eller urflisning >0,25 mm.
Material: Láglegerat stål SS2541-03.
Emulsion: Blasocut BC25, 7 %.
Operation: Genomgående häl, 285 HB. 48 mm. 10 15 20 25 30 35 5228 672 8 Skärhastighet: 230 m/min Mätning: 0,20 mm/varv Borr: Diameter 24 mm, 3XD Skärtyp: CoroDrill 880, USO807P-GM Resultat. Borrad längd vid livslängd: Skär enligt uppfinningen 6 meter Referensskär 8,4 meter Exempel 4 Skär frán Exempel l provades och jämfördes med skär fràn Sandvik kommersiella sort 3040 med avseende på slitstyrka i en korthàlsborrningsoperation. De provade skären var mekaniskt fastspända pà periferin av borrhuvudet. I centrum användes en skärsort med seghet enligt Exempel 1 i patentansökan nr 0500234-0 inlämnad samtidigt härmed. Livslängdskriterier: fasförslitning, gropförslitning eller urflisning >0,25 mm.
Material: Làglegerat stal SS254l-03, 330-340 HB.
Emulsion: Blasocut BC25, 7 %.
Operation: Genomgående hål, 48 mm.
Skärhastighet: 260 m/min 0,10 mm/varv Borr: Diameter 23 mm, 3XD Skärtyp: CoroDrill 880, US0807P-GM Matning: Resultat. Borrad längd vid livslängd: Skär enligt uppfinningen 15,4 meter Referensskär 7 meter Exempel 5 Skär fràn Exempel 1 provades och jämfördes med skär fràn Sandvik kommersiella sort 4025 med avseende pà slitstyrka i en korthàlsborrningsoperation. De provade skären var mekaniskt fastspända pà periferin av borrhuvudet. I centrum användes en skärsort med seghet enligt Exempel l i patentansökan nr 0500234-0 inlämnad samtidigt härmed. Livslängdskriterier: fasförslitning, gropförslitning eller urflisning >0,25 mm. 10 15 20 25 30 528 672 Material: Làglegerat stàl SS254l-03, 400 HB.
Kylmedel: Cooledge 5, 50 bar.
Operation: Genomgående hàl, 30 mm.
Skärhastighet: 300 m/min Matning: 0,10 mm/varv Borr: Diameter 24 mm, 2XD Skärtyp: CoroDrill 880, USO807P-GM Resultat. Borrad längd vid livslängd: Skär enligt uppfinningen 8,5 meter Referensskär 5,3 meter Exempel 6 Skär frán Exempel 1 provades och jämfördes med skär frán Sandvik kommersiella sort 3040 med avseende på slitstyrka i en korthàlsborrningsoperation_ De provade skären var mekaniskt fastspända pà periferin av borrhuvudet. I centrum användes en skärsort med seghet enligt Exempel 1 i patentansökan nr 0500234-O inlämnad samtidigt härmed. Livslängdskriterier: fasförslitning, gropförslitning eller urflisning >0,25 mm.
Material: Làglegerat stàl SS254l-03, 285 HB.
Emulsion: Syntilo XPS, 7 %.
Operation: Genomgående hàl, 40 mm.
Skärhastighet: 350 m/min 0,12 mm/Varv Borr: Diameter 16,5 mm, 3XD Skärtyp: CoroDrill 880, US0602P-GM Mätning: Resultat. Borrad längd vid livslängd: Skär uppfinning 7,5 meter Referenshänvisning 3,5 meter

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 528 672 KIaV
1. Ett skär speciellt användbart för korthàlsborrning i stål vid höga hastigheter och måttlig matning omfattande en hàrdmetallkropp och en beläggning där - hàrdmetallkroppen bestàr av WC med en medelkornstorlek av 1,0-4,0 um, 4-7 vikt-% Co och 7-10 vikt-% av kubiska karbider av metaller fràn grupper Iva, Va eller VIa i det periodiska systemet varvid N tillsätts i en mängd av 1,1-1,4 % av vikten av elementen fràn grupper IVa och Va - Co-bindefasen är högt legerad med W med ett CW- förhållande av 0,75-0,90 - hàrdmetallkroppen har en bindefasanrikad och kubisk karbid-fri ytzon A av en tjocklek av 5-15 pm - härdmetallkroppen har längs en linje C, tudelande eggen, i riktningen fràn egg till centrum av skäret, en bindefashalt monotont ökande tills den när bulk- sammansättningen fràn en bindefashalt i vol-% vid eggen av 0,65-0,75 gànger bindefashalten av bulken varvid djupet av bindefasutarmningen är 100-300 um k ä n n e t e c k n a t av att beläggningen omfattar - ett första, innersta, skikt av TiCXNyOZ med x+y+z=l, företrädesvis z<0,5, med en tjocklek av 0,1-2 um, och med likaxliga eller kolumnära korn med storlek - ett nästa skikt av TiCxNyOz x+y+z=l, företrädesvis med z=O och x>0,3 och y>O,3, med en tjocklek av 4-7 um med kolumnära korn och med en diameter av omkring <5 um, företrädesvis <2 um - ett nästa skikt av TiCXNyOz, x+y+z=1 med zí0,5, företrädesvis z>O,l, med en tjocklek av 0,1-2 pm och med likaxliga eller nàl-liknande korn med storlek 30,5 um, detta skikt är detsamma som eller ett annat än det innersta skiktet, och - ett yttre skikt av ett jämnt, texturerat, kornstorlek omkring l pm, d-Al2O3-skikt med en tjocklek av 3-6 um och en ytfinhet (Ra) av mindre än 0,3 um över en uppmätt längd av 0,25 mm. finkornigt,
2. Ett skär enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a t av att d-Al2O3-skiktet har en föredragen kristalltillväxtorientering i antingen (012)-, (lO4)- eller (110)-riktningen, företrädesvis i (012)-riktningen, såsom bestämd genom rönten- diffraktions(XRD)mätningar varvid TC för uppsättningen (0l2)', (104)- eller (110)-kristallplan är större än 1,3, företrädesvis större än 1,5 TC definierat som: nhkl) iznhki) -l Tcmkl) = round) (H 10mm) där I(hkl) = uppmätt intensitet av (hkl)-reflexen IO(hkl) = standardintensitet av ASTM standardpulver- diffraktionsdata n = antal reflexer använda i beräkningen, (hkl) använda reflexer är: (012), (104), (110), (113), (024), (116).
3. Ett skär enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a t av ett yttersta skikt av 0,5-4 um TiN.
4. Ett skär enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a t av att skäreggen är utjämnad genom borstning eller blästring.
5. Ett skär enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a t av att den genomsnittliga WC- kornstorleken är 2,0-3,0 pm.
6. Ett skär enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a t av att innehålla >1 % av vardera Ti, Ta och Nb.
7. Ett skär enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a t av en bindefashalt i vol-% vid eggen av 0,7 gånger bindefashalten av bulken.
8. Ett skär enligt något av föregående krav k ä n n e t e c k n a t av ett djup av bindefasutarmningen av 150-250 pm.
9. Sätt att tillverka ett skär omfattande ett hårdmetall- substrat med en bindefasanrikad ytzon och en beläggning, nämnda substrat bestående av en bindefas av Co, WC och kubiska karbider, nämnda bindefasanrikade ytzon är kubisk karbid-fri och med en konstant tjocklek av 5-15 pm omkring skäret varvid i substratet en bindefashalt längs en linje, som tudelar eggen, 10 15 20 25 30 35 ökar monotont tills den när bulksammansättningen från en bindefashalt i vol-% vid eggen av 0,65-0,75 gånger binaefashalten av bulken varvid djupet av bindefasutarmningen är 100-300 pm, omfattande formning av en pulverblandning innehållande WC med en medelkornstorlek av 1,0-4,0 um, 4-7 viktprocent Co och 7-10 viktprocent kubiska karbider av metallerna fràn grupper IVa, Va eller VIa i det periodiska systemet varvid N tillsätts antingen genom pulvret som karbonitrider eller/och tillsatta under sintringsprocessen via sintringsgasatmosfären i en mängd av mellan 1,1 och 1,4 % av vikten av elementen fràn grupper IVa och Va blandning av nämnda pulver med pressmedel och möjligen W så att det önskade CW-förhållandet av 0,75-0,90 uppnås malning och spruttorkning av blandningen till ett pulver- material med de önskade egenskaperna pressning och sintring av pulvermaterialet vid en temperatur av 1300-1500°C, i en kontrollerad atmosfär av omkring 5 kPa följt av svalning applicering av konventionella eftersintringbehandlingar omfattande eggavrundning k ä n n e t e c k n a t av applicering av en härd, slitstark beläggning omfattande - ett första, innersta, skikt av TiCxNyOZ med x+y+z=l, företrädesvis z<0,5, med en tjocklek av 0,1-2 pm, och med likaxliga eller kolumnära korn med storlek användning av CVD-metoder - ett nästa skikt av TiCxNyOz x+y+z=1, företrädesvis med z=0 och x>0,3 och y>0,3, med en tjocklek av 4-7 pm, med kolumnära korn och med en diameter av <5 pm, företrädesvis <2 um, deponerat antingen med MTCVD-teknik med användning av acetonitril som kol- och kvävekälla för bildande av skiktet i temperaturintervallet 700-900 OC eller med högtemperatur-CVD- teknik 1000-1100 OC, med processbetingelserna valda till att växa skikt med kolumnära korn, det vill säga vanligen högt processtryck, 0,3-1 bar - ett nästa skikt av TiCXNy0z, x+y+z=1 med zí0,5, företrädesvis z>0,1, med en tjocklek av 0,1-2 um och med likaxliga eller nàl-liknande korn med storlek 50,5 um, med 01 RJ S3 GN \¿ ßà lå användning av CVD-metoder detta skikt är detsamma som eller ett annat än det innersta skiktet - ett yttre skikt av ett jämnt, texturerat, finkornigt, kornstorlek omkring 1 pm, Q-Al2O3-skikt med en tjocklek av 3-6 um, och en ytfinhet (Ra) av mindre än 0,3 pm över en uppmätt längd av 0,25 mm.
10. Sätt enligt krav 9 k ä n n e t e c k n a t av att innehålla >l % av vardera Ti, Ta och Nb.
SE0500235A 2005-01-31 2005-01-31 Hårdmetallskär för slitstyrkekrävande korthålsborrning samt sätt att framställa detsamma SE528672C2 (sv)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0500235A SE528672C2 (sv) 2005-01-31 2005-01-31 Hårdmetallskär för slitstyrkekrävande korthålsborrning samt sätt att framställa detsamma
KR1020077005940A KR20070100223A (ko) 2005-01-31 2006-01-26 내마모성이 요구되는 단공 드릴링 작업용 초경합금 인서트
CNA2006800007860A CN101018890A (zh) 2005-01-31 2006-01-26 用于耐磨性要求的浅孔钻削操作的硬质合金刀片
JP2007542988A JP2008521628A (ja) 2005-01-31 2006-01-26 耐摩耗性を要する短穴ドリル加工用の超硬合金インサート
BRPI0605875-2A BRPI0605875A (pt) 2005-01-31 2006-01-26 pastilha de metal duro para operações de perfuração de furo demandando resistência ao desgaste
EP06701340A EP1846591A4 (en) 2005-01-31 2006-01-26 CEMENTED CARBIDE PIECE FOR SHORT HOLES DRILLING OPERATIONS REQUIRING WEAR RESISTANCE
PCT/SE2006/000118 WO2006080889A1 (en) 2005-01-31 2006-01-26 Cemented carbide insert for wear resistance demanding short hole drilling operations
US11/343,201 US20060188748A1 (en) 2005-01-31 2006-01-31 Cemented carbide insert for wear resistance demanding short hole drilling operations
IL180686A IL180686A0 (en) 2005-01-31 2007-01-14 Coated cemented carbide cutting tool inserts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0500235A SE528672C2 (sv) 2005-01-31 2005-01-31 Hårdmetallskär för slitstyrkekrävande korthålsborrning samt sätt att framställa detsamma

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0500235L SE0500235L (sv) 2006-08-01
SE528672C2 true SE528672C2 (sv) 2007-01-16

Family

ID=36740808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0500235A SE528672C2 (sv) 2005-01-31 2005-01-31 Hårdmetallskär för slitstyrkekrävande korthålsborrning samt sätt att framställa detsamma

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20060188748A1 (sv)
EP (1) EP1846591A4 (sv)
JP (1) JP2008521628A (sv)
KR (1) KR20070100223A (sv)
CN (1) CN101018890A (sv)
BR (1) BRPI0605875A (sv)
IL (1) IL180686A0 (sv)
SE (1) SE528672C2 (sv)
WO (1) WO2006080889A1 (sv)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100587965B1 (ko) * 2005-12-23 2006-06-08 한국야금 주식회사 절삭공구/내마모성 공구용 표면 피복 부재용 박막
SE0602812L (sv) * 2006-12-27 2008-06-28 Sandvik Intellectual Property CVD-belagt hårdmetallskär för seghetskrävande korthålsborrningsoperationer
SE531670C2 (sv) * 2007-02-01 2009-06-30 Seco Tools Ab Texturerat alfa-aluminiumoxidbelagt skär för metallbearbetning
SE531929C2 (sv) * 2007-07-13 2009-09-08 Seco Tools Ab Belagt hårdmetallskär för svarvning av stål eller rostfritt stål
SE531938C2 (sv) * 2007-02-01 2009-09-15 Seco Tools Ab Belagt skärverktyg för fin till medelgrov svarvning av rostfria stål
SE531930C2 (sv) * 2007-02-01 2009-09-08 Seco Tools Ab Belagt skärverktyg för medelgrov till grov svarvn ing av rostfria stål och varmhållfasta legeringar
JP2010524710A (ja) * 2007-04-27 2010-07-22 デグテック エルティーディー コーティングされた超硬合金切削工具とその製造のための前処理及びコーティング方法
JP5517100B2 (ja) * 2010-01-19 2014-06-11 三菱マテリアル株式会社 表面被覆ｗｃ基超硬合金製インサート

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE9101953D0 (sv) * 1991-06-25 1991-06-25 Sandvik Ab A1203 coated sintered body
SE501527C2 (sv) * 1992-12-18 1995-03-06 Sandvik Ab Sätt och alster vid beläggning av ett skärande verktyg med ett aluminiumoxidskikt
SE502174C2 (sv) * 1993-12-23 1995-09-04 Sandvik Ab Sätt och alster vid beläggning av ett skärande verktyg med ett aluminiumoxidskikt
SE502223C2 (sv) * 1994-01-14 1995-09-18 Sandvik Ab Sätt och alster vid beläggning av ett skärande verktyg med ett aluminiumoxidskikt
SE509201C2 (sv) * 1994-07-20 1998-12-14 Sandvik Ab Aluminiumoxidbelagt verktyg
SE504968C2 (sv) * 1994-11-15 1997-06-02 Sandvik Ab Metod att belägga ett skärverktyg med ett skikt av alfa-Al2O3
SE514177C2 (sv) * 1995-07-14 2001-01-15 Sandvik Ab Belagt hårdmetallskär för intermittent bearbetning i låglegerat stål
US5786069A (en) * 1995-09-01 1998-07-28 Sandvik Ab Coated turning insert
SE516017C2 (sv) * 1999-02-05 2001-11-12 Sandvik Ab Hårdmetallskär belagt med slitstark beläggning
EP1306150B1 (en) * 2000-07-12 2012-03-21 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Coated cutting tool
SE519339C2 (sv) * 2000-11-22 2003-02-18 Sandvik Ab Skärverktyg belagt med aluminiumoxid och sätt att tillverka detsamma
JP2003025114A (ja) * 2001-07-16 2003-01-29 Toshiba Tungaloy Co Ltd 酸化アルミニウム被覆工具
SE526604C2 (sv) * 2002-03-22 2005-10-18 Seco Tools Ab Belagt skärverktyg för svarvning i stål
SE526674C2 (sv) * 2003-03-24 2005-10-25 Seco Tools Ab Belagt hårdmetallskär
SE526526C3 (sv) * 2003-04-01 2005-10-26 Sandvik Intellectual Property Sätt att belägga skär med A1203 samt ett med A1203 belagt skärverktyg
SE528671C2 (sv) * 2005-01-31 2007-01-16 Sandvik Intellectual Property Hårdmetallskär för seghetskrävande korthålsborrning samt förfarande för att framställa detsamma

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008521628A (ja) 2008-06-26
EP1846591A1 (en) 2007-10-24
EP1846591A4 (en) 2010-06-16
US20060188748A1 (en) 2006-08-24
KR20070100223A (ko) 2007-10-10
WO2006080889A1 (en) 2006-08-03
SE0500235L (sv) 2006-08-01
CN101018890A (zh) 2007-08-15
BRPI0605875A (pt) 2007-12-18
IL180686A0 (en) 2007-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6200671B1 (en) Coated turning insert and method of making it
JP5866650B2 (ja) 表面被覆切削工具
US6221479B1 (en) Cemented carbide insert for turning, milling and drilling
SE529200C2 (sv) Belagt skär, metod för dess framställning samt användning
SE531929C2 (sv) Belagt hårdmetallskär för svarvning av stål eller rostfritt stål
JP2012512753A (ja) 改良された粗旋削用コーティング切削インサート
SE516017C2 (sv) Hårdmetallskär belagt med slitstark beläggning
KR102126105B1 (ko) 표면 피복 절삭 공구 및 그 제조 방법
SE509560C2 (sv) Belagt hårdmetallskär för bearbetning av gjutjärn
JP6973026B2 (ja) 被覆切削工具
SE514177C2 (sv) Belagt hårdmetallskär för intermittent bearbetning i låglegerat stål
JP2018183862A (ja) 被覆切削工具
CN102858483A (zh) 表面被覆切削工具及其制造方法
SE526602C2 (sv) Belagt skär för grovsvarvning
IL168768A (en) Coated cemented carbide cutting tool insert
SE531670C2 (sv) Texturerat alfa-aluminiumoxidbelagt skär för metallbearbetning
IL180060A (en) Coated cemented carbide cutting tool milling insert
CN101219591A (zh) 用于对韧性有高要求的短孔钻削操作的cvd涂层硬质合金刀片
SE531930C2 (sv) Belagt skärverktyg för medelgrov till grov svarvn ing av rostfria stål och varmhållfasta legeringar
SE528109C2 (sv) Fasningsskär, speciellt för fasfräsning av stålplåt för oljerör, samt sätt att tillverka detsamma
SE526599C2 (sv) CVD-belagt hårdmetallskär
SE532043C2 (sv) CVD-belagt skär för fräsning samt tillverkningsmetod
SE528672C2 (sv) Hårdmetallskär för slitstyrkekrävande korthålsborrning samt sätt att framställa detsamma
SE531938C2 (sv) Belagt skärverktyg för fin till medelgrov svarvning av rostfria stål
CA2765645A1 (en) Coated substrates and methods of making same

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed