NL7908745A - Werkwijze voor het vervaardigen van een voorwerp, waarop door thermisch opspuiten een buitenlaag wordt aangebracht en voorwerp, in het bijzonder een boor- beitel, verkregen volgens deze werkwijze. - Google Patents

Description

N/29.313-Kp/f.

\

Werkwijze voor het vervaardigen van een voorwerp, waarop door thermisch opspuiten een buitenlaag wordt aangebracht en voorwerp, in het bijzonder een boorbeitel, verkregen volgens deze werkwijze.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een voorwerp, waarop door thermisch opspuiten een buitenlaag wordt aangebracht, gevolgd door een warmtebehandeling, alsmede op een voorwerp, in het bijzonder 5 een boorbeitel, verkregen volgens deze werkwijze.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit het Britse octrooischrift 1.367.762. Bij toepassing van de boven beschreven werkwijze op voorwerpen, waarbij vereist is dat de aangebrachte buitenlaag in bedrijf bestand dient te zijn tegen 10 grote variërende krachten, b.v. slijtvast moet zijn, blijkt echter dat deze laag soms afschilfert, waardoor de levensduur van de verkregen voorwerpen wordt bekort.

Dienovereenkomstig verschaft de uitvinding een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort, met het ken-15 merk, dat op een kernlichaam een laag door koud isostatisch compacteren van een geschikt poedermateriaal wordt aangebracht, gevolgd door sinteren, waarna de buitenlaag, die een slijtvaste laag is, wordt aangebracht en vervolgens het aldus verkregen samenstel heet isostatisch wordt gecompacteerd.

20 Gevonden werd, dat een geschikt poedermateriaal voor dit doel een nikkel bevattend gelegeerd staalpoeder is met bij voorkeur 3,5% nikkel daarin.

De uitvinding verschaft bovendien een boorbeitel met snijtanden, voorzien van'een slijtvaste laag, voor het 25 boren in gesteente.

Voor het uitvoeren van een werkwijze volgens de uitvinding wordt in een rubber persvorm een hoeveelheid poedermateriaal gebracht en verdeeld, waarna het kernlichaam, dat gewoonlijk een voor een lager geschikt staalsoort is, in 30 het poeder wordt gelegd, waarna het poeder wordt aangedrukt.

Ook kan eerst het kernlichaam in de vorm worden geplaatst, waarna het poedermateriaal wordt ingebracht en aangedrukt.

De vorm wordt afgesloten en vervolgens koud isostatisch gecompacteerd tot een samenhangend lichaam is verkregen, dat 35 ongeveer een dichtheid van ?Q% heeft. Het uit de vorm verwij- 7908745 -2- derde lichaam wordt vervolgens in een oven gesinterd. Na afkoeling van het gesinterde voorwerp wordt dit bekleed met een slijtvaste laag door thermisch opspuiten b.v. plasma-spuiten, waarna het aldus verkregen samenstel heet isosta-5 tisch wordt gecompacteerd. Dit heet isostatisch compacteren kan het beste plaatsvinden door het gehele voorwerp op te nemen in een dunwandige diepgetrokken vat of container uit staal met laag koolstofgehalte en een wanddikte van ongeveer 0,5 mm, gevuld met een keramisch poeder. Dit vat wordt dan 10 verhit en alzijdig onder druk gezet. Na het heet isostatisch compacteren kan het voorwerp gemakkelijk uit de omringende keramische massa worden gebroken en gereinigd door zandstralen. Deze methode blijkt componenten te verschaffen met nauwkeurige vormafmetingen, die het beste te vergelijken 15 zijn met die vanjgesmeed produkt.

Wanneer op deze wijze een boorbeitel voor gesteente wordt vervaardigd, wordt na het sinteren niet het geheJe oppervlak van de snijtanden, maar alleen die gedeelten ervan, welke direct met het gesteente in aanraking ko-20 men, door thermisch opspuiten met de slijtvaste laag bekleed. Na dit selectief aanbrengen van de slijtvaste laag wordt de voorgevormde boorbeitel in zijn geheel onderworpen aan heet isostatisch compacteren, zoals hiervoor is omschreven.

De uitvinding wordt thans nader toegelicht aan 25 de hand van de bijgaande tekening, die een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding weergeeft.

Fig. l is een doorsnede van een boorbeitel, vervaardigd volgens de uitvinding.

Fig. 2 is een perspectivisch aanzicht van een 30 gedeelte van deze boorbeitel.

De in fig. 1 getoonde boorbeitel 1 is samengesteld uit een kernlichaam 3 van een lagermateriaal, waarin de loopbanen 2 voor de rolelementen (niet getekend) zijn aangebracht. Op dit in aanvang massieve kernlichaam 3 wordt 35 in een rubber persvorm een poederlaag 4 aangebracht, welke combinatie koud isostatisch wordt gecompacteerd. Deze bewerking vindt bij voorkeur plaats onder een druk van circa 6000 atmosfeer bij kamertemperatuur. Vervolgens wordt de koud isostatisch. gecompacteerde, voorgevormde boorbeitel 40 uit de vorm verwijderd en in een sinteroven gesinterd bij 7908745 -- -3- een temperatuur van ca. 1200°C bij 1 atmosfeer onder reductie met waterstof gedurende ca. 1 uur, welke bewerkingen leiden tot een dichtheid van ca. 90% van het gecompacteerde materiaal. Vervolgens wordt met behulp van plasmaspuittechniek 5 de slijtvaste laag 5 op de laag 4 aangebracht en wordt daarna het verkregen voorwerp in een vat of container gebracht en heet isostatisch gecompacteerd onder een druk van bij voorkeur ca. 1600 atmosfeer en bij een temperatuur van ca. 1100°C gedurende ten minste 2 uren. Door deze werking wordt een 10 dichtheid van de lagen 4 en 5 van 99% verkregen en vindt bovendien een zeer hechte binding (bonding) tussen de lagen plaats.

Door de werkwijze volgens de uitvinding kan worden geconstateerd, dat de mechanische eigenschappen van 15 de aldus gevormde boorbeitel sterk verbeterd zijn, evenals de binding tussen de lagen 4 en 5 enerzijds en de laag 4 met het kernlichaam 3 anderzijds. Hierdoor is het gewenste effect bereikt van zeer hoge slijtvastheid en weerstand tegen af-brokkelen van de snijtanden, gecombineerd met een kernlichaam 20 dat functioneel andere toepassingsmogelijkheden heeft, zoals bijvoorbeeld de functie van een lager.

Opgemerkt wordt, dat het oorspronkelijk massieve kernlichaam 3 na machinale bewerkingen en warmtebehandeling de vorm verkrijgt, zoals in fig. 1 is afgebeeld, waarin 25 de loopbanen 2 van de rolelementen zijn aangegeven.

Fig. 2 laat verder zien, dat niet het gehele oppervlak van de snijtanden van de boorbeitel voorzien is van de slijtvaste laag 5, doch slechts op die plaatsen de slijtvaste laag aangebracht is, waar de tand direct met het ge-30 steente tijdens bedrijf in aanraking komt.

Aldus is door de uitvinding een voorwerp, zoals een boorbeitel, verkregen, die in beginsel uit drie gedeelten bestaat namelijk een significant verbeterd snijgedeelte 5, een dragend gedeelte 4 en een kern of respectievelijk lager-35 gedeelte 3, welke gedeelten op economisch en technisch voordelige wijze zijn samengesteld, zodanig, dat de gerede boorbeitel aan de gestelde eisen voldoet.

7908745

Claims (10)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een voorwerp waarop door thermisch opspuiten een buitenlaag wordt aangebracht, gevolgd door een warmtebehandeling, met het kenmerk , dat op een kernlichaam (3) een laag (4) door 5 koud isostatisch compacteren van een geschikt poedermateriaal wordt aangebracht, gevolgd door sinteren, waarna de buitenlaag (5), die een slijtvaste laag is, wordt aangebracht en vervolgens het aldus verkregen samenstel heet isostatisch wordt gecompacteerd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het poedermateriaal van laag (4) een nikkel bevattend gelegeerd staalpoeder is.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk , dat het staalpoeder 3,5% nikkel bevat.

4. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk , dat na het sinteren van het poedermateriaal de slijtvaste laag (5) slechts wordt gespoten op de oppervlakken, die in bedrijf direct aan een slijtende werking onderhevig zijn.

5. Werkwijze volgens conclusies 1-4, met het kenmerk , dat het kernlichaam (3) uit een lagermate-riaal bestaat.

6. Voorwerp, verkregen volgens de werkwijze van conclusies 1-5.

7. Boorbeitel met snijtanden voorzien van een slijt vaste laag voor het boren in een gesteente, met het kenmerk , dat op een als lager fungerend kernlichaam {3Leen door koud isostatisch compacteren en sinteren van een geschikt poedermateriaal verkregen laag (4) is aangebracht, 30 waarvan de snijtanden zijn voorzien van de slijtvaste laag (5) op die plaatsen waar de tanden in bedrijf direct met het gesteente in aanraking komen en de voorgevormde boorbeitel in zijn geheel heet isostatisch is gecompacteerd, zodanig, dat een binding tussen de lagen (4) en (5) enerzijds en tus- 35 sen de laag (4) en kernlichaam (3) anderzijds aantoonbaar is.

8 Boorbeitel volgens conclusie 7, m e t het 7908745 -5- kenmerk, dat de laag (4) uit een nikkel bevattend gelegeerd staal bestaat.

9. Boorbeitel volgens conclusie 7 of 8, m e t het kenmerk, dat het nikkel bevattende gelegeerde 5 staal 3,5% nikkel bevat.

10. Boorbeitel volgens conclusie 7-9, met het kenmerk, dat het oorspronkelijk massieve kern-lichaam (3) door machinale bewerkingen en warmtebehandeling tot een lager voor het lagersysteem van de boorbeitel is 10 gevormd. 7908745