FI81384B - Process for manufacturing a cutting tool - Google Patents
Process for manufacturing a cutting tool Download PDFInfo
- Publication number
- FI81384B FI81384B FI870033A FI870033A FI81384B FI 81384 B FI81384 B FI 81384B FI 870033 A FI870033 A FI 870033A FI 870033 A FI870033 A FI 870033A FI 81384 B FI81384 B FI 81384B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- titanium
- cutting tool
- wear
- iron
- temperature
- Prior art date
Links
Description
1 813841 81384
Menetelmä leikkuutyökalujen valmistamiseksiMethod for making cutting tools
Esillä oleva keksintö liittyy yleensä metallin työstöön, tarkemmin sanottuna kulutusta kestävällä pinnoit-5 teella varustettuihin lastuaviin työkaluihin ja sen kohteena on erityisesti menetelmä tällaisen lastuavan työkalun valmistamiseksi.The present invention relates generally to metalworking, and more particularly to cutting tools with a wear-resistant coating, and more particularly to a method of making such a cutting tool.
Kyseessä olevaa lastuavien työkalujen valmistusmenetelmää voidaan soveltaa monenlaisiin rautapohjaisista seok-10 sista, erityisesti teräksestä valmistettaviin työkaluihin, kuten poranteriin, pistotyökaluihin ja raskaaseen käyttöön tarkoitettuihin jyrsimiin.The method of manufacturing the cutting tools in question can be applied to a wide range of iron-based alloys, in particular tools made of steel, such as drill bits, inserting tools and heavy-duty milling cutters.
Työkaluvalmistuksen tärkeimpiä pyrkimyksiä nykyään on tehdä lastuavista työkaluista entistä kestävämpiä va-15 rustamalla ne kulutusta kestävillä pinnoitteilla, jotka muodostetaan jaksollisen järjestelmän III-VI ryhmän metal-leihin pohjautuvista välisijafaaseista Joissakin näistä metalleista, esim. Ze, Hf, La, Ai, Fe, Co, Mn, pyrkii tapahtumaan polymorfisia muutoksia, kun ne jäähdytetään 20 1000°C luokkaa olevasta lämpötilasta huoneen lämpötilaan, tai ne pyrkivät muodostamaan erityyppisiä välisijafaaseja, joissa myös pystyy tapahtumaan polymorfisia muutoksia jäähdytettäessä. On yleisesti tunnettua, että kaikkiin metallei-hin ja välisijafaasien polymorfis iin muutoksiin liittyy 25 hilarakenteen muutos, joka aiheuttaa niissä jännityksiä, fysikaalisten ominaisuuksien, esim. ominaistilavuuden ja magneettisen hystereesin muutoksia, ja mekaanisten ominaisuuksien, erityisesti muokattavuuden heikkenemistä.The main efforts in toolmaking today are to make cutting tools more durable by equipping them with wear-resistant coatings formed from intermediate phase phases based on Group III-VI metals of the Periodic Table. Some of these metals, e.g. Ze, Hf, La, Ai, Fe, Co, Mn, tend to undergo polymorphic changes when cooled from a temperature of the order of 1000 ° C to room temperature, or they tend to form different types of intermediate phases in which polymorphic changes can also occur upon cooling. It is well known that all polymorphic changes in metals and intermediate phases are accompanied by a change in lattice structure which causes stresses, changes in physical properties, e.g., specific volume and magnetic hysteresis, and deterioration in mechanical properties, especially ductility.
Kun em. metalleissa tai välisijafaaseissa tapahtuu ?G kiteytyminen nestemäisestä tai kaasumaisesta tilasta, niiden rakenteeseen jää joitakin epästabiileja jäännös-faasityyppejä, joissa ei ole tapahtunut polymorfista muutosta. Epätasainen faasikoostumus puolestaan johtaa epätasaisiin mekaanisiin ominaisuuksiin tällaisissa metalleis-35 sa ja välisijafaaseissa.When? G crystallization from a liquid or gaseous state occurs in the above metals or intermediate phases, some unstable residual phase types are left in their structure without any polymorphic change. Uneven phase composition, in turn, results in uneven mechanical properties in such metals and intermediate phases.
2 81 3842 81 384
Ennestään tunnetaan menetelmä sellaisen kovametalli-kappaleen valmistamiseksi, joka on varustettu kulutusta kestävällä pinnoitteella, joka pohjautuu välisijafaasiin (alumiinioksidi), jossa pyrkii jäähdytettäessä tapahtu-5 maan polymorfisia muutoksia. Mainittu kulutusta kestävä pinnoite muodostetaan kovametallikappaleeseen kaasufaasi-menetelmällä, jolle ovat tyypillisiä korkeat kuumennus-lämpötilat (900-1250°C). Käsiteltävää kappaletta pidetään tällaisessa lämpötilassa yhdestä kolmeen tuntia alumiini-10 gallidia, vesihöyryä ja vetyä sisältävässä atmosfäärissä. Kulutusta kestävän pinnoitteen aikaansaamiseksi alfa-tyypin alumiinioksidista vesihöyry/vety-suhteen tulisi olla välillä 0,025-2,0. Mainittu alfa-tyypin alumiinioksidi on hyvin stabiilia aina 2000°C lämpötilaan asti eikä 15 se sisällä alkalimetalleja, joita esiintyy muissa, vähemmän stabiileissa alumiinioksidityypeissä.A method is known for producing a carbide body provided with a wear-resistant coating based on an intermediate phase (alumina) which tends to undergo polymorphic changes during cooling. Said abrasion resistant coating is formed on the carbide body by the gas phase method, which is characterized by high heating temperatures (900-1250 ° C). The body to be treated is kept at such a temperature for one to three hours in an atmosphere containing aluminum-10 gallide, water vapor and hydrogen. To provide a wear-resistant coating of alpha-type alumina, the water vapor / hydrogen ratio should be between 0.025-2.0. Said alpha-type alumina is very stable up to 2000 ° C and does not contain alkali metals present in other, less stable types of alumina.
Edellä selostettu menetelmä on käyttökelpoinen muodostettaessa kovametallikappaleeseen kulutusta kestävää pinnoitetta transitiometallien välisijafaaseista.The method described above is useful for forming an abrasion resistant coating on a carbide body from intermediate phase phases of transition metals.
20 Menetelmää ei kuitenkaan voida soveltaa, kun tällainen pinnoite halutaan muodostaa lastuavaan työkaluun, joka on valmistettu teräksestä, jonka pehmenemispiste on kovametalleihin verrattuna alhainen.However, the method is not applicable when such a coating is to be applied to a cutting tool made of steel with a low softening point compared to carbides.
Eräässä toisessa ennestään tunnetussa menetelmässä 25 sellaisen lastuavan työkalun valmistamiseksi rautapohjaisesta seoksesta, joka on varustettu kulutusta kestävällä pinnoitteella, joka pohjautuu välisijafaaseihin, kohdistetaan tyhjökammioon sijoitettuun lastuavaan työkaluun jännite ja työkalu lämmitetään ja puhdistetaan pommitta-30 maila sitä valokaaren katodimateriaalista höyrystämällä ioneilla, minkä jälkeen jännite alennetaan arvoon,jossa kulutusta kestävä pinnoite muodostetaan ja tälläinen tie-tynpaksuinen pinnoite saadaan aikaan höyrystyvän katodi-materiaalin ja tyhjökammioon syötettävän reaktiokaasun 35 yhteisvaikutuksesta, minkä jälkeen lastuava työkalu hehkutetaan.In another prior art method of making a cutting tool from an iron-based alloy provided with an abrasion resistant coating based on intermediate phase phases, a voltage is applied to a cutting tool located in a vacuum chamber and the tool is heated and cleaned by bombardment , in which a wear-resistant coating is formed and such a coating of a certain thickness is obtained by the combined action of an evaporating cathode material and a reaction gas 35 fed to a vacuum chamber, after which the cutting tool is annealed.
3 813843,81384
Yllä mainitussa menetelmässä käytetään katodimate-riaalina molybdeenipohjaista metalliseosta, jossa ei pyri tapahtumaan polymorfista muutosta jäähdytettäessä, ja kulutusta kestävä pinnoite muodostetaan molybdeenikarbi-5 dista. Molybdeenikarbidilla on kuitenkin alhainen hapettu-miskestävyys, lämmönkestävyys ja lämmönjohtavuus, riittämätön termodynaaminen stabiilisuus ja se pyrkii hajaantumaan sulamispistettä alhaisemmissa lämpötiloissa. Tämä johdosta molybdeenikarbidilla saavutetaan riittämätön 10 kulumiskestävyvs.In the above-mentioned method, a molybdenum-based alloy which does not tend to undergo polymorphic change upon cooling is used as the cathode material, and the wear-resistant coating is formed of molybdenum carbide-5. However, molybdenum carbide has low oxidation resistance, heat resistance and thermal conductivity, insufficient thermodynamic stability and tends to decompose at temperatures below the melting point. As a result, insufficient wear resistance is achieved with molybdenum carbide.
Jännösjännitysten päästämiseksi molybdeenikarbidi-pohjaisesta kulutusta kestävästä pinnoitteesta lastuavalle työkalulle suoritetaan vaiheittainen tyhjöhehkutus. On syytä huomata, että tyhjöhehkutus alentaa jonkin verran 15 sekä kulutusta kestävän pinnoitteen että itse lastuavan työkalun kovuutta, mikä huonontaa sen kestävyyttä käytössä.In order to release residual stresses from the molybdenum carbide-based wear-resistant coating on the cutting tool, a stepwise vacuum annealing is performed. It should be noted that vacuum annealing somewhat reduces the hardness of both the wear-resistant coating and the cutting tool itself, which degrades its durability in use.
Keksinnön ensisijaisena ja varsinaisena tarkoituksena on saada aikaan lastuavan työkalun valmistusmenetelmä, jossa sovelletaan sellaista lämpökäsittelyä, jonka avulla 20 kulutusta kestävää pinnoitetta muodostettaessa, joka poh jautuu polymorfisia muutoksia läpikäyvän metallin välisija-faaseihin, saaden lastuavan työkalun pintakerrokseen ja kulutusta kestävän pinnoitteen mikrorakenteisiin mainitun metallin kaikkein stabiileinta tyyppiä ja lastuavalle työ-25 kalulle saaadaan siten entistä parempi kulumiskestävyys.It is a primary and essential object of the invention to provide a method of manufacturing a cutting tool which applies a heat treatment to form a wear-resistant coating based on polymorphic changes in the intermediate phase of a metal undergoing polymorphic changes, providing the most stable material to the surface layer and wear-resistant coating microstructures. and thus better wear resistance is obtained for the cutting tool 25.
Tähän tavoitteeseen päästään siten, että menetelmässä sellaisen lastuavan työkalun valmistamiseksi rautapohjaisesta metalliseoksesta, joka on varustettu kulutusta kestävällä pinnoitteella, joka pohjautuu välisijafaasei-30 hin, jossa lastuava työkalu sijoitetaan tyhjökammioon, työkaluun kohdistetaan ES'jännite ja työkalu esilämmitetään ja puhdistetaan pommittamalla sitä valokaaren katodimeteriaal:s-ta höyrystämällä ioneilla, minkä jälkeen ES'jännite alennetaan arvoon, jossa kulutusta kestävä pinnoite muodoste-15 taan, ja tällainen tietynpaksuinen pinnoite saadaan aikaan höyrystyvän katodimateriaalin ja työjökammioon syötettävän 4 81384 reaktiokaasun yhteisvaikutuksesta, minkä jälkeen lastuava työkalu hehkutetaan, keksinnnön mukaan katodimaferiaalina käytetään titaania tai titaanipohjaista metalliseosta ja tietynpaksuisen kulutusta kestävän pinnoitteen muodostami-5 sen jälkeen ES'jännite kohotetaan arvoon, joka on yhtä suuri kuin työkalun esilämmityksen ja puhdistuksen aikana ja tyhjökammioon syötetään happipitoista redoksikaasua tai -kaasuseosta lastuavan työkalun kuumentamiseksi eutektoi-diseen hajaantumislämpötilaan pseudobinäärisessä "rauta-10 titaani"-systeemissä ja lastuavaa työkalua hehkutetaan happi-pitoisessa redoksikaasussa tai -kaasuseoksessa 10-40 minuuttia pseudobinäärisen "rauta-titaani"-systeemin mar-tensiittimuutosta vastaavassa lämpötilassa.This object is achieved by a method of making a cutting tool from an iron-based alloy equipped with a wear-resistant coating based on intermediate phase phases in which the cutting tool is placed in a vacuum chamber, the tool is subjected to ES voltage and the tool is preheated and bombarded by arcing by evaporation with ions, after which the ES 'voltage is reduced to the value at which the wear-resistant coating is formed, and such a coating of a certain thickness is obtained by the action of evaporating cathode material and 4,81384 reaction gas after forming a titanium-based alloy and a certain thickness of wear-resistant coating-5, the ES 'voltage is raised to a value equal to that of the work during preheating and purification of the fuel and in the vacuum chamber, an oxygen-containing redox gas or gas mixture is fed to heat the cutting tool to a eutectic decomposition temperature in a pseudobinary "iron-10 titanium" system and the cutting tool is annealed in an oxygen-containing redox gas system at a temperature corresponding to the martensitic change.
Keksinnön mukaisella lastuavan työkalun valmistus-15 menetelmällä on lastuavan työkalun käyttöominaisuudet mahdollisia saada entistä paremmiksi ja pidentää sen käyttöikää vähintään 1 , 5-kertaiseksi.The method of manufacturing the cutting tool according to the invention makes it possible to improve the operating properties of the cutting tool and to extend its service life by at least 1.5 times.
Lastuavan työkalun käyttöikä pitenee itse kulutusta kestävän pinnoitteen paremman kestävyyden johdosta 20 sen peilautuessa titaanin, erityisesti titaaninitridien välisijafaaseihin, jotka ovat vaikeimmin sulavia titaani-seoksia, joissa tapahtuu polymorfisia muutoksia, ja siitä syystä, että titaani, jossa jäähdytettäessä tapahtuu polymorfisia muutoksia lastuavan työkalun pintakerroksessa 25 ja itse kulutusta kestävässä pinnoitteessa, joka on muodostettu tämän pintakerroksen päälle, on stabiilin alfa-tyypin muodossa. Tämän seurauksena sisäiset jännitykset ovat pienempiä sekä itse kulutusta kestävässä pinnoitteessa että lastuavan työkalun pintakerroksessa, jonka päälle 30 mainittu pinnoite on muodostettu. Tämän ansiosta kulutusta kestävä pinnoite puolestaan kiinnittyy lujemmin lastuavan työkalun pintakerrokseen eikä kulutusta kestävä pinnoite pääse irtoamaan työkalua käytettäessä.The service life of the cutting tool itself is extended due to the better durability of the wear-resistant coating 20 as it mirrors the intermediate stages of titanium, especially titanium nitrides, which are the most difficult to melt titanium alloys with polymorphic changes, and because titanium with polymorphic changes in the surface of the cutting tool the abrasion resistant coating itself formed on this surface layer is in the form of a stable alpha type. As a result, the internal stresses are lower both in the wear-resistant coating itself and in the surface layer of the cutting tool on which said coating is formed. As a result, the wear-resistant coating adheres more firmly to the surface layer of the cutting tool and the wear-resistant coating does not come off when the tool is used.
Titaanin esiintyminen lastuavan työkalun pintaker-35 roksessa ja itse kulutusta kestävässä pinnoitteessa selittyy olosuhteilla, jotka vallitsevat kulutusta kestävän pinnoitteen 5 81 384 muodostavan ionipommituksen aikana, ja erityisesti titaani-ionien kyvyllä tarttua lastuavan työkalun pintakerrokseen sen lämmityksen ja puhdistuksen aikana ennen kulutusta kestävän pinnoitteen muodostamista. Titaania esiintyy 5 pisaroittain myös sen kuumuutta kestäviin seoksiin pohjautuvan kulutusta kestävän pinnoitteen mikrorakenteissa.The presence of titanium in the cutting tool surface layer 35 and in the abrasion resistant coating itself is explained by the conditions prevailing during the ion bombardment of the abrasion resistant coating, and in particular by the ability of titanium ions to adhere to the cutting tool surface layer during heating and cleaning before forming the abrasion resistant coating. Titanium is also present in 5 droplets in the microstructures of its wear-resistant coating based on its heat-resistant alloys.
Titaanista saadaan stabiilia, tasapainotilaa vastaava alfa-tyyppiä valitsemalla kulutusta kestävän pinnoitteen muodostamisen jälkeen työjökammiossa tapahtuvan las-10 tuavan työkalun kuumennuksen olosuhteet ja sitä seuraavan hehkutuksen olosuhteet sopivalla tavalla.The stable, equilibrium alpha type is obtained from titanium by selecting the conditions for heating the descending tool in the working chamber and the conditions for subsequent annealing after the formation of the wear-resistant coating in an appropriate manner.
Kun lastuava työkalu kuumennetaan työjökammiossa cseudobinäärisen "rautatitääni systeemin eutektoidiseen hajaantumislämpötilaan, titaanin epästabiili beeta-muoto 15 muuttuu sen stabiiliin alfa-muotoon ja moniin epästabii-leihin välimtuoihin (a1,S"), jotka myös pyrkivät muuttumaan titaanin stabiiliin alfa-muotoon hehkutusvaiheessa, kun työkalu kuumennetaan pseudobinäärisen "rauta-titaani"-systeemin martensiittimuutosta vastaavaan lämpötilaan.When the cutting tool is heated in the working chamber to the eutectic decomposition temperature of the cseudobinary "railway tone system", the unstable beta form 15 of titanium changes to its stable alpha form and to many unstable tool intermediates (α1, S ") which also tend to heated to a temperature corresponding to the martensite transformation of the pseudobinary "iron-titanium" system.
20 Happipitoisen redoksikaasun tai -kaasuseoksen, erityisesti hapen, läsnäolo edistää stabiilin alfa-muodon syntymistä titaanista.The presence of an oxygen-containing redox gas or gas mixture, especially oxygen, promotes the formation of a stable alpha form from titanium.
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti sen erään sovellutusesimerkin avulla.In the following, the invention will be described in detail by means of an application example thereof.
25 Menetelmä lastuavan työkalun valmistamiseksi kä sittää seuraavat vaiheet. Aluksi valmistetaan lastuava työkalu rautapohjaisesta metalliseoksesta, erityisesti työkalumateriaalista, jona voidaan käyttää esim. pikaterästä.25 The method of making a cutting tool comprises the following steps. Initially, the cutting tool is made of an iron-based alloy, in particular a tool material from which, for example, high-speed steel can be used.
Sitten lastuava työkalu asetetaan tyhjökammioon, 30 johon on järjestetty katodi, joka on valmistettu polymor-fisesta metallista tai sen seoksesta, josta muodostuu osa kulutusta kestävää pinnoitetta. Katodi, on tässä tapauksessa valmistettu titaanista tai titaanipohjaisista seoksista.The cutting tool is then placed in a vacuum chamber 30 in which a cathode made of polymorphic metal or an alloy thereof forming part of a wear-resistant coating is arranged. The cathode, in this case, is made of titanium or titanium-based alloys.
Sitten kammioon imetään alipaine ja siihen sytytetään 35 valokaari, joka höyrystää katodimateriaalia. Seuraavaksi lastuavaan työkaluun synnytetään 800-1000 V jännite ja sen 6 81384 pinta lämmitetään ja puhdistetaan pommittamalla sitä ka-todimateriaalista höyrystyvillä ioneilla. Tämän seurauksena lastuava työkalu kuumenee lämpötilaan, jossa kovuus ei pääse heikkenemään, ja tämä lämpötila tarkistetaan 5 pyrometrilla.The chamber is then evacuated and ignited by an arc 35 which vaporizes the cathode material. Next, a voltage of 800-1000 V is generated in the cutting tool and its surface is heated and cleaned by bombarding it with evaporating ions from the cathode material. As a result, the cutting tool heats up to a temperature at which the hardness cannot deteriorate, and this temperature is checked with 5 pyrometers.
Tämän jälkeen lastuavaan työkaluun kohdistettava jännite alennetaan arvoon, jossa höyrystettävä katodi- materiaali voi lauhtua lastuavan työkalun pinnalle. Tämän jännitteen tiedetään olevan välillä 25-750 V. Samanaikai- 10 sesti tyhjökammioon syötetään reaktiokaasua, joka toimii yhdessä höyrystettävän katodimateriaalin kanssa ja saa aikaan kulutusta kestävän pinnoitteen. Reaktiokaasuna käytetään sellaisia kaasuja kuin typpeä, metaania ja boraania. Reaktiokaasua syötetään tyhjökammioon tunnetus- _2 —5 15 ti paineella, joka on välillä 5. 10 -5·10 mmHg.The voltage applied to the cutting tool is then reduced to a value at which the cathode material to be vaporized can condense on the surface of the cutting tool. This voltage is known to be between 25 and 750 V. At the same time, a reaction gas is fed into the vacuum chamber, which cooperates with the cathode material to be vaporized and provides a wear-resistant coating. Gases such as nitrogen, methane and borane are used as the reaction gas. The reaction gas is fed into the vacuum chamber at a known pressure of between 5. 10 -5 and 10 mmHg.
Kun tietynpaksuinen kulutusta kestävä pinnoite, jonka paksuus riippuu reaktiokaasun syöttöäjasta, on saatu aikaan, tyhjökammioon'syötetään happipitoista redoksikaa-sua tai -kaasuseosta ja kammion paine pidetään em. reaktio-20 kaasulle annetuissa rajoissa.When a certain thickness of wear-resistant coating, the thickness of which depends on the reaction time of the reaction gas, is obtained, an oxygen-containing redox gas or gas mixture is fed into the vacuum chamber and the chamber pressure is kept within the limits given for the above reaction gas.
Happipitoisena redoksikaasuna tai -kaasuseoksena käytetään yleisimmin ilmakehän ilmaa, vaikka joitakin muitakin kaasuja, kuten hiilidioksidia tai typpimonoksidia, voidaan käyttää.Atmospheric air is most commonly used as the oxygen-containing redox gas or gas mixture, although some other gases such as carbon dioxide or nitrogen monoxide may be used.
25 Kun happipitoista redoksikaasua tai -kaasuseosta syötetään tyhjökammioon, lastuavaan työkaluun kohdistettava jännite kohotetaan arvoon, joka on yhtä suuri kuin puhdistus- ja lämmitysvaiheen aikana eli 800-1000 V, jotta lastuava työkalu saadaan kuumennettua eutektoidi-30 seen hajaantumislämpötilaan pseudobinäärisessä "rauta-ti- taani"-systeemissä. Pseudobinäärisen "rauta-titaani"-systeemin seoksia muodostuu lastuavan työkalun pintakerroksiin sen puhdistus- ja lämmitysvaiheen aikana titaani-ionien pommituksen ansiosta. Edellä mainitussa pseudobinää-35 risessä systeemissä "rauta" tarkoittaa tietyn koostumuksen omaavaa terästä, josta lastuava työkalu on valmistettu, ja 7 81384 "titaani" tarkoittaa metallista titaania tai sen seosta, josta katodi on valmistettu.25 When an oxygen-containing redox gas or gas mixture is fed into a vacuum chamber, the voltage applied to the cutting tool is increased to a value equal to that during the cleaning and heating phase, i.e. 800-1000 V, to heat the cutting tool to a eutectic decomposition temperature in pseudobinary iron. "system. Alloys of the pseudobinary "iron-titanium" system are formed in the surface layers of the cutting tool during its cleaning and heating phase due to the bombardment of titanium ions. In the above-mentioned pseudo-binary system, "iron" means a steel of a particular composition from which the cutting tool is made, and 7 81384 "titanium" means titanium metal or a mixture thereof from which a cathode is made.
Edellä mainitussa lämpötilassa tapahtuu epästabiilin beeta-tyyppisen titaanin hajaantuminen moniksi väli-5 faaseiksi, esim.a', a", ja titaanin stabiiliksi alfa- muodoksi. Ionipommituksen olosuhteissa tapahtuvan eutektoi-disen hajaantumisen määrätty lämpötila-arvo on määritettävä kokeellisesi ja se riippuu pseudobinäärisen "rauta-titaani "-systeemin koostumuksesta ja on tunnetusti välillä 10 350-500°C. Lastuavan työkalun kuumennus tapahtuu happi- pitoisessa redoksikaasussa tai -kaasuseoksessa, jonka aineosat, erityisesti happi, edistävät alfa-tyyppisen titaanin muodostumista. Kun lastuava työkalu kuumennetaan sellaiseen lämpötilaan, joka on em. rajojen ulkopuolella, 15 ei beeta-muodon hajaantumista tapahdu.At the above temperature, the unstable beta-type titanium decomposes into many intermediate-5 phases, e.g., a ', a ", and the stable alpha form of titanium. The determined temperature value for eutectic decomposition under ion bombardment conditions must be determined experimentally and depends on the pseudo-specific iron-titanium "system and is known to be between 10 350-500 ° C. The cutting tool is heated in an oxygen-containing redox gas or gas mixture, the components of which, in particular oxygen, promote the formation of alpha-type titanium. When the cutting tool is heated to such a temperature, which is outside the above limits, no dispersion of the beta form occurs.
Kun edellä mainittu lämpötila, jota mitataan pyro-metrilla, on saavutettu, reaktiokaasun ja happipitoisen redoksikaasun tai -kaasuseoksen syöttäminen lopetetaan, lastuavaan työkaluun kohdistettu jännite poistetaan ja valo-20 kaari sammutetaan.When the above-mentioned temperature, measured by a pyrometer, is reached, the supply of the reaction gas and the oxygen-containing redox gas or gas mixture is stopped, the voltage applied to the cutting tool is removed, and the light-20 arc is turned off.
Seuraavaksi lastuavaa työkalua hehkutetaan missä tahansa tunnetussa kuumennuslaitteessa, esim. kuumennus-uunissa, happipitoisessa rekoksikaasu- tai -kaasuseosat-mosfäärissä pseudobinäärisen "rauta-titaani"-systeemin 25 mertensiittimuutosta vastaavassa lämpötilassa. Edellä mai nittu kaasu tai kaasuseos voi olla samaa kuin se, jota käytetään pinnoitteen muodostamista seuraavaan kuumennuksen aikana.Next, the cutting tool is annealed in any known heating device, e.g., a heating furnace, in an oxygen-containing atmosphere of recoxygen gas or gas mixtures at a temperature corresponding to the transformation of the pseudobinary "iron-titanium" system. The above-mentioned gas or gas mixture may be the same as that used during the heating following the formation of the coating.
Epästabiilien a' ja a"-tyyppiä olevien välifaasien 30 muuttuminen titaanin tasapainotilaa vastaavaa alfa-muotoon tapahtuu martensiitin muutoslämpötilassa. Martensiitin muutoslämpötila määritetään myös kokeellisesti, se riippuu pseudobinäärisen systeemin sisältämistä aineista ja sijaitsee välillä 150-380°C.The conversion of unstable α 'and α' type intermediate phases 30 to the alpha form corresponding to the equilibrium state of titanium takes place at the transition temperature of martensite. The transition temperature of martensite is also determined experimentally, depends on the substances contained in the pseudobinary system and is between 150-380 ° C.
8 813848 81384
Työkalun pitoaika hehkutuslämpötilassa riippuu tästä lämpötilasta eli mitä korkeampi lämpötila on sitä, lyhyempi on heh kutusaika. Alle 10 minuutin aika on kuitenkin riittämätön, jotta martensiittimuutos tapahtui täydellisesti 5 pseudobinäärisessä "rauta-titääni"-systeemissä, kun taas yli 40 minuutin pitoaika on tarpeeton, koska era. muutos on tapahtunut täydellisesti tässä ajassa.The holding time of the tool at the annealing temperature depends on this temperature, ie the higher the temperature, the shorter the annealing time. However, a time of less than 10 minutes is insufficient for the martensite transformation to occur completely in the 5 pseudobinary "iron-titanium" system, while a holding time of more than 40 minutes is unnecessary because of the era. the change has taken place perfectly in this time.
Kun työkalu on hehkutettu, se jäähdytetään huoneen lämpötilaan.Once the tool is annealed, it is cooled to room temperature.
10 Jotta keksintö tulee paremmin ymmärretyksi, seuraa- vassa esitetään joitakin sen sovellutusesimerkkejä.In order that the invention may be better understood, the following are some examples of its application.
Esimerkki 1Example 1
Kymmenen kappaleen sarja halkaisijaltaan 5 mm kierreporanteriä valmistettiin pikateräksestä, jonka 15 koostumus oli painoprosentteina seuraavanlainen; C 0,85 %, Cr 3,6 %, W 6,0 %, V 2,0 %, Mo 5,0 %, lopun ollessa Fe. Mekaanisista epäpuhtauksista ja öljystä puhdistettu poranteräsarja asetettiin tunnettua tyyppiä olevan laitteiston tyhjökammioon kulutusta kestävän pinnoitteen 20 muodostamiseksi menetelmällä, jossa metalli lauhdutetaan ionipommituksen avulla. Tyhjöön imettiin 5*10 mmHg suuruinen paine, teriin kohdistettiin 1100 V jännite,kammioon sytytettiin valokaari titaanikatodin höyrystämiseksi ja poranterien pinta puhdistettiin ja kuumennettiin 520°C 25 lämpötilaan. Tällöin poranterien pintakerroksiin muodos tui pseudobinäärisen "rauta-titaani"-systeemin seoksia, termin "rauta" tarkoittaessa esm. systeemissä em. koostumuksen omaavaa pikaterästä.A series of ten 5 mm diameter helical drill bits were made of high speed steel with a composition of 15% by weight as follows; C 0.85%, Cr 3.6%, W 6.0%, V 2.0%, Mo 5.0%, the rest being Fe. A set of drill bits cleaned of mechanical impurities and oil was placed in the vacuum chamber of equipment of a known type to form a wear-resistant coating 20 by a method in which the metal is condensed by ion bombardment. A pressure of 5 x 10 mmHg was applied to the vacuum, a voltage of 1100 V was applied to the blades, an arc was ignited in the chamber to vaporize the titanium cathode, and the surface of the drill bits was cleaned and heated to 520 ° C. In this case, mixtures of a pseudobinary "iron-titanium" system were formed in the surface layers of the drill bits, the term "iron" meaning esm. high-speed steel of the above composition in the system.
Sitten poranterien jännite laskettiin arvoon 200 VThe voltage of the drill bits was then reduced to 200 V.
30 ja reaktiokaasua, nimittäin typpeä, syötettiin kammioon -3 paineen ollessa 3·10 mmHg. Typpeä syötettiin tunnin ajan ja poranterien pintaan muodostui 6^um paksuinen kulutusta kestävä titaaninitridipinnoite.30 and the reaction gas, namely nitrogen, was fed into chamber -3 at a pressure of 3 · 10 mmHg. Nitrogen was fed for one hour and a 6 μm thick wear resistant titanium nitride coating was formed on the surface of the drill bits.
Tämän jälkeen poranterien jännite kohotettiin jäl-35 leen arvoon 1100 V eli poranterien kuumennuksen ja puhdistuksen aikana vallinneeseen arvoon ja kammioon syötettiin 9 81 384 ilmaa happipitoisena redoksikaasuseoksena pitäen kammion paine edeltävällä tavolla. Kulutusta kestävällä pinnoitteella varustetut poranterät kuumennettiin 500°C lämpötilaan eli eutektoidiseen hajaantumislämpötilaan em. pseudo-5 binäärisessä "rauta-titaani"-systeemissä. Kun tämä lämpötila oli saavutettu, reaktiokaasua ja ilmaa ei enää syötetty, valokaari sammutettiin, poranterien jäännite poistettiin ja poranterät jäähdytettiin kammiossa huoneen lämpötilaan. Seuraavaksi poranterät hehkutettiin ja tätä varten ne ase-10 tettiin uuniin ja kuumennettiin ilmaatmosfäärissä, jota katettiin happipitoisena redoksikaasuseoksena, 300°c lämpötilaan eli martensiitin muutos lämpötilaan mainitussa pseudobinäärisessä "rauta-titaani"-systeemissä, minkä jälkeen työkaluja pidettiin tässä lämpötilassa 30 mi-15 nuuttia. Sitten poranterät jäähdytettiin huoneen lämpötilaan. Halkaisijaltaan 5 mm poranterille suoritettiin kesto-testit poraamalla reikiä teräkseen, jonka koostumus painoprosentteina oli seuraavanlainen: C 0,42-0,49 %; muun osan ollessa Fe, pystysuorassa porakoneessa käyttäen apuna 20 jotakin tunnetuntyyppistä poranestettä seuraavilla työstö- arvoilla: nopeus V = 45 m/min; syöttönopeus S = 0,18 mm/kier-ros: poraussyvyys 1 - 3d = 15 mm.The voltage of the drill bits was then raised again to 1100 V, i.e. to the value prevailing during the heating and cleaning of the drill bits, and 9 81 384 air was fed into the chamber as an oxygen-containing redox gas mixture, maintaining the chamber pressure as before. Drill bits with a wear-resistant coating were heated to a temperature of 500 ° C, i.e. a eutectic decomposition temperature, in the above-mentioned pseudo-5 binary "iron-titanium" system. When this temperature was reached, the reaction gas and air were no longer supplied, the arc was extinguished, the residue of the drill bits was removed and the drill bits were cooled in the chamber to room temperature. Next, the drill bits were annealed and placed in an oven and heated in an air atmosphere covered as an oxygen-containing redox gas mixture to 300 ° C, i.e. the change of martensite to the temperature in said pseudobinary "iron-titanium" system, after which the tools were kept at this temperature for 30 minutes. . The drill bits were then cooled to room temperature. Durability tests were performed on a 5 mm diameter drill bit by drilling holes in steel having the following composition in weight percent: C 0.42-0.49%; the rest being Fe, in a vertical drilling machine with the aid of a drilling fluid of a known type with the following machining values: speed V = 45 m / min; feed rate S = 0.18 mm / revolution: drilling depth 1 - 3d = 15 mm.
Poranterän tylsymioireena oli vinkuva käynti.The symptom of the drill bit was a whining visit.
Yhdellä poranterällä porattujen reikien lukumäärä 2.5 oli keskimäärin 330.The average number of holes 2.5 drilled with one drill bit was 330.
Esimerkki 2Example 2
Kierreporanteräsarja oli samanlainen kuin esimerkissä 1 ja kulutusta kestävä pinnoite muodostettiin poran-teriin samalla tavalla kuin esimerkissä 1 ainoana erona se, 30 että katodimateriaalina oli titaanipohjäinen seos, jonka koostumus painoprosentteina oli seuraavanlainen: Ai 1,4 %,The series of helical drill bits was similar to Example 1, and a wear-resistant coating was formed on the drill bit in the same manner as in Example 1, except that the cathode material was a titanium-based alloy having the following composition by weight: Ai 1.4%;
Mn 1,3 %, muun osan ollessa titaania. Kulutusta kestävä 6 mm paksuinen pinnoite muodostettiin poranterien pintaan titaaninitridipohjaisesta välisijafaasista.Mn 1.3%, the rest being titanium. A wear-resistant 6 mm thick coating was formed on the surface of the drill bits from a titanium nitride-based intermediate phase.
10 81 38410 81 384
Edelleen menetelmässä toimittiin samalla tavalla kuin esimerkin 1 yhteydessä paitsi, että poranterät kuumennettiin 480°C lämpötilaan eli pseudobinäärisen "rauta-titaani" -systeemin eutektoidiseen hajaantumislämpötilaan, 5 termin "rauta" tarkoittaessa edellä määritellyn koostumuksen omaavaa pikaterästä ja termin "titaani" tarkoittaessa edellä mainitun koostumuksen omaavaa titaanipohjais-ta metalliseosta, jota käytettiin katodimateriaalina. Hehkutettaessa poranterät kuumennettiin 200°C lämpötilaan eli 10 martensiitin muutoslämpötilaan em. pseudobinäärisessä systeemissä ja pidettiin tässä lämpötilassa 40 minuuttia.The process was further carried out in the same manner as in Example 1 except that the drill bits were heated to 480 ° C, i.e. the eutectic decomposition temperature of the pseudobinary "iron-titanium" system, the term "iron" meaning high speed steel having the above definition and the term "titanium" titanium-based alloy used as the cathode material. Upon annealing, the drill bits were heated to a temperature of 200 ° C, i.e. a transition temperature of 10 martensites in the above-mentioned pseudobinary system, and kept at this temperature for 40 minutes.
Kestävyyskokeet suoritettiin poranterille samalla tavalla kuin esimerkissä 1. Yhdellä poranterällä porattujen reikien lukumäärä oli keskimäärin 315.Durability tests were performed on the drill bit in the same manner as in Example 1. The average number of holes drilled with one drill bit was 315.
15 Esimerkki 315 Example 3
Kierreporanteräsarja oli samanainen kuin esimerkissä 1 ja kulutusta kestävä pinnoite muodostettiin porante-riin samalla tavalla kuin esimerkissä 1 paitsi, että katodimateriaalina oli titaanipohjainen seos, jonka koostumus 20 painoprosentteina oli seuraavanlainen: Ai 2,5 %, Mn 1,2 %, muun osan ollessa titaania. Kulutusta kestävä 6 mm paksuinen pinnoite muodostettiin poranterien pintaan titaani-nitridipohjäisestä välisijafaasista. Edelleen menetelmässä toimittiin samalla tavalla kuin esimerkin 1 yhteydessä 25 ainoana erona, että poranterät kuumennettiin 490°C lämpötilaan eli pseudobinäärisen "rauta-titaani"-systeemin eutektoidiseen hajaantumislämpötilaan, termin "rauta" tarkoittaessa edellä määritellyn koostumuksen omaavaa pikate-r rästä ja termin "titaani" tarkoittaessa edellä mainitun koos-30 tumuksen omaavaa titaanipohjaista metalliseosta, jota käytettiin katodimateriaalina. Hehkutettaessa poranterät kuumennettiin 280°C lämpötilaan eli martensiitin muutosläm-pötilaan em pseudobinäärisessä systeemissä ja pidettiin tässä lämpötilassa 20 minuuttia.The series of helical drill bits was the same as in Example 1, and the wear-resistant coating was formed on the drill bit in the same manner as in Example 1 except that the cathode material was a titanium-based alloy having a composition of 20% by weight: Al 2.5%, Mn 1.2%, the rest being titanium . A wear-resistant 6 mm thick coating was formed on the surface of the drill bits from a titanium nitride-based intermediate phase. Furthermore, the process proceeded in the same manner as in Example 1, except that the drill bits were heated to 490 ° C, i.e. the eutectic decomposition temperature of the pseudobinary "iron-titanium" system, the term "iron" referring to a high speed steel having the composition defined above and the term "titanium" means a titanium-based alloy having the above composition used as a cathode material. Upon annealing, the drill bits were heated to 280 ° C, i.e., the martensite transition temperature in an em pseudobinary system, and held at that temperature for 20 minutes.
11 8138411 81384
Kestävyyskokeet suoritettiin poranterille samalla tavalla kuin esimerkissä 1 - Yhdellä poranterällä porattujen reikien lukumäärä oli keskimäärin 310.Durability tests were performed on the drill bit in the same manner as in Example 1 - The average number of holes drilled with one drill bit was 310.
Esimerkki 4 5 Kierreporanteräsarja oli samanlainen kuin esimer kissä 1 ja kulutusta kestävä pinnoite muodostettiin poran-teriin samalla tavalla kuin esimerkissä 1 paitsi, että katodimateriaalina oli titaanipohjainen seos, jonka koostumus painoprosentteina oli seuraavanlainen: Ai 6,0 %, 10 Sn 3,0 %, muun osan ollessa titaania. Kulutusta kestävä 6 mm paksuinen pinnoite muodostettiin poranterien pintaan titaaninitridipohjaisesta välisijafaasista. Edelleen menetelmässä toimittiin samalla tavalla kuin esimerkin 1 yhteydessä ainoana erona, että poranterät kuumennettiin 15 350°C lämpötilaan eli pseudobinäärisen "rauta-titaani"- systeemin eutektoidiseen hajaantumislämpötilaan, termin "rauta" tarkoittaessa edellä määritellyn koostumuksen omaavaa pikaterästä ja termin "titaani" tarkoittaessa edellä mainitun koostumuksen omaavaa titaanipohjaista metalliseos-20 ta, jota käytettiin katodimateriaalina. Hehkutettaessa poranterät kuumennettiin 320°C lämpötilaan eli martensiitin muutos lämpötilaan em. pseudobinäärisessä systeemissä ja pidettiin tässä lämpötilassa 20 minuuttia.Example 4 A series of helical drill bits was similar to Example 1 and a wear-resistant coating was formed on the drill bits in the same manner as in Example 1 except that the cathode material was a titanium-based alloy having the following composition by weight: Al 6.0%, 10 Sn 3.0%, the rest being titanium. A wear-resistant 6 mm thick coating was formed on the surface of the drill bits from a titanium nitride-based intermediate phase. Furthermore, the process proceeded in the same manner as in Example 1, except that the drill bits were heated to 15,350 ° C, the eutectic decomposition temperature of the pseudobinary "iron-titanium" system, the term "iron" referring to high speed steel having the above definition and the term "titanium" a titanium-based alloy of 20 composition used as the cathode material. Upon annealing, the drill bits were heated to 320 ° C, i.e. the change of martensite to the temperature in the above pseudobinary system, and kept at this temperature for 20 minutes.
Kestävyyskokeet suoritettiin poranterille samalla 25 tavalla kuin esimerkissä 1. Yhdellä poranterällä porattujen reikien lukumäärä oli keskimäärin 350.Durability tests were performed on the drill bit in the same manner as in Example 1. The average number of holes drilled with one drill bit was 350.
Esimerkki 5Example 5
Kierreporanteräsarja oli samanlainen kuin esimerkissä 1 ja kulutusta kestävä pinnoite muodostettiin porante-30 riin samalla tavalla kuin esimerkissä 1 paitsi, että katodi-materiaalina oli titaanipohjainen seos, jonka koostumus painoprosentteina oli seuraavanlainen: Ai 6,0 %, muun osan ollessa titaania. Kulutusta kestävä 6 mm paksuinen pinnoite muodostettiin poranterien pintaan titaaninitridipohjaisesta 35 välisijafaasista. Seuraavaksi poranterien jännite kohotettiin 12 81 384 arvoon 1100 V ja samanaikaisesti syötettiin tyhjökammioon hiilidioksidia happipitoisena redoksikaasuna. Poranterät kuumennettiin 400°C lämpötilaan eli pseudobinäärisen "rauta-titaani"-systeemin eutektoidiseen hajaantumislämpö-5 tilaan, termin "rauta" tarkoittaessa edellä määritellyn koostumuksen omaavaa pikaterästä ja termin "titaani" tarkoittaessa edellä mainitun koostumuksen omaavaa titaani-pohjaista metalliseosta, jota käytettiin katodimateriaa-lina. Hehkutettaessa poranterät kuumennettiin hiilidioksidi-10 atmosfäärissä 290°C lämpötilaan eli martensiitin muutos-lämpötilaan em. pseudobinaarisessä systeemissä ja pidettiin tässä lämpötilassa 35 minuuttia.The helical drill bit set was similar to Example 1 and the wear-resistant coating was formed on the drill bit in the same manner as in Example 1 except that the cathode material was a titanium-based alloy having the following composition by weight: Al 6.0%, the rest being titanium. A wear-resistant 6 mm thick coating was formed on the surface of the drill bits from a titanium nitride-based intermediate phase. Next, the voltage of the drill bits was raised from 12 81 384 to 1100 V and at the same time carbon dioxide was fed into the vacuum chamber as an oxygen-containing redox gas. The drill bits were heated to 400 ° C, i.e. to the eutectic decomposition temperature of the pseudobinary "iron-titanium" system, the term "iron" referring to a high speed steel having the composition defined above and the term "titanium" referring to a titanium-based alloy of the above composition used lina. Upon annealing, the drill bits were heated in a carbon dioxide-10 atmosphere to 290 ° C, i.e., the martensite transition temperature in the above-mentioned pseudobinary system, and held at this temperature for 35 minutes.
Kestävyyskokeet suoritettiin poranterille samalla tavalla kuin esimerkissä 1. Yhdellä porattujen reikien 15 lukumäärä oli keskimäärin 300.Durability tests were performed on the drill bit in the same manner as in Example 1. The average number of holes drilled in one was 300.
Esimerkki 6Example 6
Kierreporanteräsarja oli samanlainen kuin esimerkissä 1 ja kulutusta kestävä pinnoite muodostettiin porante-riin samalla tavalla kuin esimerkissä 1 paitsi, että katodi-20 materiaalina oli titaanipohjainen seos, jonka koostumus painoprosentteina oli seuraavanlainen: Ai 30 %, muun osan ollessa titaania. Kulutusta kestävä 6 mm paksuinen pinnoite muodostettiin poranterien pintaan titääninitridipohjaisesta välisijafaasista. Seuraavaksi poranterien jäännite koho-25 tettiin arvoon 1100 V ja samanaikaisesti syötettiin tyhjö-kammioon typpiminoksidia happipitoisena redoksikaasuna. Poraterat kuumennettiin 480°C lämpötilaan eli pseudobinäärisen "rauta-titaani"-systeemin eutektoidiseen hajaantumis-lämpötilaan, termin "rauta" tarkoittaessa edellä määritel-30 lyn koostumuksen omaavaa pikaterästä ja termin "titaani" tarkoittaessa edellä mainitun koostumuksen omaavaa titaani-pohjaista metalliseosta. Hehkutettaessa poranterät kuumennettiin typpimcno-oksidiatmosfäärissä 380°C lämpötilaan eli martensiitin muutoslämpötilaan em. pseudobinäärisessä sys-35 teemissä ja pidettiin uunissa 10 minuuttia.The series of helical drill bits was similar to Example 1, and a wear-resistant coating was formed on the drill bit in the same manner as in Example 1 except that the cathode-20 material was a titanium-based alloy having the following composition by weight: Al 30%, the rest being titanium. A wear-resistant 6 mm thick coating was formed on the surface of the drill bits from a titanium nitride-based intermediate phase. Next, the residue of the drill bits was raised to 1100 V and at the same time nitrogen minoxide was fed into the vacuum chamber as an oxygen-containing redox gas. The drill bits were heated to 480 ° C, the eutectic decomposition temperature of a pseudobinary "iron-titanium" system, the term "iron" referring to a high speed steel having the composition defined above and the term "titanium" referring to a titanium-based alloy having the above composition. Upon annealing, the drill bits were heated in a nitrogen oxide atmosphere to 380 ° C, i.e. the transition temperature of martensite in the above pseudobinary system, and kept in an oven for 10 minutes.
Il 13 81 384Il 13 81 384
Kestävyyskokeet suoritettiin poranterille samalla tavalla kuin esimerkissä 1. Yhdellä poranterällä porattujen reikien lukumäärä oli keskimäärin 300.Durability tests were performed on the drill bit in the same manner as in Example 1. The average number of holes drilled with one drill bit was 300.
Esimerkki 7 5 Kierreporanteräsarja oli samanlainen kuin esimerkis sä 1 ja kulutusta kestävä pinnoite muodostettiin porante-riin samalla tavalla kuin esimerkissä 1 paitsi, että katodi-materiaalina oli titaanipohjainen seos, jonka koostumus painoprosentteina oli seuraavanlainen: Ai 6,0 %, V 4,0 %, 10 muun osan ollessa titaania. Kulutusta kestävä 6 mm paksuinen pinnoite muodostettiin poranterien pintaan titaanitridi-pohjaisesta välisijafaasista. Edelleen menetelmässä toimittiin samalla tavalla kuin esimerkin 1 yhteydessä ainoana erona, että poranterät kuumennettiin 450°C lämpötilaan eli 15 pseudobinäärisen "rauta-titaani"-systeemin eutektoidiseen hajaantumislämpötilaan, termin "rauta-titääni"-systeemin eutektoidiseen hajaantumislämpötilaan, termin "rauta" tarkoittaessa edellä määritellyn koostumuksen omaavaa pikate-rästä ja termin "titaani" tarkoittaessa edellä mainitun 20 koostumuksen omaavaa titaanipohjaista metalliseosta. Hehku tettaessa poranterät kuumennettiin hiilidioksidiatmos-fäärissä 310°C lämpötilaan eli martensiitin muutos lämpötilaan era. pseudobinäärisessä systeemissä ja pidettiin uunissa 25 minuuttia.Example 7 A series of helical drill bits was similar to Example 1 and a wear-resistant coating was formed on the drill bit in the same manner as in Example 1 except that the cathode material was a titanium-based alloy having the following composition by weight: Al 6.0%, V 4.0% , With 10 other parts being titanium. A wear-resistant 6 mm thick coating was formed on the surface of the drill bits from a titanium nitride-based intermediate phase. Furthermore, the process proceeded in the same manner as in Example 1, except that the drill bits were heated to 450 ° C, i.e. to the eutectic decomposition temperature of the pseudobinary "iron-titanium" system, the term "iron-titanium" to the eutectic decomposition " and the term "titanium" means a titanium-based alloy having the above composition. Upon annealing, the drill bits were heated in a carbon dioxide atmosphere to a temperature of 310 ° C, i.e. a change in the temperature of martensite. in a pseudobinary system and kept in the oven for 25 minutes.
25 Kestävyyskokeet suoritettiin poranterille samalla tavalla kuin esimerkissä 1. Yhdellä poranterällä porattujen reikien lukumäärä oli keskimäärin 335.Durability tests were performed on the drill bit in the same manner as in Example 1. The average number of holes drilled with one drill bit was 335.
Esimerkki 8Example 8
Kierreporanteräsar ja oli samanlainen kuin esimer-30 kissa 1 ja kulutusta kestävä pinnoite muodostettiin pora-teriin samalla tavalla kuin esimerkissä 1 paitsi,että katodimateriaalina oli titaanipohjainen seos, jonka koostumus painoprosentteina oli seuraavanlainen: Ai 8,0 %,The helical drill bit set was similar to Example 30 cat 1 and the wear resistant coating was formed on the drill bit in the same manner as in Example 1 except that the cathode material was a titanium-based alloy having the following composition in weight percent: Ai 8.0%,
Nb 2,0 %, Ta 1,0 % muun osan ollessa titaania ja reaktio-35 kaasuna käytettiin metaania. Kulutusta kestävä 6 mm paksuinen pinnoite muodostettiin poranterien pintaan titaani- 14 81 384 nitridipohjaisesta välisijafaasista. Edelleen menetelmässä toimittiin samalla tavalla kuin esimerkin 1 yhteydessä ainoana erona, että poranterät kuumennettiin 500°C lämpötilaan eli pseudobinäärisen "rauta-titaani"-systeemin 5 eutektoiäiseen hajaantumislämpötilaan, termin "rauta" tarkoittaessa edellä määritellyn koostumuksen omaavaa pikaterästä ja termin "titaani" tarkoittaessa edellä mainitun koostumuksen omaavaa titaanipohjaista metalliseosta. Hehkutettaessa poranterät kuumennettiin 320°C lämpötilaan 10 eli martensiitin muutoslämpötilaan em. pseudobinäärisessä systeemissä ja pidettiin uunissa 30 minuuttia.Nb 2.0%, Ta 1.0% the rest was titanium and methane was used as the reaction gas. A wear-resistant 6 mm thick coating was formed on the surface of the drill bits from a titanium-14 81 384 nitride-based intermediate phase. Furthermore, the process proceeded in the same manner as in Example 1, except that the drill bits were heated to 500 ° C, i.e. the eutectic decomposition temperature of the pseudobinary "iron-titanium" system 5, the term "iron" referring to high speed steel of the above definition and the term "titanium". a titanium-based alloy having a composition. Upon annealing, the drill bits were heated to 320 ° C, i.e. the transition temperature of martensite in the above pseudobinary system, and kept in an oven for 30 minutes.
Kestävyyskokeet suoritettiin poranterille samalla tavalla kuin esimerkissä 1. Yhdellä poranterällä porattujen reikien lukumäärä oli keskimäärin 309.Durability tests were performed on the drill bit in the same manner as in Example 1. The average number of holes drilled with one drill bit was 309.
15 Esimerkki 915 Example 9
Kierreporanteräsarja oli samanlainen kuin esimerkissä 1 ja kulutusta kestävä pinnoite muodostettiin poran-teriin samalla tavalla kuin esimerkissä 1 paitsi, että katodi-materiaalina oli titaanipohjäinen seos, jonka koostumus 20 painoprosentteina oli seuraavanlainen: Pb 0,3 %, muun osan ollessa titaania ja reaktiokaasuna käytettiin boraania. Kulutusta kestävä 6 mm paksuinen pinnoite muodostettiin poranterien pintaan titaanidiboridipohjaisesta välisijafaasista. Edelleen menetelmässä toimittiin samalla tavalla 25 kuin esimerkin 1 yhteydessä ainoana erona,että poranterät kuumennetitin 490°C lämpötilaan eli pseudobinäärisen "rauta-titaani"-systeemin eutektoidiseen hajaantumislämpötilaan, termin "rauta" tarkoittaessa edellä määritellyn koostumuksen omaavaa pikaterästä ja termin "titaani" 30 tarkoittaessa edellä mainitun koostumuksen omaavaa titaanipoh jäistä metalliseosta. Hehkutettaessa poranterät kuumennettiin 300°C lämpötilaan eli martensiitin muutoslämpötilaan em. pseudobinäärisessä systeemissä ja pidettiin uunissa 35 minuuttia.The series of helical drill bits was similar to Example 1 and a wear-resistant coating was formed on the drill in the same manner as in Example 1 except that the cathode material was a titanium-based alloy having the following composition at 20% by weight: Pb 0.3%, the rest being titanium and borane as reaction gas . A wear-resistant 6 mm thick coating was formed on the surface of the drill bits from a titanium diboride-based intermediate phase. Furthermore, the process proceeded in the same manner as in Example 1, except that the drill bits were heated to 490 ° C, i.e. the eutectic decomposition temperature of the pseudobinary "iron-titanium" system, the term "iron" referring to high speed steel having the above composition and the term "titanium" a titanium-based alloy having said composition. Upon annealing, the drill bits were heated to 300 ° C, i.e. the transition temperature of martensite in the above pseudobinary system, and kept in the oven for 35 minutes.
15 8138415 81384
Kestävyyskokeet suoritettiin poranterille samalla tavalla kuin esimerkissä 1. Yhdellä poranterällä porattujen reikien lukumäärä oli keskimäärin 319.Durability tests were performed on the drill bit in the same manner as in Example 1. The average number of holes drilled with one drill bit was 319.
Esimerkki 10 5 Kymmenen kappaleen sarja halkaisijaltaan 5 mm kierreporanteriä valmistettiin pikateräksestä, jonka koostumus oli painoprosentteina seuraavanlainen: C 1,0 %,Example 10 A series of ten 5 mm diameter helical drill bits were made of high speed steel having the following composition in weight percent as follows: C 1.0%,
Cr 6,0 %, W 1,3 %, V 0,5 %, lopun ollessa Fe. Mekaanisista epäpuhtauksista ja öljystä puhdistettu poranteräsarja 10 asetettiin tunnettua tyyppiä olevan laitteiston tyhjökam-mioon kulutusta kestävän pinnoitteen muodostamiseksi menetelmällä, jossa metalli lauhdutetaan ionipommituksen avulla. Tyhjöön imettiin 5*10 ^ mmHg suuruinen paine, teriin kohdistettiin 900 V jännite, ja kammioon sytytettiin valo-15 kaari koostumukseltaan seuraavanlaisesta titaanipohjäisestä seoksesta valmistetun katodin höyrystämiseksi: Ai 6,5 %,Cr 6.0%, W 1.3%, V 0.5%, the remainder being Fe. A set of drill bits 10 cleaned of mechanical impurities and oil was placed in the vacuum chamber of equipment of a known type to form a wear-resistant coating by a method in which the metal is condensed by ion bombardment. A pressure of 5 x 10 6 mmHg was applied to the vacuum, a 900 V voltage was applied to the blades, and a light-15 arc was ignited in the chamber to vaporize a cathode made of a titanium-based alloy having the following composition: Ai 6.5%,
Cr 0,9 %, Si 0,4 %, Fe 0,6 %, B 0,1 %, lopun ollessa Ti. Seuraavaksi poranterien pinta puhdistettiin ja kuumennettiin 200°C lämpötilaan. Tällöin poranterien pintaker-20 roksiin muodostui pseudobinäärisen "rauta-titaani"-sys- teemin seoksia, termin "rauta" tarkoittaessa em. systeemissä em. koostumuksen omaavaa pikaterästä. Sitten poranterien jännite laskettiin arvoon 80 V ja typpeä syötettiin kam- -3 mioon reaktiokaasuna paineen ollessa 2*10 mmHg. Kun typpi 25 oli vaikuttanut tunnin ajan höyrystyvään katodimateriaa- liin, poranterien pintaan oli muodostunut 6yum paksuinen, kulutusta kestävä titaaninitridipohjainen pinnoite. Tämän jälkeen tyhjökammioon syötettiin ilmaa happipitoisena redoksi-kaasuseoksena pitäen kammion paine edeltävällä tasolla.Cr 0.9%, Si 0.4%, Fe 0.6%, B 0.1%, the remainder being Ti. Next, the surface of the drill bits was cleaned and heated to 200 ° C. In this case, mixtures of a pseudobinary "iron-titanium" system were formed in the surface-20 racks of the drill bits, the term "iron" in the above-mentioned system referring to a high-speed steel having the above-mentioned composition. The voltage of the drill bits was then reduced to 80 V and nitrogen was fed into the chamber as a reaction gas at a pressure of 2 * 10 mmHg. After exposure to the evaporating cathode material for one hour, a 6-μm-thick, wear-resistant titanium nitride-based coating had formed on the surface of the drill bits. Air was then introduced into the vacuum chamber as an oxygen-containing redox-gas mixture, keeping the chamber pressure at the previous level.
30 Samanaikaisesti poranterien jännite nostettiin arvoon 900 V. Tällöin poranterät kuumenivat 350°C lämpötilaan eli eutek-toidiseen hajaantumislämpötilaan em. pseudobinäärisessä "rauta-titaani"-systeemissä. Kun tämä lämpötila oli saavutettu, reaktiokaasua ja ilmaa ei enää syötetty, valokaari 35 sammutettiin, poranterien jännite poistettiin ja poranterät ie 81384 jäähdytettiin huoneen lämpötilaan. Seuraavaksi poranterät hehkutettiin ja tätä varten ne asetettiin uuniin ja kuumennettiin atmosfäärisessä ilmassa, 150°C lämpötilaan eli martensiitin muutoslämpötilaan mainitussa pseudobinäärises-5 sä "rauta-titaani"-systeemissä ja poranteriä pidettiin tässä lämpötilassa 30 minuuttia. Sitten poranterät jäähdytettiin huoneen lämpötilaan.At the same time, the voltage of the drill bits was raised to 900 V. The drill bits were then heated to 350 ° C, i.e. the eutectic decomposition temperature in the above-mentioned pseudobinary "iron-titanium" system. When this temperature was reached, the reaction gas and air were no longer supplied, the arc 35 was turned off, the drill bits were de-energized and the drill bits ie 81384 were cooled to room temperature. Next, the drill bits were annealed and for this purpose they were placed in an oven and heated in atmospheric air, to a temperature of 150 ° C, i.e. the transition temperature of martensite in said pseudobinary "iron-titanium" system, and the drill bit was kept at this temperature for 30 minutes. The drill bits were then cooled to room temperature.
Kestävyyskokeet suoritettiin poranteräsarjalle samalla tavalla kuin esimerkissä 1 sillä erolla,että 10 lastuamisnopeus oli 32 m/min ja poraussyvyys 1 = d = 5 mm.Durability tests were performed on the drill bit set in the same manner as in Example 1, except that the cutting speed was 32 m / min and the drilling depth 1 = d = 5 mm.
Yhdellä poranterällä porattujen reikien lukumäärä oli keskimäärin 70.The average number of holes drilled with one drill bit was 70.
IlIl
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI870033A FI81384C (en) | 1987-01-05 | 1987-01-05 | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SKAERVERKTYG. |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI870033 | 1987-01-05 | ||
| FI870033A FI81384C (en) | 1987-01-05 | 1987-01-05 | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SKAERVERKTYG. |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI870033A0 FI870033A0 (en) | 1987-01-05 |
| FI870033A FI870033A (en) | 1988-07-06 |
| FI81384B true FI81384B (en) | 1990-06-29 |
| FI81384C FI81384C (en) | 1990-10-10 |
Family
ID=8523742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI870033A FI81384C (en) | 1987-01-05 | 1987-01-05 | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV SKAERVERKTYG. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI81384C (en) |
-
1987
- 1987-01-05 FI FI870033A patent/FI81384C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI870033A0 (en) | 1987-01-05 |
| FI81384C (en) | 1990-10-10 |
| FI870033A (en) | 1988-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10053756B2 (en) | Nickel chromium alloy | |
| EP0266149B1 (en) | High wear-resistant member, method of producing the same, and valve gear using the same for use in internal combustion engine | |
| US20100028706A1 (en) | Shaped body | |
| US5230755A (en) | Protective layer for a metal substrate and a method of producing same | |
| EP0846929B1 (en) | Part or jig for gas carburizing furnace | |
| AU602323B2 (en) | Method for production of cutting tools | |
| EP0510950B1 (en) | Treatment of sintered alloys | |
| IL205582A (en) | Method for boriding of coatings using high speed electrolytic process | |
| US6090223A (en) | Chromium nitride film and method for forming the same | |
| FI81384B (en) | Process for manufacturing a cutting tool | |
| JP2001501900A (en) | Thermochemical treatment of non-porous or porous materials containing carbon in halogenated atmosphere | |
| RU99110881A (en) | THERMOCHEMICAL TREATMENT IN THE HALOGEN-CONTAINING ATMOSPHERE OF NON-POROUS, LOW-BORING, OR VERY POROUS CARBON MATERIAL | |
| FI80296B (en) | FOERFARANDE FOER PAOFOERANDE AV ETT OEVERDRAG I SYNNERHET PAO SKAERVERKTYG. | |
| JPS63166957A (en) | Surface coated steel product | |
| JP2006206959A (en) | Method for nitriding aluminum alloy | |
| US20040084113A1 (en) | Method of surface treatment of titanium metal | |
| KR102467854B1 (en) | method for forming self-assembled oxidation resistant layer | |
| US11773494B2 (en) | Modified oxide surface treatment layer for alloys and corresponding methods | |
| JPH032945B2 (en) | ||
| Loh | Plasma nitriding | |
| JP2000074324A (en) | Carburizing preventive surface working | |
| US20020020476A1 (en) | Method of surface treatment of titanium metal | |
| KR100290975B1 (en) | Method for boronizing steel material using plasma | |
| NO870139L (en) | PROCEDURE FOR MANUFACTURING CUTTING TOOLS. | |
| CA1298235C (en) | Method for production of cutting tools |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: VSESOJUZNY NAUCHNO-ISSLEDOVATELSKY |