SE534191C2 - Sätt att tillverka hårdmetallprodukter - Google Patents

Description

20 25 30 35 45 534 131 2 pf-pv ø=-- ps“pv där p, är densiteten av den sintrade hårdmetallen, pv är medeldensiteten av de organiska beståndsde- larna och p f är densiteten för masssan, mätt med heliumpyknometer.

I fallet med en låg fyllnadsgrad hos massan, 4), kan problem med sprickor, porer, blåsor och distorde- rade detaljer uppstå. I fallet med en hög fyllnadsgrad, d), kan problem med formfyllning, utbredd form- fórslitrxing, sammanflytningslinjer, som kan öppnas under sintring och bilda sprickor och ytskador beroende på en alltför hög viskositet såväl som formsläppningsproblem uppstå.

Det har nu överraskande visat sig att genom att ersätta en liten mängd av den organiska beståndsdelen i massan med petroleumgelé (CAS 8009-03-8), kan en hög fyllnadsgrad tillåtas utan att uppleva de nämnda problemen.

Metoden enligt föreliggande uppfinning omfattar följande steg: 1) Våtmalning av råmaterialet i vatten eller sprit eller en kombination därav, företrädesvis 80 vikt-% etanol och 20 vikt-% vatten, tillsammans med 0.1-1.2 vikt-%, företrädesvis 025-055 vikt-% karboxyl- syra, företrädesvis stearinsyra, som en granulerande agent fór den efterföljande torkningen. Mer karboxylsyra behövs vid mindre kornstorlek hos de hårda beståndsdelarna 2) Torkning av slurryn bildad under det ovannämnda våtrnalningssteget. 3) Blandning av det torkade pulvret genom knådning med ett bindemedelssystem, bestående av 30-60 vikt-% olefiniska polymerer, 40-70 vikt-% vax och 2.5-10 vikt-% petroleurngelé till en fyllnadsgrad av w 0544156. Blandning utförs i en satsblandare eller dubbelskruvextruder, värmd till 50-200 °C för att bilda pellets med en storlek av ungefär 4x4 mm. 4) Formsprutning av massan i en konventionell formsprutningsmaskin. Altemativt utstöts massan i en enkelskruv-, dubbelskruv- eller kolvextruder. Materialet värms till 100-240°C, företrädesvis 140- l60°C, och trycks sedan i fallet formsprutning, in i en kavitet med den önskade formen. Vid strängspruming, trycks materialet genom en dyna med det önskade tvärsnittet. Den erhållna delen vid formsprutning kyls och avlägsnas sedan från kaviteten. Extrudaten kapas i stycken av önskad längd. 5) Avdrivning den erhållna delen. Avdrivningen utförs i två steg. 5a) Genom extraktion av vax och petroleumgelé i ett apolärt lösningsmedel, vid 31-70°C, företrädesvis vid 31 - 55°C. Det är inom fackmannens kompetensområde att fastställa genom experiment nödvän- diga betingelsema för att undvika bildning av sprickor och andra skador enligt denna specifikation. 5b) Genom uppvärmning i en ugn, företrädesvis i en strömmande gasformig atmosfär vid 2 mbar till atmosfärsnyck upp till 450°C. Det är inom fackmannens kompetensområde att fastställa genom expe- riment nödvändiga betingelserna fór att undvika bildning av sprickor och andra skador enligt denna specifikation. 10 15 20 030 35 40 45 534 'l9'l 3 6) Försintring av detaljen i avdrivningsugnen i vakuum vid 900-l250°C, företrädesvis vid omkring 1200°C. 7) Sintring av detaljema med användning av konventionell sintring teknik.

Uppfmningen kan användas för alla sammansättningar av hårdmetall och alla WC kornstorlekar nor- malt använda såväl som för titankarbonitridbaserat material.

I en utföringsform skall WC- eller Ti(C,N)-komstorleken vara 0.2-1.5 um med konventionella komtill- växthänimare.

I en annan utfóringsform skall WC eller Ti(C,N) komstorleken vara 1.5-4 um.

Uppfmningen avser även ett bíndemedelssystem för formsprutning eller strängsprutning av hårdmetall- eller cermetdelar, omfattande 30-60 vikt-% olefiniska polymerer, 40-70 vikt-% vax och 2.5-10 vikt-% petroleumgelé (CAS 8009-03-8).

Exempel 1 Ett WC-13 vikt-% Co submikront hårdmetallpulver tillverkades med våtmalning av 390 g Co-pulver (OMG extra fint), 19.33 g CrgCg (H C Starck), 25805 g WC (H C Starck DS80), 10.22 g W-metallpul- ver, 8 g Fisher-Tropsch vax (Sasol H1) och 11 g stearinsyra i 0.8 1 malvåtska bestående av etanol och vatten (80:20 vikts) i 40 tim. Stearinsyran tillsättes i det här stadiet av processen för att fungera som ett granulformande agent vid spraytorkning av slurryn. Den resulterande slurryn spraytorkades till ett gra- nulerat pulver.

Exempel 2 (Jämförande) Pulvret tillverkat i Exempel 1 blandades genom knådning av 2500 g pulver från Exempel 1 med 50.97 g polypropylen-polyetylenkopolymer (RD360 MO, Borealis) och 50.97 g paraffmvax (Sasol Vax) i en Z-bladknådare (Werner & Pfleiderer LUK 1,0). Detta resulterade i en massa med en densitet av 8.23 g/ml, motsvarande ett 4) av 0.553.

Exempel 3 (Uppfinning) Pulvret tillverkat i Exempel 1 blandades genom knådning av 2500 g pulver från Exempel l med 50.97 g polypropylen-polyetylenkopolymer (RD360 MO, Borealis) och 45.87 g paraffmvax (Sasol Vax) och 5.06 g petroleumgelé (Merkur VARA AB) i en Z-bladknådare (Werner & Pfleiderer LUK 1,0). Detta resulterade i en massa med en densitet av 8.23 g/ml, motsvarande ett o av 0.553.

Exempel 4 (Jämförande) Massan tillverkat i exempel 2 matades in i en formsprutningsmaskin (B attenfeld HM 60/ 130/22). Ma- skinen användes för formsprutning av en Seco Tools Minimaster 10 mm pinnfräsgrönkropp. Injek- tionstrycket var 62 MPa vid en injektionshastighet av 37 ml/s. Grönkropparna hade en torr yta och sammanflytningslinjer synliga för blotta ögat.

Exempel 5 (Uppfinning) Massan tillverkat i exempel 3 matades in i en formsprutningsmaskin (B attenfeld HM 60/ 130/22). Ma- skinen användes fór formsprutning av en Seco Tools Minimaster 10 mm pinnfräsgrönkropp. Injek- tionstrycket var 58 MPa vid en injektíonshastighet av 37 ml/s. Grönkropparna hade en skinande yta och inga sarnmanflytningslinjer synliga för blotta ögat. 534 191 Exempel 6 (Jämförande) Delarna från exempel 4 avdrevs genom extraktion och sintrades i en Sinter-HlP-ugn (PVA COD733R) vid 1420 °C med en total tid av 60 min. Efter 30 min vid högsta hålltemperaturen, höjdes ugnstrycket till 3 MPa Ar.

Efter sintringen, kapades delarna fór inspektion. Delarna från exempel 4 var fria från kolporer, eta~fas och porer, d v s. A00 B00 C00 enligt ISO 4505. Några få av delarna visade sprickor, förmodligen utvecklade fiån sarnmanflytningslinjer.

Exempel 7 (Ilppfinning) Delarna från exempel 5 avdrevs genom extrakfion och sintrades i en Sinter-HIP-ugri (PVA COD733R) vid 1420 °C med en total tid av 60 min. Efter 30 min vid maximal hålltemperatur, höjdes ugnstrycket till 3 MPa Ar.

Efter sintringenkapades delarna för inspektion. Delarna från exempel 5 var fria från kolporer, sprickor, eta-fas och porer, d v s A00 B00 C00 enligt ISO 4505 .

Claims (2)

534 151 Krav

1. l. Metod för formsprutning eller strängsprutning av hårdmetall- eller cermetdetaljer med en fyllnads- grad av q)= 0.54-0.56, med användning av ett bindemedelssystem, omfattande 30-60 vikt-% olefiniska polymerer, 40-70 vikt-% vax, k ä n n e t e c k n a d av att bindemedelssystemet dessutom innehåller 2.5-10 vikt-% petroleumgelé (CAS 8009-03-8).

2. Bindemedelssystem för formsprutning eller strängspruming av hårdmetall~ eller cermetdelar, omfat- tande 30-60 vikt~% olefiniska polymerer, 40-70 vikt-% vax, k ä n n e t e c k n at av att det dessutom innehåller 2.5-10 víkt-% petroleumgelé (CAS 8009-03-8).