DE2141100A1 - Use of cutting tools to process steel that forms deposits - Google Patents

Description

VERWENDUNG VON ZERSPANNNGSWERKZEUGEN ZUR BEARBEITUNG VON BELAG BILDENDEN STÄHLENUSE OF CUTTING TOOLS FOR MACHINING STEEL FORMING COVERING

Es ist bekannt Zerspanungswerkzeuge, die mit einer Auflage aus Hartstofflegierungen mit hoher Warmverschleißfestigkeit ausgestattet sind zu verwenden zur Bearbeitung von Belag bildenden Stählen. Es sind dies Stähle, die an den Werkzeugschneiden nichtmetallische Ablagerungen abscheiden, wodurch deren Verschleiß erheblich herabgesetzt wird. Es wurde nachgewiesen, daß diese Ablagerungen auf den Werkzeugschneiden von nichtmetallischen Einschlüssen in den Stählen herrühren, die bei der Desoxidation des Stahles gebildet werden. Durch geeignete Erschmelzungs- und Desoxidationsverfahren gelang es so, in reproduzierbarer Weise Stähle herzustellen, deren Bearbeitung innerhalb weiter Schnittge·* schwindigkeitsbexeiche mit wesentlich geringerem Werkzeugverschleiß möglich ist als bei gleichartigen Stählen ohne Belag bildende Einsätze. Bei der Herstellung dieser Belag bildenden Stähle haben sich als Desoxydationsmittel Legierungen bewährt, die k5 - 90 % Silizium, 0,5 - k0 % Kalzium, 0,5 - 8 °/o Mangan, bis *f /o Aluminium und im Rest, neben Verunreinigungen, Eisen enthalten. Bei Verwendung dieser Legierungen zur Desoxydation der Stahlschmelzen entstehen im Stahl glasartige Einschlüsse, die einen It is known to use cutting tools, which are equipped with a support made of hard material alloys with high hot wear resistance, for the machining of coating-forming steels. These are steels that deposit non-metallic deposits on the tool cutting edge, which significantly reduces wear and tear. It has been shown that these deposits on the tool cutting edges result from non-metallic inclusions in the steels which are formed when the steel is deoxidized. By means of suitable melting and deoxidation processes, it was possible to produce steels in a reproducible manner, the machining of which is possible within a wide range of cutting speeds with significantly less tool wear than with similar steels without coating-forming inserts. In the preparation of this coating-forming steels have proven to be a deoxidant alloys k5 - 90% silicon, 0.5 - k0% calcium, 0.5 - 8 ° / o manganese, up * f / o aluminum, and the rest, in addition to Contaminants containing iron. When using these alloys to deoxidize the steel melts, glass-like inclusions arise in the steel

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sehr breiten Erweichungsbereich aufweisen. Bei den bei der spanabhebenden Bearbeitung auftretenden erhöhten Temperaturen erweichen diese Einschlüsse; sie kommen zum Fließen und bleiben schließ,, lieh an den Werkzeugschneiden kleben.have a very broad softening range. In the case of the machining Machining elevated temperatures soften these inclusions; they come to flow and finally stay lent to stick to the cutting edge of the tool.

Zur Zerspannung von Belag bildenden Stählen sind bekanntermaßenFor the machining of coating-forming steels are known

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Werkzeuge verwendet^ die mit 0,01 - 1 mm dicken Auflagen aus Hartstofflegierungen mit hoher Warmverschleißfestigkeit ausgestattet sindo Darunter werden Hartmetallegierungen !"-erstanden, die mindestens 15 % Karbide und/oder Boride der Metalle Titan, Zirkonium, Vanadium und Niob enthalten oder keramische Schneidstoffe mit mindestens 50 % Aluminiumoxyd· Warden *
Tools used ^ which are equipped with 0.01 - 1 mm thick layers made of hard material alloys with high hot wear resistance o These include hard metal alloys! "- which contain at least 15 % carbides and / or borides of the metals titanium, zirconium, vanadium and niobium or ceramic cutting materials with at least 50 % aluminum oxide

Die Erfindung besteht nun darin, daß bei einer Verwendung von Zerspanungswerkzeugen im Sinne des Vorbekannten die Werkzeuge mit ö_f001 - 0,01 ram dicken Auflagen ausgestattet sind, die mindestens 75 % Karbide, Nitride, Karbonitride und/oder Boride der Metalle Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob und/oder Tantal enthaltene Überraschenderweise hat sich nämlich gezeigt, daß bereits mit einer Auflage, die dünner als 0,01 mrn ist, eine entscheidende Erhöhung der Standzeit der Werkzeuge erreicht wird, wenn diese Auflage erfindungsgemäß einen hohen Anteil an verschleißfesten Hartstoffen enthalte Die Erfindung ermöglicht es, die Aufbrin_gungszeiten und den haterialaufwand für die Herstellung der Auflagen erheblich zu reduzieren«, Außerdem ist die Gefahr des Abblätterns und Abplatzens dieser dünnen Schichten von Ihrer Unterlage wesentlich geringer als bei dickeren Schichten. The invention consists in the fact that when using cutting tools in the sense of the previously known, the tools are equipped with layers ö _f 001-0.01 ram thick, which contain at least 75 % carbides, nitrides, carbonitrides and / or borides of the metals titanium, zirconium , Hafnium, vanadium, niobium and / or tantalum surprisingly it has been shown that even with a layer thinner than 0.01 mm, a decisive increase in the service life of the tools is achieved if this layer according to the invention has a high proportion of The invention makes it possible to considerably reduce the application times and the cost of manufacturing the pads. ”In addition, the risk of these thin layers peeling off and flaking off your base is significantly lower than with thicker layers.

Ein einfacher Weg, die gemäß ciei" Erfindung vor-v^ehenen dünnen Beläge herzustellen, besteht darin, daß die entsprechenden Lavbin :■,A simple way to thin the before-v ^ ehenen according to the invention Producing coverings consists in the fact that the appropriate Lavbin: ■,

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BAD ORIGiNALORIGINAL BATHROOM

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Nitride und/oder Boride aus der Gasphase abgeschieden werden« Auf diese Weise irt es möglich, Auflageschichten mit der gewünschten Zusammensetzung und Stärke zu erzielen.Nitrides and / or borides are deposited from the gas phase «on this In this way it is possible to produce overlay layers with the desired composition and achieve strength.

An Hand einiger Ausführungsbeispiele wird die Erfindung erläutert: The invention is explained using a few exemplary embodiments:

1c Wendeschneidplatten der Zerspaiaungsanwendungsgruppe P 20 (etwa 1*l· % TiG + TaC, 10 % Co, Rest WC) werden in einem Graphittiegel, der eine Gas-Zu- und -Ableitung besitzt in unterkohltem TiC (etwa 16 % C) mit etwa 1 mm Korngröße eingepackt und in einem entsprechenden Ofen unter Argon auf etwa 1100 C erhitzt. Nach Erreichen dieser Temperatur wird dem Argon etweg Tetrachlorkohlenstoff zugemischt, nach etwa 1 Stunde wird der Tiegel unter leichter Argonströmung wieder abgekühlt. Die so behandelten SM)-Platten besitzen eine etwa 5 my dicke gleichmäßige feinkörnige TiC-Schicht.1c indexable inserts of the machining application group P 20 (approx. 1 * l % TiG + TaC, 10 % Co, remainder WC) are placed in a graphite crucible with gas supply and discharge in undercarburized TiC (approx. 16 % C) with approx 1 mm grain size packed and heated to about 1100 C in a suitable furnace under argon. After this temperature has been reached, some carbon tetrachloride is added to the argon, after about 1 hour the crucible is cooled again under a gentle stream of argon. The SM) plates treated in this way have an approximately 5 .mu.m thick, even, fine-grained TiC layer.

Beim Drehen eines Belag bildenden Stahles erreicht man mit der beschichteten Platte etwa die 8-fache Standzeit gegenüber einer unbeschichteten Platte_e When turning a steel that forms a coating, the coated plate achieves about eight times the service life of an uncoated plate _e

2c Zur Bearbeitung von Belag bildenden Stählen haben sich auch mit TiN beschichtete Hartmetallplatten gut bewährt. Diese Schichten können durch Glühen in einer Atmosphäre bestehend aus TiCl. , H und N„ oder NH-, hergestellt werdeni2c For the machining of steel forming deposits, Hard metal plates coated with TiN have proven their worth. These layers can be composed by glowing in an atmosphere from TiCl. , H and N "or NH-, are produced i

Wendeschneidplatten der Zerspänungsahwendungsgruppe P 30 (etwa 5 % TiC, 3 % Ta-NbC, 10 % Co, Rest WC) werden in einem beheizbaren A1_?O oder SiO -Rohr, das mit Gas-Zu- und AbleitungIndexable inserts of the machining application group P 30 (approx. 5 % TiC, 3 % Ta-NbC, 10 % Co, remainder WC) are in a heatable A1 _? O or SiO pipe with gas inlet and outlet

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versehen ist, auf eine» Rost gestellt und unter H auf etwa 1100 aufgeheizte Nach Erreichen der Temperatur wird dem H TiCIi, und ein Überschuß an Stickstoff zugemischt und nach einer halben Stunde unter einem schwächeren H -«Strom abgekühlt.is provided, placed on a »grate and under H to about 1100 heated After reaching the temperature, TiCli and an excess of nitrogen are added to the H and after half an hour under a weaker H- «current.

Auf den Hartmetallplatten hat sich eine etwa 8 my dicke, besonders glatte Schicht aus TiN gebildet. Beim Drehen eines Belag bildenden Stahles erreicht man mit der beschichteten Platte etwa die 10-fache Standzeit der nicht beschichteten Platte.On the hard metal plates, there was an approximately 8 my thick, especially smooth layer formed from TiN. When turning a steel that forms a coating, one achieves with the coated plate about 10 times the service life of the uncoated plate.

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Claims (1)

PatentanspruchClaim Verwendung von Zerspanungswerkzeugen, die auf den auf Verschleiß beanspruchten Oberflächenzonen mit Auflagen aus Hartstofflegierungen mit hoher WarmverschMßfestigkeit ausgestattet sind zur Bearbeitung von Belag bildenden Stählen, dadurch gekennzeichnet, daß die 0,001 - 0,01 mm dicken Auflagen mindestens 75 % Karbide; Nitride, Karboanitride und/oder Boride der Metalle Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob und/oder Tantal enthalten.Use of cutting tools, which are equipped with layers of hard material alloys with high hot wear resistance on the surface zones subject to wear, for the machining of steel forming layers, characterized in that the layers 0.001-0.01 mm thick are at least 75% carbides; Contain nitrides, carbon nitrides and / or borides of the metals titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium and / or tantalum. 209817/0745209817/0745