PL197642B1

PL197642B1 - Kompozytowe narzędzie obrotowe oraz sposób wytwarzania kompozytowego narzędzia obrotowego

Info

Publication number: PL197642B1
Application number: PL355375A
Authority: PL
Inventors: Prakash K. Mirchandani; Bruce A. Keller
Original assignee: Tdy Ind Inc
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2008-04-30
Also published as: ATE278494T1; PL355375A1; US6511265B1; DK1244531T3; KR100749994B1; EP1244531B1; JP4912552B2; IL150068A; KR20020064933A; CN1423586A; AU1959401A; EP1244531A4; DE60014706T2; IL150068A0; CN1423586B; JP2003516867A; HU226281B1; HUP0203598A2; WO2001043899A1; EP1244531A1

Abstract

1. Kompozytowe narz edzie obrotowe, zw laszcza wier- tlo, rozwiertak, frez czo lowy wzgl ednie gwintownik ze spie- kanych w eglików metali, wyposa zone korzystnie w srubow a krawedz tn ac a, znamienne tym, ze sk lada si e przynajmniej z dwóch obszarów (31 i 32, 34 i 35) wykonanych z dwóch ró znych materia lów (71 i 72, 81 i 82, 91 i 92) stanowi acych spiekane w egliki metali, lecz ró zni ace si e przynajmniej jedn a w lasciwo sci a, przy czym na powierzchni zetkni ecia materia ly te wzajemnie si e ze sob a przenikaj a. 18. Sposób wytwarzania kompozytowego narz edzia ob- rotowego, zw laszcza wiert la, rozwiertaka, frezu czo lowego wzgl ednie gwintownika ze spiekanych w eglików metali, wyposa zonego korzystnie w srubowa kraw edz tn ac a, zna- mienny tym, ze w cz esci komory roboczej formy do izosta- tycznego prasowania, odpowiadaj acej jednemu obszarowi narz edzia, umieszcza si e proszek metalurgiczny odpowia- daj acy zawarto sci spiekanych w eglików metali tego obsza- ru, za s w innej cz esci tej komory umieszcza si e proszek metalurgiczny odpowiadaj acy zawarto sci spiekanych w egli- ków metali tego obszaru narz edzia, za s w innej cz esci komory umieszcza si e inny proszek metalurgiczny odpo- wiadaj acy zawarto sci spiekanych w eglików metali odpo- wiadaj acego mu obszaru narz edzia po czym sprasowuje si e w formie zawartosc poszczególnych cz esci tej komory, uzyskuj ac wyprask e, któr a nast epnie spieka si e przy u zyciu nadci snienia i uzyskany materia l poddaje si e,................ PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kompozytowe narzędzie obrotowe, zwłaszcza wiertło, rozwiertak, frez czołowy względnie gwintownik ze spiekanych węglików metali, wyposażone korzystnie w śrubową krawędź tnącą.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób wytwarzania kompozytowego narzędzia obrotowego, zwłaszcza wiertła, rozwiertaka, frezu czołowego względnie gwintownika ze spiekanych węglików metali, wyposażonego korzystnie w śrubową krawędź tnącą.

W stanie techniki są powszechnie znane i stosowane w przemyśle do obróbki skrawaniem narzędzia napędzane ruchem obrotowym, np. wiertła, służące do wiercenia, rozwiertaki, służące do rozwiercania, pogłębiacze, służące do wykonywania pogłębień stożkowych względnie walcowych, frezy czołowe do frezowania czołowego oraz gwintowniki do gwintowania. Narzędzia te mają monolityczną konstrukcję, co oznacza, że są wykonane z jednorodnego materiału i mają w zasadzie takie same właściwości w dowolnej części roboczej narzędzia.

Sposób wytwarzania narzędzi ze spiekanych węglików metali polega na wytwarzaniu wypraski przez sprasowywanie proszku metalurgicznego zawierającego sproszkowane węgliki metali oraz spoiwo, a następnie spiekanie go w wysokiej temperaturze przy stosowaniu odpowiedniego nadciśnienia. Otrzymany półfabrykat narzędzia jest poddawany obróbce skrawaniem w celu nadania mu odpowiedniego kształtu oraz wykonania krawędzi tnących w odpowiedniej geometrii.

Narzędzia obrotowe ze spiekanych węglików metali mają wiele zastosowań przemysłowych, zwłaszcza do cięcia i kształtowania materiałów konstrukcyjnych, takich jak metale, drewno i tworzywa sztuczne, przy czym materiał, z którego są wykonane jest stosunkowo wytrzymały na rozciąganie i odporny na zużycie. Jak wyżej wspomniano, spiekane węgliki metali zawierają dwie fazy: twardy składnik ceramiczny, stanowiący na przykład węgliki metali - z pierwiastków IVB do VIB grupy układu okresowego, zwłaszcza węgliki wolframu oraz ze spoiwa stanowiącego najczęściej kobalt, nikiel, żelazo lub stopy tych metali. Prasowanie odbywa się w przestrzennych, odpowiednio ukształtowanych matrycach.

Fizyczne i chemiczne właściwości materiałów otrzymanych ze spiekanych węglików metali są zależne od rodzaju składników zawartych w proszkach metalurgicznych stosowanych do ich wytwarzania. Właściwości te określa skład chemiczny składników ceramicznych, wielkość ich ziaren oraz stosunek masy spoiwa do masy węglików metali. Przez zmianę zawartości proszku metalurgicznego możliwe jest wytwarzanie narzędzi obrotowych takich jak wiertła, frezy czołowe o właściwościach dostosowanych do określonych zastosowań.

Monolityczna konstrukcja znanych dotychczas narzędzi obrotowych ze spiekanych węglików metali ogranicza jednak ich wydajność i zakres stosowania.

Przedstawione na fig. 1a w widoku z boku i na fig. 1b w widoku z przodu wiertło kręte 10 ma typową konstrukcję przystosowaną do wykonywania otworów w różnych materiałach konstrukcyjnych, zwłaszcza w metalach, drewnie lub w tworzywie sztucznym.

Wiertło kręte 10 jest wyposażone w stożkową końcówkę tnącą 14, zakończoną ścinem 11 i zaopatrzoną w dwie prostoliniowe, stożkowe krawędzie tnące 16. W czasie operacji wiercenia krawędzie tnące 16 dokonują wstępnego nacięcia obrabianego materiału, przy czym prędkość skrawania jest różna w poszczególnych punktach krawędzi tnących 16, w zależności od ich odległości od osi wiertła. Ilustruje to fig. 2, przedstawiający porównanie prędkości skrawania odpowiadających poszczególnym punktom krawędzi tnących 16, którym odpowiada średnica D1 w miejscu, w którym krawędź tnąca 16 łączy się ze ścinem 11, wynosząca D1 = 0,635 cm, średnica D3, odpowiadająca zewnętrznej średnicy wiertła, wynosząca D3 = 2,54 cm oraz pośrednia średnica D2, wynosząca D2 = 1,27 cm. Przy prędkości obrotowej wiertła wynoszącej 200 obr/min, wartość prędkości skrawania odpowiada wysokości poszczególnych słupków i w sposób widoczny jest tym większa, im większa jest odległość wybranego punktu od osi obrotu wiertła.

Różne wartości prędkości skrawania wiertła względnie innego narzędzia obrotowego o monolitycznej konstrukcji powodują różnorodne zużycie w poszczególnych częściach krawędzi tnących i w przypadku, gdy prędkość skrawania jest zbyt wysoka, wyruszenie lub pęknięcie tych krawędzi. Ponadto w przypadku wiercenia otworu w materiałach utwardzonych powierzchniowo najbardziej narażony na zużycie jest ścin wiertła, natomiast jego pozostała część skrawa bardziej miękki materiał znajdujący się pod utwardzoną powierzchnią. W wyniku tego zużycie ścina wiertła jest znacznie szybsze niż pozostałych części jego krawędzi tnącej.

PL 197 642 B1

Jak z tego wynika, monolityczna konstrukcja konwencjonalnych wierteł względnie innych narzędzi obrotowych wykonanych ze spiekanych węglików metali wymaga stosunkowo częstego ostrzenia krawędzi tnących, powodując znaczące ograniczenie żywotności narzędzia. Wykruszenie krawędzi tnących powoduje natomiast konieczność przerwania obróbki i odpowiedni przestój obrabiarki.

Podobne wady wykazują wiertła stopniowe stosowane do wiercenia otworów o różnych, zmieniających się wzdłuż osi średnicach oraz wiertła zespołowe, a także pogłębiacze, trzpieniowe frezy czołowe oraz gwintowniki.

Istotną niedogodnością konwencjonalnych monolitycznych wierteł, gwintowników oraz frezów czołowych jest ponadto wyginanie się narzędzia w przypadku dużego stosunku jego długości do średnicy, co stwarza oczywiście odpowiednie ograniczenia głębokości obróbki oraz posuwu narzędzia.

W celu wyeliminowania tych niedogodności narzędzi obrotowych podjęto próby wytwarzania takich narzędzi, które mają różne właściwości w różnych częściach krawędzi tnących. Na przykład z opisów patentowych Stanów Zjednoczonych AP nr US 5 609 447 oraz US 5 628 837 znane są wiertła ze spiekanych węglików metali mające odwęgloną powierzchnię, uzyskaną w wyniku wygrzewania tych wierteł w temperaturze od 600°C do 1100°C w atmosferze ochronnej. Okazało się jednak, że utwardzona warstwa powierzchniowa wierteł jest stosunkowo cienka i może się łatwo zużyć, odsłaniając znajdujący się pod nią bardziej miękki materiał, a ponadto operacja odwęglania znacząco zwiększa koszt wytwarzania wierteł.

Celem wynalazku jest opracowanie narzędzia obrotowego, które wykazywałoby bardziej równomierne zużycie krawędzi tnących, a równocześnie umożliwiłoby usztywnienie narzędzi o dużej smukłości, czyli o dużej wartości stosunku długości do średnicy narzędzia.

Cel ten realizuje obrotowe narzędzie kompozytowe według wynalazku, które charakteryzuje się tym, że składa się przynajmniej z dwóch obszarów wykonanych z dwóch różnych materiałów stanowiących spiekane węgliki metali, lecz różniące się przynajmniej jedną właściwością, przy czym na powierzchni zetknięcia materiały te wzajemnie się ze sobą przenikają.

Narzędzie według wynalazku składa się korzystnie z trzech lub z większej liczby obszarów wykonanych z odpowiedniej liczby różnych materiałów stanowiących węgliki spiekane i różniących się od siebie przynajmniej jedną właściwością.

Przynajmniej jedna różniąca się właściwość materiałów poszczególnych obszarów narzędzia według wynalazku jest wybrana korzystnie spośród grupy stanowiącej: moduł sprężystości, twardość, odporność na zużycie, odporność na wykruszenia, wytrzymałość na rozciąganie, odporność na korozję, współczynnik rozszerzalności cieplnej i współczynnik przewodności cieplnej.

Długość poszczególnych różniących się od siebie materiałem obszarów narzędzia jest korzystnie większa od jego średnicy.

Poszczególne różniące się od siebie materiałem obszary narzędzia według wynalazku są korzystnie względem siebie współosiowe lub przenikają się wzajemnie wzdłuż powierzchni prostopadłej do osi narzędzia.

Materiały poszczególnych obszarów różnią się od siebie zawartością spiekanych węglików metali i zawartością spoiwa.

Materiały poszczególnych obszarów narzędzia według wynalazku zawierają spiekane węgliki metali stanowiących grupę IVB, VB i VIB układu okresowego pierwiastków.

Spoiwo spiekanych węglików metali, z których wykonane są poszczególne obszary narzędzia, stanowi korzystnie metal wybrany spośród grupy stanowiącej: kobalt, nikiel, żelazo i ich stopy.

Spoiwa spiekanych węglików metali, z których wykonane są jego poszczególne obszary, są jednakowe względnie różnią się od siebie.

Wagowa zawartość procentowa spoiw spiekanych węglików metali, stanowiących materiał poszczególnych obszarów narzędzia, różni się od siebie.

Węgliki metali stanowiące materiał poszczególnych obszarów narzędzia różnią się od siebie przynajmniej składem chemicznym względnie średnią wielkością ziaren.

Węgliki metali stanowiące materiał poszczególnych obszarów narzędzia, zawierają od 60% do 98% wagowo węglika metalu oraz od 2% do 40% wagowo spoiwa.

Spiekane węgliki metali stanowiące materiał poszczególnych obszarów narzędzia, stanowią cząsteczki węglików wolframu o średniej wielkości ziaren wynoszącej od 0,3 pm do 10 μ m.

Spiekane węgliki metali stanowiące materiał poszczególnych obszarów narzędzia, różnią się od siebie zawartością spoiwa wynoszącą od 1 % do 10% wagowo.

PL 197 642 B1

Moduły sprężystości spiekanych węglików metali stanowiących materiał poszczególnych obszarów narzędzia według wynalazku wynoszą od 400000 N/mm² do 700000 N/mm², przy czym różnica modułów sprężystości materiału jego poszczególnych obszarów wynosi korzystnie do 200000 NW.

Spiekane węgliki metali stanowiące materiał jednego z obszarów narzędzia zawierają od 6% do 15% wagowo stopu kobaltu, zaś spiekane węgliki metali stanowiące materiał sąsiadującego z nim obszaru zawierają od 10% do 15% wagowo stopu kobaltu.

Celem wynalazku jest również opracowanie optymalnego sposobu wytwarzania kompozytowych narzędzi obrotowych, zapewniającego uzyskanie różnych materiałów ze spiekanych węglików metali w różnych obszarach narzędzia i umożliwienie dostosowania materiału do funkcji i obciążeń działających na te obszary narzędzia.

Cel ten zrealizowano w sposobie wytwarzania kompozytowego narzędzia obrotowego według wynalazku, który charakteryzuje się tym, że w części komory roboczej formy do izostatycznego prasowania, odpowiadającej jednemu obszarowi narzędzia, umieszcza się proszek metalurgiczny odpowiadający zawartości spiekanych węglików metali tego obszaru, zaś w innej części tej komory umieszcza się proszek metalurgiczny odpowiadający zawartości spiekanych węglików metali tego obszaru narzędzia, zaś w innej części komory umieszcza się inny proszek metalurgiczny odpowiadający zawartości spiekanych węglików metali odpowiadającego mu obszaru narzędzia po czym sprasowuje się w formie zawartość poszczególnych części tej komory, uzyskując wypraskę, którą następnie spieka się przy użyciu nadciśnienia i uzyskany materiał poddaje się obróbce w celu uzyskania jego odpowiedniego kształtu, zwłaszcza zaś śrubowych krawędzi tnących, przy czym materiały uzyskane w wyniku prasowania i spiekania tych proszków różnią się od siebie przynajmniej jedną właściwością.

Do prasowania stosuje się korzystnie suchą formę kauczukową.

W celu uzyskania odpowiedniego kształtu narzędzia wypraskę poddaje się korzystnie obróbce skrawaniem.

Komorę roboczą izostatycznej formy kauczukowej dzieli się na poszczególne części odpowiadające poszczególnym obszarom narzędzia, stosując do tego celu cienkościenną tuleję.

Cienkościenna tuleja, służąca do podziału komory roboczej suchej formy izostatycznej na części odpowiadające poszczególnym obszarom narzędzia, jest wykonana korzystnie z materiału wybranego spośród grupy stanowiącej tworzywa sztuczne, metal, zwłaszcza stal, i papier.

Przed prasowaniem usuwa się korzystnie tuleję z komory roboczej formy.

Jako proszki metalurgiczne stosuje się mieszaninę sproszkowanych węglików metali wybranych spośród pierwiastków stanowiących IVB, VB i VIB układu okresowego pierwiastków w ilości od 60% do 98% wagowo, sproszkowane spoiwo stanowiące metal wybrany spośród grupy stanowiącej: kobalt, nikiel, żelazo i ich stopy w ilości od 2% do 40% wagowo, przy czym cząsteczki węglika metalu mają średnią wielkość wynoszącą od 0,3 pm do 10 μ m.

Spiekanie wypraski przeprowadza się korzystnie w temperaturze 1350°C do 1500°C i przy ciśnieniu od ^{2 N/}mm² do ^{14 N/}mm².

Prasowanie w formie izostatycznej odbywa się korzystnie przy ciśnieniu od 34 N/mm2 do 350 N/mm2.

Co najmniej jedna właściwość różniąca od siebie materiały uzyskane w wyniku sprasowania i spiekania proszków metalurgicznych, odpowiadających poszczególnym obszarom narzędzia, jest wybrana spośród grupy stanowiącej: moduł sprężystości, twardość, odporność na zużycie, odporność na wykruszenia, wytrzymałość na rozciąganie, odporność na korozję, współczynnik rozszerzalności cieplnej i współczynnik przewodności cieplnej.

Badania eksploatacyjne wykazały, że kompozytowe narzędzie obrotowe według wynalazku, którego odpowiednie obszary są wykonane z różnych w swej zawartości spiekanych węglików metali, wykazują znacznie większą odporność na zużycie, żywotność i wydajność w porównaniu do znanych narzędzi monolitycznych wykonanych z podobnych materiałów.

Sposób wytwarzania kompozytowych narzędzi obrotowych według wynalazku zapewnia natomiast stosunkowo prostą technologię, opartą o znane operacje prasowania i spiekania, a tym samym stosunkowo niskie koszty wytwarzania tych narzędzi.

Kompozytowe narzędzie obrotowe oraz sposób jego wytwarzania są uwidocznione w przykładowych rozwiązaniach konstrukcyjnych na rysunku, na którym: poz. 1a przedstawia konwencjonalne, monolityczne wiertło kręte w widoku z boku; poz. 1b - to samo wiertło w przekroju poprzecznym prostopadłym do osi; poz. 2a - wykres przedstawiający zależność prędkości skrawania w funkcji średnicy odpowiadającej rozpatrywanemu punktowi krawędzi tnącej; fig. 1a - półfabrykat kompozytowego narzędzia obrotowego według wynalazku, złożonego z dwóch współosiowych obszarów wykonanych

PL 197 642 B1 z materiałów o różnych właściwościach; fig. 1b - ten sam półfabrykat w przekroju wzdłuż linii b-b na fig. 1a; fig. 1c - półfabrykat kompozytowego narzędzia obrotowego według wynalazku, złożonego z dwóch obszarów wykonanych z różnych materiałów i umieszczonych jeden za drugim; fig. 1d - półfabrykat kompozytowego narzędzia obrotowego według wynalazku, złożonego z trzech obszarów wykonanych z materiałów o różnych właściwościach; fig. 2 - kompozytowe stopniowe wiertło kręte z uchwytem walcowym, złożone z trzech obszarów wykonanych z materiałów o różnych właściwościach; fig. 3 - zespołowe, stopniowe kompozytowe wiertło kręte z uchwytem stożkowym, złożone z trzech obszarów wykonanych z materiałów o różnych właściwościach; fig. 4 - formę prasy izostatycznej typu suchego do wytwarzania kompozytowego freza czołowego według wynalazku według przykładu 1, w osiowym przekroju podłużnym; fig. 5 - fotografię mikroskopową freza czołowego wytworzonego według przykładu 1; fig. 6 - fotografię mikroskopową narzędzia obrotowego wytworzonego według przykładu 2, w powiększeniu 1600 razy, a fig. 7 - fotografię mikroskopową półfabrykatu kompozytowego narzędzia obrotowego wykonanego według przykładu 3 w powiększeniu 1000 razy.

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest kompozytowe narzędzie obrotowe służące do obróbki skrawaniem, wyposażone przynajmniej w jedną krawędź tnącą, usuwającą warstwę materiału obrabianego w postaci wióra, złożoną przynajmniej z dwóch obszarów z różnych materiałów stanowiących spiekane węgliki metali, lecz różniących się składem chemicznym względnie mikrostrukturą, a w związku z tym mające różne właściwości. Różne właściwości wybrane są spośród następujących właściwości materiału: moduł sprężystości, twardość, odporność na zużycie, odporność na wykruszenia, wytrzymałość na rozciąganie, odporność na korozję, współczynnik rozszerzalności cieplnej i współczynnik przewodności cieplnej.

Narzędzie według wynalazku może stanowić wiertło, rozwiertak, frez czołowy względnie gwintownik ze spiekanych węglików metali.

Narzędzia te służą odpowiednio do wykonywania następujących operacji obróbki skrawaniem: wiercenie, rozwiercanie, pogłębianie stożkowe i walcowe otworów, frezowanie czołowe i gwintowanie.

Odpowiedni skład chemiczny materiału określonego obszaru narzędzia jest funkcją składu chemicznego składnika ceramicznego proszku metalurgicznego oraz/lub spoiwa, a także stosunku zawartości tego składnika ceramicznego (węglików metali) do spoiwa, jak również mikrostruktury uzyskanego spieku.

W przypadku narzędzia złożonego z dwóch obszarów o różnych właściwościach materiałowych, jeden z nich (zwłaszcza odpowiadający zewnętrznemu obszarowi narzędzia) może wykazywać większą odporność na zużycie, większą twardość, natomiast drugi, sąsiadujący z nim obszar (na przykład wewnętrzna część narzędzia) - większy moduł sprężystości.

Przedstawiony w perspektywicznym przekroju osiowym na fig. 1a i w przekroju poprzecznym na fig. 1b półfabrykat kompozytowego narzędzia obrotowego według wynalazku stanowi cylindryczną, spieczoną wypraskę, złożoną z dwóch współśrodkowych obszarów ze spiekanych węglików metali różniących się swymi właściwościami. Na fig. 3a i 3b przedstawiony jest półfabrykat kompozytowego narzędzia obrotowego 30 w przekroju osiowym oraz w przekroju prostopadłym do osi. Półfabrykat ten stanowi walcową wypraskę po jej spieczeniu, złożoną z dwóch współosiowych obszarów, z których każdy wykonany jest z różniących się przynajmniej jedną właściwością spiekanych węglików metali. Półfabrykat kompozytowego narzędzia obrotowego według wynalazku może mieć również bardziej złożoną geometrię i składać się z więcej niż dwóch obszarów o różnych właściwościach materiałowych.

Półfabrykat 30 kompozytowego narzędzia obrotowego składa się z obszaru rdzeniowego 31, mającego postać wydłużonego walca, oraz z obszaru 32, mającego postać otaczającej ten walec tulei. Obydwa obszary 31 i 32 wykonane są z materiału zawierającego składnik ceramiczny, stanowiący sproszkowane węgliki wolframu lub innego pierwiastka należącego do grupy IVB, VB i VIB układu okresowego pierwiastków, przy czym zawartość składnika ceramicznego wynosi od 60% do 98% wagowo węglika metalu oraz od 2% do 40% wagowo spoiwa, którym jest korzystnie jeden z następujących metali: kobalt, nikiel, żelazo i ich stopy. Ponadto spoiwo może również zawierać takie pierwiastki jak W, Cr, Pi, Ta, V, Mo, Nb, Zr, Hf i C, a także do 5% wagowo takich pierwiastków jak Cu, Mn, Ag, Al i Ru w postaci pierwiastka lub stopu dwóch lub kilku pierwiastków.

Właściwości materiałów obszaru rdzeniowego 31 i obszaru zewnętrznego 32 winny być dostosowane do funkcji, jakie obszary te spełniają w czasie pracy narzędzia. Między obydwoma obszarami 31 i 32 znajduje się warstwa 33 wzajemnego przenikania mikrostruktur materiałów obydwu tych obszarów. W szczególności mogą one się różnić zawartością spoiwa w spiekanym węgliku metali, przy czym różnice tej zawartości mogą wynosić od 1% do 10% wagowo. Warstwy wzajemnego przenikania

PL 197 642 B1 różniących się od siebie materiałów obydwu obszarów narzędzia mogą być zarówno równoległe do jego osi, jak to przedstawia fig. 3a i 3b, jak i prostopadłe względnie nachylone pod innym kątem do tej osi.

Przykładowo fig. 3c przedstawia cylindryczny półfabrykat nawiertaka, złożony z dwóch obszarów, a mianowicie z obszaru 34, znajdującego się w jednym końcu, wykonanego z bardziej twardego materiału, o większej wytrzymałości i przeznaczonego na część roboczą nawiertaka, oraz z obszaru 35, charakteryzującego się większą wartością modułu sprężystości i służącego do wykonania jego uchwytu. Obydwa obszary 34 i 35 znajdują się po obydwu stronach półfabrykatu nawiertaka i są od siebie oddzielone warstwą wzajemnego przenikania prostopadłą do osi narzędzia. Przykładowo obszar 34, przeznaczony na część roboczą nawiertaka i wykonany z materiału bardziej twardego i odpornego na zużycie, może składać się z cząstek węglika wolframu o średniej wielkości ziaren (od 0,3 gm do 1,5 gm) osadzonych w spoiwie zawierającym od 6% do 15% wagowo stopu kobaltowego, natomiast obszar 35 może być wykonany z cząstek węglika wolframu o średniej wielkości, wynoszącej od 1 gm do 10 g m, osadzonych w spoiwie zawierającym od 2% do 6% wagowo stopu kobaltowego, przy czym materiał tego drugiego obszaru 35 charakteryzuje się większą wartością modułu sprężystości, zapobiegając odkształceniom tej części pod działaniem nacisku osiowego na nawiertak.

W sposób oczywisty zarówno kompozytowe narzędzie obrotowe, jak i jego półfabrykat mogą się składać z więcej niż z dwóch, na przykład z trzech lub większej liczby obszarów wykonanych z różnych materiałów ze spiekanych węglików metali i charakteryzujących się różnymi właściwościami, przy czym warstwy wzajemnego przenikania tych obszarów mogą być zarówno równoległe do osi narzędzia, jak i prostopadłe do niej względnie nachylone pod innym kątem. Przykłady półfabrykatów takich narzędzi przedstawione są na fig. 3b oraz fig. 4 i 5. Półfabrykat przedstawiony na fig. 3d i przeznaczony do wykonania wiertła krętego składa się z trzech obszarów, a mianowicie z obszaru rdzeniowego 37, przeznaczonego na ścin wiertła i mającego postać wydłużonego walca, z otaczającego go obszaru zewnętrznego 38, przeznaczonego zarówno na prostoliniową, jak i na śrubową krawędź tnącą i mającego postać tulei otaczającej obszar rdzeniowy 37, jak również z połączonego warstwą wzajemnego przenikania, prostopadłą do osi trzeciego obszaru 39, przeznaczonego na uchwyt narzędzia i mającego postać walca, którego powierzchnia zewnętrzna stanowi przedłużenie powierzchni zewnętrznej obszaru zewnętrznego 38. Poszczególne obszary opisanego półfabrykatu są wykonane z różnych węglików spiekanych metali, różniących się od siebie właściwościami.

Istotną zaletą kompozytowego narzędzia obrotowego ze spiekanych węglików metali według wynalazku jest możliwość doboru odpowiednich właściwości materiałów, z których wykonane są poszczególne obszary narzędzia, dostosowanych do funkcji, które te obszary wykonują w czasie pracy narzędzia, oraz do wielkości działających na nie obciążeń, a ponadto możliwość doboru zarówno kształtu, geometrii, jak i usytuowania tych obszarów w półfabrykacie narzędzia. Przykładowo sztywność obszaru półfabrykatu przeznaczonego na wykonanie uchwytu narzędzia i poddawanego w czasie jego pracy działaniu sił wyginających może być uzyskana przez zastosowanie spiekanych węglików metali, charakteryzujących się zwiększoną wartością modułu sprężystości, a twardość oraz odporność na zużycie obszaru przeznaczonego na wykonanie krawędzi tnących może być uzyskana przez zastosowanie innego materiału ze spiekanych węglików metali, charakteryzującego się większą twardością oraz odpornością na zużycie, wreszcie zwiększona odporność na korozję tego obszaru, który przeznaczony jest na zetknięcie się z chemikaliami, uzyskiwana jest przez zastosowanie jeszcze innego materiału ze spiekanych węglików metali, charakteryzującego się odpowiednią właściwością.

Przykładem rozwiązania konstrukcyjnego kompozytowego narzędzia według wynalazku jest przedstawione na fig. 4 wiertło stopniowe 110 złożone z czterech obszarów, a mianowicie: z obszaru rdzeniowego 120, tworzącego rdzeń wiertła, z obszaru końcowego 118, przeznaczonego na ścin wiertła, z obszaru zewnętrznego 122, zawierającego dwie lub kilka śrubowych względnie prostoliniowych krawędzi tnących 114 i z obszaru montażowego 116, z którego wykonany jest cylindryczny uchwyt wiertła. Każdy z tych obszarów 116, 118, 120, 122 jest wykonany z materiału stanowiącego spiekane węgliki metali, lecz różniącego się od materiału innego obszaru przynajmniej jedną właściwością. Tak na przykład materiał obszaru montażowego 116 winien charakteryzować się stosunkowo dużą twardością, materiał obszaru rdzeniowego 120 - wysoką wartością modułu sprężystości, zapobiegającą wyginaniu się wiertła w czasie dociskania go do obrabianej powierzchni, materiał obszaru zewnętrznego 122 - znaczną twardością i odpornością na zużycie, bowiem z niego utworzone są krawędzie tnące 114. Podobnymi właściwościami, choć o nieco mniejszej twardości i odporności na zużycie, winien charakteryzować się materiał obszaru końcowego 118, przeznaczonego na ścin. Dzięki takiePL 197 642 B1 mu doborowi właściwości materiału poszczególnych obszarów możliwe jest równomierne zużycie wszystkich części wiertła.

W odmiennym rozwiązaniu konstrukcyjnym materiał obszaru montażowego 116 może być taki sam jak materiał obszaru rdzeniowego 120, co jednak mimo prostszego procesu technologicznego wytwarzania może skutkować szybszym zużyciem uchwytu wiertła.

Wiertło zespołowe 210, przedstawione w przykładzie rozwiązania konstrukcyjnego na fig. 5, składa się z trzech obszarów wykonanych z różniących się od siebie materiałów ze spiekanych węglików metali, a mianowicie: z obszaru rdzeniowego 220, obszaru końcowego 218 oraz obszaru zewnętrznego 222. Obszar rdzeniowy 220 wiertła zespołowego 210 stanowi spiekane węgliki metali, charakteryzujące się dużą wartością modułu sprężystości, dzięki czemu uzyskuje się odpowiednio mniejsze wygięcie wiertła w wyniku jego nacisku na materiał obrabiany. Obszar końcowy 218 wykonany jest z materiału ze spiekanych węglików metali, charakteryzującego się większą odpornością na zużycie i twardością niż materiał obszaru rdzeniowego 220, dzięki czemu uzyskuje się większą żywotność końcówki wiertła, natomiast materiał obszaru zewnętrznego 222 winien wykazywać jeszcze większą twardość i odporność na zużycie niż materiał obszaru końcowego 218, bowiem wykonane w tym obszarze krawędzie tnące pracują z większą prędkością skrawania i narażone są na większe obciążenia. Współosiowe położenie obszaru rdzeniowego 220 i obszaru końcowego 218 zapobiega wyginaniu się końcówki wiertła.

Kompozytowe narzędzia obrotowe według wynalazku mogą być wytwarzane dowolnym znanym sposobem, umożliwiającym utworzenie poszczególnych obszarów narzędzia wykonanych z różnych proszków metalurgicznych podlegających następnie sprasowaniu oraz spiekaniu.

Badania eksploatacyjne wynalazku wykazały jednak, że najwłaściwszy jest sposób wytwarzania tego rodzaju narzędzi, będący również przedmiotem wynalazku. Istota tego sposobu polega na kolejnym przeprowadzeniu trzech następujących operacji, a mianowicie: izostatycznego prasowania w formie wypełnionej w jej częściach odpowiadających poszczególnym obszarom narzędzia odpowiednimi proszkami metalurgicznymi, odpowiadającymi materiałom tych obszarów, a następnie spiekania otrzymanej wypraski.

Operacja suchego prasowania izostatycznego rozpoczyna się od podziału wewnętrznej przestrzeni formy, najkorzystniej suchej formy kauczukowej (fig. 4), na oddzielone od siebie części, odpowiadające poszczególnym obszarom narzędzia i wypełnienie tych części proszkiem metalurgicznym odpowiadającym wybranemu materiałowi, z którego ma być wykonany ten obszar. Do podziału wnętrza przestrzeni formy służą różnego rodzaju przegrody, mające najczęściej kształt tulei względnie tulei stopniowych i kołnierzowych, wykonanych z cienkiej blachy metalowej, z tworzywa sztucznego względnie z papieru. Następnie wypełnia się wnętrze formy do izostatycznego prasowania proszkami metalurgicznymi, złożonymi najczęściej z ziaren węglików metali oraz spoiwa, tak aby odpowiedni obszar wnętrza formy był wypełniony proszkiem metalurgicznym odpowiadającym dobranemu dla tego obszaru materiałowi, po czym usuwa się z wnętrza formy wprowadzone do niej przegrody, tak aby nastąpiło bezpośrednie zetknięcie proszków metalurgicznych wypełniających poszczególne obszary formy.

Następnie formę umieszcza się w prasie izostatycznej i poddaje prasowaniu na sucho stosując ciśnienie od 30 N/mm² do 350 N/mm², otrzymując w wyniku wypraskę, której kształt odpowiada kształtowi półfabrykatu wykonywanego narzędzia.

Drugą operacją jest spiekanie otrzymanej wypraski w piecu ciśnieniowym, przy czym stosuje się temperaturę wypiekania, w zależności od rodzaju proszku metalurgicznego, wynoszącą od 1350°C do ¹⁵⁰⁰°C oraz ctórneme w^ynosz^ące o^{d 2 N/}mm² do ^{14 N/}mm² (cz^yli od ²xW⁶ Pa ^do ¹⁴x10⁶ Pa).

Sam proces spiekania wyprasek stanowiących półfabrykaty kompozytowych narzędzi obrotowych przeprowadza się w sposób znany specjalistom z tej dziedziny.

Otrzymany prefabrykat poddaje się następnie obróbce mechanicznej w celu nadania odpowiedniego kształtu narzędzia i jego krawędzi tnących.

Wynalazek jest bliżej omówiony w podanych poniżej przykładach sposobu wytwarzania kompozytowych narzędzi obrotowych.

P r z y k ł a d 1

Przykład ten omawia sposób wytwarzania kompozytowego freza czołowego. Frezowanie czołowe, realizowane za pomocą stosowanych dotychczas monolitycznych frezów, jest stosunkowo mało wydajną obróbką, bowiem duża wartość stosunku długości do średnicy freza, czyli jego smukłość, powoduje wyginanie się narzędzia w wyniku działających nań sił osiowych, ograniczając tym samym

PL 197 642 B1 głębokość skrawania i wydajność obróbki. Kompozytowy frez czołowy wytwarzany sposobem według wynalazku składa się z dwóch współosiowych obszarów. Obszar rdzeniowy jest wykonany z materiału mającego dużą wartość modułu sprężystości, a mianowicie ze spieku węglika wolframu Teledyne HCA (firmy Lavergne). Spiek ten zawierający węglik wolframu o średniej wielkości ziaren charakteryzuje się twardością wynoszącą 92,4 HRA i modułem sprężystości wynoszącym 640 kN/mm² (czyli 6,4x10¹¹ Pa). Natomiast obszar zewnętrzny, obejmujący krawędzie tnące freza, jest wykonany ze spiekanego węglika wolframu Teledyne H-91 (tej samej firmy) o średniej wielkości ziaren, zawierającego 11% wagowo spoiwa kobaltowego i charakteryzującego się twardością wynoszącą 89,7 HRA i modułem sprężystości wynoszącym 580 kN/mm2 (czyli 5,8x10” Pa).

W suchej formie kauczukowej prasy izostatycznej (fig. 4) umieszczono przegrodę w postaci cienkościennej, cylindrycznej tulei 61 ze stali nierdzewnej, po czym wypełniono obszar rdzeniowy 63 we wnętrzu tej przegrody 61 proszkiem metalurgicznym Teledyne HCA, natomiast obszar zewnętrzny 64 na zewnątrz przegrody 61 proszkiem metalurgicznym Teledyne H-91 i usunięto przegrodę 61 powodując zestyk obydwu rodzajów proszków. Następnie poddano wnętrze formy prasowaniu pod ciśnieniem 200 N/mm2, otrzymując kompozytową wypraskę o długości około 35 cm złożoną z dwóch różnych rodzajów spiekanych węglików metali. Wypraskę tę poddano następnie spiekaniu w piecu typu sinter-HIP (firmy AVS Inc., Ayer) w temperaturze 1400°C i przy ciśnieniu około 6 N/mm2. W procesie spiekania sinter-HIP komora zawierająca wypraskę jest naprzód powolnie podgrzewana do temperatury 1400°C, a następnie poddana działaniu ciśnienia 6 N/mm2 (czyli 6x10⁹ Pa). Wykorzystując stosunkowo niższe ciśnienie i wyższą temperaturę spiekania proces ten jest nie tylko tańszy, ale umożliwia również uzyskanie bardziej jednorodnej mikrostruktury. Po zakończeniu procesu spiekania wypraskę poddano obróbce skrawaniem dodając jej odpowiednią geometrię i tworząc krawędzie tnące.

Figura 5 przedstawia fotografię mikroskopową oszlifowanego i wytrawionego przekroju narzędzia wytworzonego w tym przykładzie. Obszar 71 jest utworzony ze spiekanego węglika metalu HCA, zaś obszar 72 - ze spiekanego węglika metalu H-91. Warstwa 73 między tymi obszarami jest wynikiem widocznego na fotografii wzajemnego przenikania się materiałów obydwu obszarów 71 i 72. Fotografia uwidacznia również brak jakichkolwiek pustych przestrzeni oraz wtrąceń i zanieczyszczeń warstwy 73 między obydwoma obszarami 71 i 72.

P r z y k ł a d 2

Przykład ten ilustruje sposób wytwarzania kompozytowego wiertła krętego ze spiekanych węglików metali.

Proces wiercenia rozpoczyna oddziaływanie ścinu wiertła i wewnętrznego zakończenia prostoliniowych krawędzi tnących, odpowiadającego stosunkowo niewielkiej średnicy, przy czym prędkość skrawania jest w tym miejscu znacznie mniejsza od prędkości skrawania na zewnętrznych końcach prostoliniowych krawędzi tnących. Zdejmowany wiór jest usuwany przez rowek wiertła krętego wykonany w obszarze rdzeniowym narzędzia, natomiast skrawanie wykańczające wykonanego otworu realizują śrubowe krawędzie tnące. Tarcie wióra o rowek powoduje nagrzewanie obszaru rdzeniowego, wskutek czego obszar ten winien być wykonany z materiału bardziej miękkiego, odpornego na obciążenia dynamiczne i cieplne. Natomiast obszar zewnętrzny winien być wykonany z materiału bardziej twardego i odpornego na zużycie.

W celu spełnienia tych wymagań obszar rdzeniowy półfabrykatu narzędzia został wykonany z węglika wolframu Teledyne FR-15, charakteryzującego się drobnoziarnistą strukturą (średnia wielkość ziaren wynosząca 0,8 μ m), dużą zawartością spoiwa kobaltowego wynoszącą 15% wagowo, stosunkowo znaczną twardością wynoszącą 90,2 HRA i odpornością na działanie wysokich temperatur. Natomiast obszar zewnętrzny został wykonany ze spiekanego węglika wolframu Teledyne FR-10, zawierającego 10% wagowo spoiwa kobaltowego i drobnoziarnistą strukturę ziaren węglika wolframu (średnia wielkość ziaren wynosi około 0,8 iim) i znaczną twardością, wynoszącą 91,9 HRA.

Proces wytwarzania półfabrykatu przebiegał identycznie jak opisany w przykładzie 1, po czym półfabrykat ten poddano obróbce mechanicznej, mającej na celu utworzenie śrubowego rowka, stożkowej końcówki oraz prostoliniowych i śrubowych krawędzi tnących.

Figura 6 przedstawia fotografię mikroskopową oszlifowanego i wytrawionego przekroju poprzecznego wytworzonego wiertła o powiększeniu 1600 razy. Obszar rdzeniowy 81, wykonany ze spieku FR-15, oddzielony jest od obszaru zewnętrznego 82, wykonanego ze spieku FR-10, warstwą 83 wzajemnego przenikania się obydwu spieków. Fotografia ta uwidacznia brak pustych przestrzeni oraz wtrąceń i zanieczyszczeń występujących w tej warstwie 83.

PL 197 642 B1

P r z y k ł a d 3

Narzędzia obrotowe wytworzone według przykładu 1 i 2 składają się z obszarów ze spiekanych węglików wolframu o różnej zawartości spoiwa kobaltowego i w przybliżeniu takiej samej ziarnistości węglików wolframu. Niniejszy przykład dotyczy wytwarzania półfabrykatu narzędzia, którego jeden obszar wykonany jest z węglika wolframu Teledyne H-17 o drobnoziarnistej strukturze węglika wolframu (średnia wielkość ziaren wynosi około 0,8 μ m, zawartość kobaltu - 10% wagowo, a twardość 91,7 HRA), zaś drugi obszar z węglika wolframu Teledyne R-61 o strukturze gruboziarnistej (średnia wielkość ziaren wynosi około 4 μ m, zawartość kobaltu - 15% wagowo, a twardość 86 HRA).

Proces wytwarzania półfabrykatu jest identyczny z procesem opisanym w przykładzie 1.

Figura 7 przedstawia fotografię mikroskopową oszlifowanego i wytrawionego przekroju półfabrykatu, w którym widoczny jest pierwszy obszar 91 z węglika wolframu H-17 oraz drugi obszar 92 z węglika wolframu R-61, przy czym warstwa 93 wzajemnego przenikania się obydwu tych materiałów nie wykazuje pustych przestrzeni ani wtrąceń względnie zanieczyszczeń.

Podane wyżej przykłady rozwiązań konstrukcyjnych kompozytowego narzędzia obrotowego oraz sposobu jego wytwarzania nie ograniczają oczywiście możliwych modyfikacji i odmian wynalazku objętych zastrzeżeniami patentowymi.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Kompozytowe narzędzie obrotowe, zwłaszcza wiertło, rozwiertak, frez czołowy względnie gwintownik ze spiekanych węglików metali, wyposażone korzystnie w śrubową krawędź tnącą, znamienne tym, że składa się przynajmniej z dwóch obszarów (31 i 32, 34 i 35) wykonanych z dwóch różnych materiałów (71 i 72, 81 i 82, 91 i 92) stanowiących spiekane węgliki metali, lecz różniące się przynajmniej jedną właściwością, przy czym na powierzchni zetknięcia materiały te wzajemnie się ze sobą przenikają.
2. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że składa się z trzech lub z większej liczby obszarów (37, 38 i 39; 118, 120 i 122; 218, 220 i 222) wykonanych z odpowiedniej liczby różnych materiałów stanowiących węgliki spiekane i różniących się od siebie przynajmniej jedną właściwością.
3. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że przynajmniej jedna różniąca się właściwość materiałów jego poszczególnych obszarów jest wybrana spośród grupy stanowiącej: moduł sprężystości, twardość, odporność na zużycie, odporność na wykruszenia, wytrzymałość na rozciąganie, odporność na korozję, współczynnik rozszerzalności cieplnej i współczynnik przewodności cieplnej.
4. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że długość poszczególnych różniących się od siebie materiałem obszarów narzędzia (31 i 32, 34 i 35; 37, 38 i 39; 118, 120 i 122; 218, 220 i 222) jest większa od jego średnicy.
5. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że jego poszczególne różniące się od siebie materiałem obszary (31 i 32) są względem siebie współosiowe.
6. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że jego poszczególne różniące się od siebie materiałem obszary (34 i 35) przenikają się wzajemnie wzdłuż powierzchni prostopadłej do osi narzędzia.
7. Narzędzie według zastrz. 1, znamienne tym, że materiały jego poszczególnych obszarów (31 i 32; 34 i 35; 37, 38 i 39; 118, 120 i 122; 218, 220 i 222) różnią się od siebie zawartością spiekanych węglików metali i zawartością spoiwa.
8. Narzędzie według zastrz. 7, znamienne tym, że materiały jego poszczególnych obszarów (31 i 32; 34 i 35; 37, 38 i 39; 118, 120 i 122; 218, 220 i 222) zawierają spiekane węgliki metali stanowiących grupę IVB, VB i VIB układu okresowego pierwiastków.
9. Narzędzie według zastrz. 7, znamienne tym, że spoiwo spiekanych węglików metali, z których wykonane są jego poszczególne obszary (31 i 32; 34 i 35; 37, 38 i 39; 118, 120 i 122; 218, 220 i 222), stanowi metal wybrany spośród grupy stanowiącej: kobalt, nikiel, żelazo i ich stopy.
10. Narzędzie według zastrz. 7, znamienne tym, że spoiwa spiekanych węglików metali, z których wykonane są jego poszczególne obszary (31 i 32; 34 i 35; 37, 38 i 39; 118, 120 i 122; 218, 220 i 222), są jednakowe względnie różnią się od siebie.
11. Narzędzie według zastrz. 7, znamienne tym, że wagowa zawartość procentowa spoiw spiekanych węglików metali, stanowiących materiał jego poszczególnych obszarów (31 i 32; 34 i 35; 37, 38 i 39; 118, 120 i 122; 218, 220 i 222), różni się od siebie.

PL 197 642 B1
12. Narzędziewedług zastrz. 7, znamiennetym, że węgliki metali stanowiące materiałjego poszczególnych obszarów (31 i 32; 34 i 35; 37, 38 i 39; 118, 120 i 122; 218, 220 i 222), różnią się od siebie przynajmniej składem chemicznym względnie średnią wielkością ziaren.
13. Narzędzie w^(^łι^κgz^^tιr^^. 7, znamiennetym, że węgllki metall materiałjego poszczególnych obszarów (31 i 32; 34 i 35; 37, 38 i 39; 118, 120 i 122; 218, 220 i 222), zawierają od 60% do 98% wagowo węglika metalu oraz od 2% do 40% wagowo spoiwa.
14. według zast:rz. 7, znamienne tym, że spiekane węgllki metall stanowiące materiał jego poszczególnych obszarów (31 i 32; 34 i 35; 37, 38 i 39; 118, 120 i 122; 218, 220 i 222), stanowią cząsteczki węglików wolframu o średniej wielkości ziaren wynoszącej od 0,3 gm do 10 g m.
15. Narzędzie według zastrz. 7, znamienne tym, że spiekane węgliki metali stanowiące materiał jego poszczególnych obszarów (31 i 32; 34 i 35; 37, 38 i 39; 118, 120 i 122; 218, 220 i 222), różnią się od siebie zawartością spoiwa wynoszącą od 1% do 10% wagowo.
16. Narzędzie według zastrz. 7, znamienne tym, że moduły sprężystości spiekanych węglików metali stanowiących materiał jego poszczególnych obszarów (31 i 32; 34 i 35; 37, 38 i 39; 118, 120 i 122^; 2^ 220 i 222) w^ynosz^ą od 400000 N/mm² do ^{700000 N/}mm^{2, p}rz^y cz^ym różmca modutów sprężystości materiału jego poszczególnych obszarów wynosi korzystnie do 200000 N/mm .
17. Narzędzie według zastrz. 15, znamienne tym, że spiekane węgliki metali stanowiące materiał (71 lub 81, lub 91) jednego z jego obszarów (31 lub 34) zawierają od 6% do 15% wagowo stopu kobaltu, zaś spiekane węgliki metali stanowiące materiał (72 lub 82, lub 92) sąsiadującego z nim obszaru (32 lub 35) zawierają od 10% do 15% wagowo stopu kobaltu.
18. Sposób wytwarzania kompozytowego narzędzia obrotowego, zwłaszcza wiertła, rozwiertaka, frezu czołowego względnie gwintownika ze spiekanych węglików metali, wyposażonego korzystnie w śrubową krawędź tnącą, znamienny tym, że w części komory roboczej formy do izostatycznego prasowania, odpowiadającej jednemu obszarowi narzędzia, umieszcza się proszek metalurgiczny odpowiadający zawartości spiekanych węglików metali tego obszaru, zaś w innej części tej komory umieszcza się proszek metalurgiczny odpowiadający zawartości spiekanych węglików metali tego obszaru narzędzia, zaś w innej części komory umieszcza się inny proszek metalurgiczny odpowiadający zawartości spiekanych węglików metali odpowiadającego mu obszaru narzędzia po czym sprasowuje się w formie zawartość poszczególnych części tej komory, uzyskując wypraskę, którą następnie spieka się przy użyciu nadciśnienia i uzyskany materiał poddaje się obróbce w celu uzyskania jego odpowiedniego kształtu, zwłaszcza zaś śrubowych krawędzi tnących, przy czym materiały uzyskane w wyniku prasowania i spiekania tych proszków różnią się od siebie przynajmniej jedną właściwością.
19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że do prasowania stosuje się suchą formę kauczukową.
20. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że w celu uzyskania odpowiedniego kształtu narzędzia wypraskę poddaje się obróbce skrawaniem.
21. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że komorę roboczą izostatycznej formy kauczukowej dzieli się na poszczególne części odpowiadające poszczególnym obszarom narzędzia, stosując do tego celu cienkościenną tuleję.
22. Sposób według zastrz. 21, znamienny tym, że cienkościenna tuleja, służąca do podziału komory roboczej suchej formy izostatycznej na części odpowiadające poszczególnym obszarom narzędzia, jest wykonana z materiału wybranego spośród grupy stanowiącej tworzywa sztuczne, metal, zwłaszcza stal, i papier.
23. Sposób według zastrz. 21, znamienny tym, że przed prasowaniem usuwa się tuleję z komory roboczej formy.
24. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że jako proszki metalurgiczne stosuje się mieszaninę sproszkowanych węglików metali wybranych spośród pierwiastków stanowiących IVB, VB i VIB układu okresowego pierwiastków w ilości od 60% do 98% wagowo, sproszkowane spoiwo stanowiące metal wybrany spośród grupy stanowiącej: kobalt, nikiel, żelazo i ich stopy w ilości od 2% do 40% wagowo, przy czym cząsteczki węglika metalu mają średnią wielkość wynoszącą od 0,3 gm do 10 gm.
25. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że spiekanie wypraski przeprowadza się w ^tem^pera^turze ¹³⁵⁰°C do ¹⁵⁰⁰°C ^{i p}rz^y ciśnieniu od ^{2 N/}mm² do ^{14 N/}mm².
26. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że prasowanie w formie izostatycznej odbywa s^{ię p}rz^y dśmemu od ^{34 N/}mm² do ^{350 N/}mm².
27. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że co najmniej jedna właściwość różniąca od siebie materiały uzyskane w wyniku sprasowania i spiekania proszków metalurgicznych, odpowiadająPL 197 642 Β1 cych poszczególnym obszarom narzędzia, jest wybrana spośród grupy stanowiącej: moduł sprężysto ści, twardość, odporność na zużycie, odporność na wykruszenia, wytrzymałość na rozciąganie, od porność na korozję, współczynnik rozszerzalności cieplnej i współczynnik przewodności cieplnej.