DK144415B - Fremgangsmaade til fremstilling af et materiale indeholdende kubisk bornitrid - Google Patents

Description

144415

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af et materiale indeholdende kubisk bornitrid, hvorved hexagonalt bornitrid under tilstedeværelse af en katalysator i form af en aluminiumlegering og under tryk og temperaturer, hvorved kubisk bornitrid 5 er stabilt, omdannes til kubisk bornitrid.

En fremgangsmåde til at omdanne hexagonalt bornitrid (hexagonalt BN) til kubisk bornitrid (CBN) under anvendelse af mindst én katalysator, der er udvalgt blandt den gruppe, der består af alkalimetaller, jordalkalimetaller, bly, antimon, tin og nitrider af 10 disse metaller, er omtalt i beskrivelsen til U.S.A. patent nr. 2.947.617.

Anvendelsen af Fe^AI og visse sølv-cadmiumlegeringer som katalysatorer ved omdannelsen af hexagonalt BN til CBN er omtalt i "Synthesis of Cubic Boron Nitride" af Saito m.fl. (Yogyo-Kyokai Shi, 15 bind 78, nr. 893).

Ifølge den foreliggende opfindelse tilvejebringes en fremgangsmåde af den i indledningen angivne art, og denne fremgangsmåde er ejendommelig ved, at der som katalysator anvendes mindst én legering af aluminium og cobalt, nikkel eller mangan, og at det 20 hexagonale bornitrid under omdannelsen er i kontakt med en masse af sintret carbid eller sintringsdygtigt carbidpulver.

Opfindelsen bygger pi den erkendelse, at der ved anvendelse af en katalysator bestående af mindst én legering af aluminium og cobalt, nikkel eller mangan og under tryk og temperaturer, hvorved 25 kubisk bornitrid er stabilt, kan opnås såvel en omdannelse af hexagonalt bornitrid til kubisk bornitrid som en in situ dannelse af et kompositmateriale af kubisk bornitrid og sintret carbid med et meget fast bånd CBN-carbid, hvorved der bl.a. muliggøres dannelse in situ af en værktøjsindsats, bestående af et tyndt CBN-lag, integralt 30 bundet med et solidt carbidunderlag.

Opfindelsen vil i det følgende blive beskrevet nærmere i forbindelse med tegningen, hvor: fig. 1 viser et eksempel på et højtryks-, højtemperaturapparat, der er egnet til brug ved den praktiske 35 gennemførelse af den foreliggende opfindelse, fig. 2 viser i snit en fyldningssammensætningsudformning til brug i apparatet på figur 1 til fremstilling af en væ r ktø j s i n d sats, U4415 2 fig. 3 er et tredimensionalt billede, der viser en sammensat CBN/cementeret carbidmaskinværktøjsindsats, fig. 4 er . et snitbillede gennem indsatsen på figur 3 enten langs linien X-X eller langs linien Y-Y, 5 fig. 5 og 6 er begge tredimensionale billeder af sammensatte CBN/sintret carbidmaskinværktøjsindsatse, der er fremstillet ifølge den foreliggende opfindelse, og fig. 7 er et snitbillede, der viser en kombineret foring/ fyldningssammensætning til brug ved fremstilling af 10 de opbygninger, der er vist pi figur 3, 5 og 6.

En foretrukket form for et højtryks-, højtemperaturapparat, hvori den foreliggende opfindelse kan gennemføres i praksis, er omtalt i beskrivelsen til U.S.A. patent nr. 2.941.248 og er i hovedtræk vist på figur 1.

15 Apparatet 10 omfatter et par cementerede wolframcarbidstempler 11 og 11' og en mellemliggende rem eller matricedel 12 af samme materiale. Matricedelen 12 omfatter en åbning 13, hvori der er anbragt en reaktionsbeholder 14. Mellem stemplet 11 og matricen 12 og mellem stemplet 11' og matricen 12 er der anbragt pakning/isoler-20 sammensætninger 15, 15', der hver omfatter et par varmeisolerende og elektrisk ikke-ledende pyrophyllitdele 16 og 17 og en mellemliggende metalpakning 18.

En foretrukket form for reaktionsbeholder 14 omfatter en hul saltcylinder 19. Cylinderen 19 kan være af andet materiale, såsom 25 talk, der a) ikke omdannes under højtryks-højtemperaturdrift til en kraftigere, stivere tilstand (såsom ved faseomdannelse og/eller komprimering), og som b) stort set er fri for rumfangsdiskontinuiteter, der forekommer ved anvendelse af høje temperaturer og tryk, der f.eks. forekommer i forbindelse med pyrophyllit og porøs 30 aluminiumoxid. Materialer, der opfylder de kriterier, der er anført i beskrivelsen til U.S.A. patent nr. 3.030.662 (kolonne 1, linie 59 til kolonne 2, linie 2), er egnede til fremstilling af cylinderen 19.

Et grafitelektrisk modstandsopvarmningsrør 20 er anbragt koncentrisk inden i og grænsende op til cylinderen 19. I grafitopvarm-35 ningsrøret 20 er der igen koncentrisk anbragt en cylindrisk salt-foring 21. Enderne på foringen 21 er forsynet med saltpropper 22, 22', der er anbragt henholdsvis foroven og forneden. Som det vil blive omtalt nærmere i det følgende kan foringen have en cylindrisk hul kerne til optagelse af en stor fyldningssammensætning indehol 3 U4415 dende undersammensætninger, eller foringen kan bestå af en række formsammensætninger, der er anbragt i en stabel til fremstilling af flere sammensatte værktøjsindsatser, f.eks. som vist på fig. 3, 5 og 6.

5 Elektrisk ledende metalendeskiver 23 og 23' anvendes ved hver ende af cylinderen 19 til at tilvejebringe elektrisk forbindelse med grafitopvarmningsrøret 20. Tilgrænsende hver skive 23, 23' er der en endedækselsammensætning 24 og 24‘, der hver omfatter en pyrophyllitprop eller skive 25, der er omgivet af en elektrisk 10 ledende ring 26.

Driftsformer under samtidig anvendelse af både høje tryk og høje temperaturer i det foreliggende apparat er velkendte for fagmanden indenfor dette fagområde. Ovennævnte omtale vedrører alene et højtryks-højtemperaturapparat. Forskellige andre apparater, 15 der er i stand til at tilvejebringe de nødvendige tryk og temperaturer, kan anvendes i forbindelse med den foreliggende opfindelse.

EKSEMPEL I

En Mo-cylinder (0,05 mm tyk x 6,4 mm i diameter) blev fyldt 20 med en blanding af pulvere (0,050 g hexagonalt BN, 0,003 g Al og 0,014 g WC) og en Co-skive (0,034 g), og den blev derefter dækket med en Mo-skive (0,05 mm tyk). Sammensætningen blev derefter samtidig udsat for et tryk på 54 kb og en temperatur på 1550°C i 70 minutter. Alt det hexagonale BN var omdannet til CBN, der udgør 25 en hård, stærk masse af sammenvoksede søjleformede krystaller.

EKSEMPEL II

En Zr-cylinder (0,05 mm tyk x 6,4 mm i diameter), der foroven er lukket med en Mo-lågskive (0,05 mm tyk) blev anvendt som 30 indeslutningsorganet. To særskilte lag af hexagonalt BN adskilt ved hjælp af et lag (1,3 mm tykt) af kvalitet "883 Carboloy" (93% WC, 6%

Co) sintret carbid blev anbragt i indeslutningen. En Al-ring (0,13 mm tyk, indvendig diameter 4,8 mm, udvendig diameter 6,2 mm) blev anbragt i kontakt med det øverste lag af hexagonalt BN og i kontakt 35 med den tilstødende overflade på carbidlaget. Nogle få små klumper af Al (samlet vægt 0,004 g med en sådan størrelse, at materialet kan passere et net med 23 masker pr. cm) blev anbragt i kontakt med det nederste hexagonale BN og i kontakt med den tilstødende overflade på carbidlaget. Sammensætningen blev samtidig underkastet et tryk på 54 kb og en temperatur på 1500°C i 60 minutter. Det blev 4 \UUk15 konstateret, at der fremkom en stor midterplet af CBN på den øverste overflade på carbidlaget inden i Al-ringen. Denne masse blev poleret og undersøgt; CBN-krystallerne var sammenvoksede, og deres krystal karakter var dendritisk. Slidprøvespor havde en dybde 5 på 0,009 mm. Klumper af polykrystallinsk CBN fremkom også på den underste overflade på det sintrede carbidlag ved de steder, hvor Al-klumperne var anbragt.

Mængden af aluminium i udgangsmaterialet kan ligge fra ca. 2 til ca. 40 vægtprocent af det hexagonale BN, medens mængden af 10 . legeringsmetallet (nikkel, kobolt, mangan) kan ligge fra ca. 4 til ca.

100 vægtprocent af den hexagonale BN. Mængden af disse legeringsmetaller, der forbliver i det konsoliderede CBN som grund-massemateriale, vil variere afhængig af trykket og tidsrummet for tilstanden med højt tryk og høj temperatur. I alle tilfælde vil 15 mængden af aluminium samt legeringsmetalatomer i det komprimerede CBN være større end ca. 1 vægtprocent CBN. Forud fremstillede aluminiumlegeringer kan selvfølgelig anvendes i stedet for særskilte skiver til legering in situ.

Rent aluminium eller rent Co, Ni eller Mn har vist sig ikke at 20 fungere alene som katalysator ved omdannelsen af hexagonalt BN til CBN.

Figur 2 viser en opstilling, hvor den foreliggende opfindelse anvendes ved fremstilling af en flerhed af skive- eller pilleformede sammensatte produkter (sintret carbidsubstrat med et lag af sintret 25 CBN, der er dannet over dette og fastbundet til dette). Fyldningssammensætningen 40 er ikke angivet i samme målestok som figur 1, men den svarer til rumfanget 31 i det på figur 1 viste apparat.

Fyldningsammensætningen 40, der er vist, består af en cylindrisk muffe 41 af afskærmningsmetal for at forhindre indtrængen af 30 og fjerne oxygen. Afskærmningsmetallet er udvalgt indenfor den gruppe, der består af zirconium, titan, tantal, wolfram og molybdæn. Inden i den cylindriske afskærmningsmetalmuffe 41 er der anbragt en række undersammensætninger, der er adskilt ved hjælp af skiver 42 fremstillet af et materiale, såsom det, der er benyttet til 35 cylinderen. 19. Under-sammensætningerne er beskyttet foroven og forneden ved hjælp af afskærmningsskiver 43 fremstillet af titan, zirconium, molybdæn, tantal eller wolfram. Hver under-sammensætning, der således er beskyttet til alle sider, består af en større masse 44 og en mindre masse 46 samt metalskiver 47,48. Hver masse 5 UU15 46 består for en stor del af hexagonalt BN. Karakteren og størrelsen af de krystaller, der udvikles af det hexagonale BN, kan ændres ved at blande CBN-partikler (f.eks. 1-10 mikrometer) eller "Carbo-loy"-carbidpulvere (1-5 mikrometer) i det hexagonale BN. Det 5 hexagonale BN er fortrinsvis behandlet for at fjerne oxygen fra dette.

Hver masse 44 består af en sintret carbidskive, der fortrinsvis er fremstillet af en blanding af wolframcarbidpulver og koboltpulver.

Om ønsket kan der anvendes carbidpulver, der kan sintres, i hvilket 10 tilfælde det sintrede carbid fremstilles in situ under fremstilling af CBN/sintret carbidsammensætningen.

Som vist er en af metalskiverne 47, 48 af aluminium, og den anden skive er af kobolt, nikkel eller mangan. Ved at udsætte disse under-sammensætninger for samtidig tryk og temperaturer i det 15 kubisk bornitridstabile område i bornitridfasediagrammet omdannes det hexagonale BN til CBN, der danner en kompakt slidmasse, der er en integrerende del af en sintret carbidunderstøtningsblok for dette.

Nir stort set rent hexagonalt BN alene anvendes til massen 46 20 har CBN-krystallerne, der danner et lag, der er bundet til det sintrede carbid, en tendens til at have form af slanke dendritter med en diameter på ca. 10-20 mikrometer og en længde pi ca. 50-100 mikrometer. Hvor CBN-krystallerne, der således er dannet, ikke er indbyrdes fastlåset som følge af deres dendritiske karakter, er 25 krystallerne stærkt sammenbundet af metal fra skiverne 47, 48 og fra massen 44.

Udseendet af en poleret del af en CBN-kompakt masse, hvor krystallerne er fremkaldt in situ som ifølge den foreliggende opfindelse, afviger fra en poleret del af en CBN-kompakt masse 30 fremstillet af forud-fremstillede CBN-krystaller. I det første tilfælde fremtræder krystallerne som krystaller, der er aflange overvejende i en enkelt retning (søjleformet), og de kan også have forgreningsfremspring (dendritisk). I det sidste tilfælde er krystallerne mere blokformede. I det første tilfælde er således forholdet mellem længde 35 og bredde for krystallerne hovedsagelig større end 1,5:1, medens forholdet mellem længde og bredde i sidstnævnte tilfælde hovedsagelig er mindre end 1,4:1.

Når findelt stærkt, hårdt krystallinsk materiale (f.eks. CBN, WC, A^Og, SigN^ osv.), a) der forbliver fast ved de benyttede tryk 144415 6 og temperaturer, og b) har en termisk udvidelseskoefficient, der omtrent svarer til værdien for CBN, blandes med hexagonalt BN i nærværelse af sintret carbid eller sintringsdygtigt carbidpulver til dannelse af massen 46, ligger væksten af de CBN-krystaller, der 5 udvikles, i 2-10 mikrometeromrldet (største dimension), og de har en tendens til at være søjleformede eller blokformede. Den krystallinske masse er fri for hulrum, idet mellemrummene mellem CBN-krystallerne er udfyldt med metal og/eller krystallinsk fingods, når dette anvendes. Sammenbinding af krystallerne indbyrdes og til det 10 sintrede carbid skyldes overvejende metal fra de legerende bestanddele i skiverne 47, 48 og fra massen 44 og sintret carbidpulver, når dette anvendes.

Der er blevet fremstillet sammensatte produkter ud fra et koboltholdigt carbid, selv om opstillingen herfor ikke er vist på 15 tegningen, under anvendelse af en under-sammensætning, der består af en sintret carbidskive med et tyndt aluminium (eller aluminiumlegering) lag eller skive i kontakt med den øverste overflade, idet denne kombination af materialer er dækket med en masse af hexagonalt BN, uden at der er yderligere katalysatormetal tilstede. Det 20 blev konstateret, at kobolt fra det sintrede carbid blev gjort tilgængeligt i en tilstrækkelig mængde i forbindelse med aluminiumlaget eller -skiven til at tilføre det nødvendige katalysatorlegeringssystem. På tilsvarende måde kan pulverformet carbidpulverblanding (carbid plus sintringsmiddel) anvendes i forbindelse med denne 25 opstilling i stedet for det forud sintrede carbid.

I tilfælde af den under-sammensætning, der er vist på fig. 2, bliver kobolt fra massen 44 tilgængeligt ved grænsefladen mellem massen 44 og CBN-krystallerne, der er dannet i massen 46, idet det går ind i et komplekst grundmassesystem, der tilvejebringer en 30 udmærket binding mellem det dannede CBN og det sintrede carbid.

Det direkte sammenbindingsforhold, der dannes in situ mellem det nydannede CBN-materiale med meget stor styrke og den væsentligt større masse af underliggende stift understøtningsmateriale, undgår ethvert behov for indskud af et hvilket som helst sammen-35 bindingslag derimellem, såsom f.eks. det der fremkommer ved slaglodning eller lodning. Ved at tilvejebringe et stift ikke-efter-givende understøtningsmateriale i direkte kontakt med det CBN-rige bearbejdningskantområde formindskes forekomsten af brud i CBN-materialet i høj grad og fastgørelsen af det sammensatte produkt til et andet legeme, f.eks. et værktøj s skaft, lettes.

144415 7

Sammensatte produkter, der er fremstillet ifølge den foreliggende opfindelse, er undertiden tilfældigt gået itu under dekom-pression af reaktionsbeholderen for at fjerne produktet. Denne type brud sker i en retning stort set vinkelret pi den lodrette akse for 5 fyldningssammensætningen. I tilfælde af de sammensatte produkter, der er fremstillet med under-sammensætningerne på fig. 2, ligger grænsefladen mellem CBN og det sintrede carbid i denne samme retning. Den høje kvalitet af bindingen ved denne grænseflade ses af det forhold, at bruddet sædvanligvis sker gennem CBN-laget. Kun 10 sjældent forekom der brud ved grænsefladen, og i disse tilfælde var brudoverfladen irregulær, idet den går gennem CBN'et og gennem det sintrede carbid, såvel som langs grænsefladen. Grænsefladen er således almindeligvis stærkere end trækstyrken for CBN-krystal-lerne.

15 Mikroskopisk (300X) undersøgelse af de polerede kanter på sammensatte produkter, der er formet til værktøjsindsatse, har påvist årsagerne til denne usædvanlig stærke grænsefladebinding.

Ved "god binding" viser CBN-kornene ved grænsefladen (ved 300X forstørrelse) sig enten at være i direkte kontakt med det sintrede 20 carbid, eller at der er et tyndt reaktionslag anbragt mellem CBN-kornene og det sintrede carbid. Ethvert tilstedeværende reaktionslag er mindre end 10 mikrometer tykt, hvilket viser, at under alle omstændigheder sker der minimal sprængning af og angreb på den sintrede carbidstruktur. Grænsefladen er fri for hulrum og 25 er irregulær i mikrometermålestoksforholdet (1-100μ) som følge af, at CBN'et er presset ind i det sintrede carbid og/eller som følge af bevægelsen af plastisk deformeret sintret carbid ind i mellemrummene mellem nærliggende CBN-krystaller. Denne type og kvalitet af sammenlåset grænseflade er klart uopnåelig ved lodning af en forud 30 fremstillet CBN-kompakt masse til en sintret carbidskive.

Ved fremstillingen af værktøjsindsatse ved hjælp af den foreliggende fremgangsmåde anbringes fyldningssammensætningen 40 i apparatet 10, der tilføres tryk, og systemet opvarmes derefter. De temperaturer, der benyttes, ligger i området fra ca. 1300-1600°C i 35 tidsrum på over 3 minutter for at sintre carbid/koboltblandingen, medens systemet samtidig udsættes for meget høje tryk, f.eks. af størrelsesordenen 50 kilobar for at sikre termodynamisk stabile 8 144415 betingelser til dannelsen af CBN ud fra hexagonalt BN. Ved 1300°C skal det mindste tryk være ca. 40 kb, og ved 1600°C skal det mindste tryk være ca. 50 kb.

Carbidpulveret, der anvendes enten til at fremstille en 5 forudsintret masse 44 eller som selve massen 44, er fortrinsvis et wolframcarbidformpulver (blanding af carbidpulver og koboltpulver), der er kommercielt tilgængeligt med partikelstørrelser fra 1 til 5 mikrometer. Wolframcarbidet kan, hvis dette ønskes, erstattes helt eller delvis af enten eller bide titaniumcarbid og tantalcarbid. Da 10 der har været gjort nogen anvendelse af nikkel og jern ved sammenbindingen af carbider, kan materialet til tilvejebringelse af metalbindingen i det cementerede carbid udvælges indenfor den gruppe, der består af kobolt, nikkel, jern og blandinger af disse.

Kobolt foretrækkes imidlertid som metalsammenbindingsmaterialet.

15 Aluminiumlegeringer af Co og Ni fungerer som katalysatoropløsningsmidler for CBN-syntese ved fremstilling af de CBN/sintret carbid-sammensatte produkter til værktøjer. Sammensætningen af carbid-formpulvere, der er anvendelige ved den praktiske gennemførelse af den foreliggende opfindelse, kan bestå af blandinger, der indeholder 20 ca. 75-97 vægtprocent carbid og ca. 3-25 vægtprocent kobolt.

I de følgende eksempler, hvor der henvises til resultaterne af en slidprøve, bestod denne prøve i at presse en stang af "René 41" (nikkelbaseret superlegering) med en diameter pi 3,2 mm, der roterer med en hastighed på 2000 omdrejninger pr. minut mod 25 CBN-laget på CBN/sintret carbidsammensætningen. Dybden af slidsporet, der er tilvejebragt i CBN-laget, blev målt og registreret.

EKSEMPEL III

En Mo-cylinder (diameter 6,4 mm) blev fyldt med en blanding af 30 "jet-milled" CBN-krystaller (1-10μ, 0,017 g), hexagonalt BN (0,050 g) og NiAI3 (30μ partikler, 0,013 g) under en skive (tykkelse 1,3 mm) af kvalitet "883 Carboloy"-sintret carbid. Før fyldningen i Mo-cylinderen blev ovennævnte blanding opvarmet i NH^ ved 820°C i 1 time. Sammensætningen blev samtidig udsat for et tryk på 55 kb 35 og en temperatur på 1550°C i 69 minutter. Der blev dannet et sammensat produkt, og i massen, der er fastgjort til carbidskiven, konstateredes det, at der var tilvejebragt en intim blanding af metal og CBN-korn. CBN-kornene var hovedsagelig mindre end 40 mikrometer. Det sammensatte produkt kunne bibringes en god polering. Slidprøvesporet havde en dybde på 0,023 mm.

U4Å15 9

EKSEMPEL IV

En Mo-cylinder (0,05 mm tyk x 6,4 mm i diameter) blev fyldt med en blanding af pulvere bestående af hexagonalt BN (0,051 g) 2 kvalitet "883 Carboloy"-pulver (0,Q33g), aluminium (0,005g) og nikkel (0,010 g) under en skive (med tykkelse 1,3 mm) af kvalitet "883 Carboloy"-sintert carbid. Sammensætningen blev samtidig udsat for et tryk på 54 kb og en temperatur på 1500°C i 124 minutter. Der opnåedes et sammensat legeme, hvori en stærk masse af CBN-korn ^ var blevet dannet, og spm var udmærket bundet til carbidskiven. CBN-kornene havde en tendens til at være søjleformede, men meget mindre end ved forsøg, der mangler carbidpulvertilsætningen. CBN-kornene var kraftigt fastholdt i en metalgrundmasse. Slid-prøvesporet havde en dybde på 0,013 mm.

15

EKSEMPEL V

En Zr-cylinder (0,05 mm tyk x 8,9 mm i diameter) blev fyldt med en pulverformet blanding bestående af hexagonalt BN (0,100g) og NiAlg (0,02Qg), hvorover der blev anbragt en skive (2,9 mm tyk) 2Q af kvalitet "883 Carbo!oy"-sintret carbid. Forud for indføringen i Zr-pylinderen var den pulverformede blanding blevet koldpresset på pilleform og opvarmet i NHg ved 900°C i 1 time.

Sammensætningen blev samtidig udsat for et tryk på 54 kb og en temperatur på 1500°C i 62 minutter. Det konstateredes, at der „c havde udviklet sig små klumper af CBN på carbidskiven fra hexagonal BN/NiAlg-blandingen.

EKSEMPEL VI

En Mo-cylinder (0,05 mm tyk x 6,4 mm i diameter) blev fyldt 2q med en pulverformet blanding (der kan passere et net med 128 masker pr. cm) bestående af hexagonalt BN (0,050 g), Co (0,012g), W (0,003g), Al (0,003g) under en skive (1,3 mm tyk) af kvalitet "883 Carboloy"-sintret carbid. Sammensætningen blev samtidig udsat for et tryk på 54 kb og en temperatur på 1460°C i 120 minutter. Der ^ opnåedes en sintret stærk sammensat masse, der polerede godt.

CBN-delen bestod af små korn (f.eks. mindre end 30 mikrometer) af CBN med tynde metallag mellem disse. Slidprøvesporet havde en dybde på 0,010 mm).

14441B

το

EKSEMPEL VII

Εη Mo-cylinder (8,9 mm i diameter) blev fyldt med en blanding af pulvere bestående af hexagonalt BN (0,100g), fv^Alg (0,010g) og Mo (0,007g) under en skive (3mm tyk) af kvalitet "883-Carboloy"-5 sintret carbid. Pulverne var blevet koldpresset pi pilleform og opvarmet i hydrogen ved 800°C i 1 time, før de blev indført i Mo-cylinderen. Sammensætningen blev samtidig udsat for et tryk på 55 kb og en temperatur på 1500°C i 70 minutter. Der opnåedes et sammensat produkt, hvor en stærk, hård masse hæftede til carbidet.

10 Det sammensatte produkt polerede udmærket. Den hårde masse består af fine CBN-krystaller i en metalgrundmasse.

EKSEMPEL VIII

Et indeslutningsorgan bestående af en Mo-muffe (0,025 mm tyk 15 x 6,4 mm i diameter) sammen med en Mo-skive (0,05 mm tyk) blev fyldt med en Ni-skive (0,034g), en Al-skive (0,004g), der grænser op til nikkelskiven, en skive (1,3mm tyk) af kvalitet “883 Carboloy"-sintret carbid og en blanding bestående af hexagonalt BN (0,025g) samt CBN-krystaller (1-10μ, 0,025 g) anbragt som en masse mellem 20 den sintrede carbidskive og de to metalskiver. Sammensætningen blev samtidig udsat for et tryk på 55 kb og en temperatur på 1550°C i 60 minutter. Der opnåedes et sammensat produkt bestående af en hård masse, der er fastbundet til carbidlaget. Den hårde masse består af CBN-krystaller med nogen søjleform, der fastholdes i en metal-25 grundmasse. Slidprøvesporet havde en dybde på 0,030 mm.

Der henvises nu til de sammensatte værktøjsindsatse, der er vist på fig. 3, 5 og 6, idet det ved fremstilling af disse ikke-cirku-lære emner er nødvendigt med en modificeret udformning af saltforingen 21 og propperne 22, 22'. Den opbygning, der passer i 30 opvarmningsrøret 20, kan således være udformet som en række cylindriske blokke i stablet samvirkende opstilling for at tilvejebringe forme, der kan fyldes med et forud formet sintret carbidlegeme 52 (eller med pulverbestanddelene for dette), en masse 53 af hexagonalt BN (eller hexagonalt BN samt CBN fingods) eller hexagonalt BN samt 35 carbidpulverblanding og legeringssystemet. Som eksempel er saltblokken 21a på fig. 7 forsynet med en udsparing 54, der svarer til formen for den ønskede værktøjsindsats, idet der er taget hensyn til tykkelsen af den beskyttende metalafskærmning 56. Udsparingen 54 er foret med metal 56 som vist, og masserne 52 og 53 er på 11 U4415 passende mide anbragt heri. Katalysatorsystemet for massen 53 kan tilføres som en pulverformet blanding af aluminium, og den legerende bestanddel herfor (der er udvalgt blandt den gruppe, der består af Co, Ni og Mn) afbrudt af det hexagonale BN eller som skiver (ikke 5 vist) ved en ydre overflade pi massen 53. Lågsaltblokken 21b er forsynet med udsparinger for at åbne plads for lågpladen 57, der kompletterer den beskyttende metalindeslutning for pulveret og fortrinsvis en reserveblok af sintret carbid SC for at formindske punktering af det beskyttende metallag 57. En række sådanne 10 samvirkende par af saltblokke, såsom 21a, 21b kan anvendes med det nævnte indhold.

I den sammensatte værktøjsindsatskonstruktion 60, der er vist på fig. 3, er begge overflader 61 og 62 på det cementerede carbid 63 og den CBN-kompakte masse 64 forsynet med en hældning (fig. 4) 15 for at lette indstilling af CBN-skærekanterne på det CBN-kompakte emne 64 i forhold til arbejdsemnet.

Ved udformning af de tynde lag 71, 81 af konsolideret CBN i de værktøjsindsatskonstruktioner 72, 82, der er vist på fig. 5 og 6, er laget af CBN på de sintrede carbidlegemer henholdsvs 73, 83 20 begrænset til en maksimal tykkelse på ca. 1,5 mm og en mindstetyk-kelse på ca. 0,025 mm, selv om muligheden eksisterer for at fremstille sådanne lag i tykkelser på op til ca. 2,0 mm. Hensigten med bevidst at gøre disse lag 71, 81 meget tynde er, at a) fremstille CBN-lagene 71, 81 som spånbrydeoverflader og b) gøre det lettere at 25 skærpe værktøjsindsatsene 72, 82. Ideelt set er sammenhænget mellem egenskaberne af CBN-laget og det cementerede carbid således, at kanten på CBN-laget vil blive slidt bort lidt langsommere end det cementerede carbid. Når dette er tilfældet, vil en ringe del af CBN-laget fortsat rage frem fra det cementerede carbidlegeme og 30 tilvejebringe en skærekant, og mængden af anvendt CBN vil svare til værktøjets levetid.

Efter gennemførelse af højtemperatur-højtryksbehandlingen formindskes først temperaturen og derefter trykket. Ved tilvejebringelsen af værktøjsindsatsmasserne forbliver det beskyttende 35 afskærmningsmetal fastbundet til disses udvendige overflader. Blotlæggelsen af de ønskede overflader på den sammensatte værktøjsindsats opnås ved blot at bortslibe den beskyttende afskærmning.

Specielle egenskaber kan bibringes CBN-laget ved indføring af wolfram i systemet. Dette kan gennemføres bevidst i form af 12 UU15 wolframmetal eller som wolframcarbidtilsætning til hexagonalt BN-indholdet.

Det er klart, at sammensatte produkter, der er fremstillet ved den praktiske gennemførelse af den foreliggende opfindelse, 5 sædvanligvis vil være forbundet med et større legeme, f.eks. et værktøjsskaft eller skær på bor til fremføring mod det materiale, der skal behandles.