SE423562B - Forfarande for framstellning av en stalkropp innefattande insatser av hart material - Google Patents
Forfarande for framstellning av en stalkropp innefattande insatser av hart materialInfo
- Publication number
- SE423562B SE423562B SE8007961A SE8007961A SE423562B SE 423562 B SE423562 B SE 423562B SE 8007961 A SE8007961 A SE 8007961A SE 8007961 A SE8007961 A SE 8007961A SE 423562 B SE423562 B SE 423562B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- inserts
- hard material
- steel
- powder
- steel powder
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 27
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 23
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 7
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001494479 Pecora Species 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/46—Drill bits characterised by wear resisting parts, e.g. diamond inserts
- E21B10/56—Button-type inserts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
8007961-9 l0 else 20 i 25 i ao 35 _2- så att det* krymper i väsentlig grad under den efterföljande sinc- ringen.
, Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen kompakteras stålpulvret medelst anslag av en.höghastighetsprojektil, varigenom _ en väsentligt högre och jämnare täthet erhålles än med konventionell pressteknik. Detta gäller särskilt områdena närmast insatserna av hårt material där tillfredsställande pulverutflytning ej erhålles med konventionell teknik.
Insatserna av hårt material kan dessutom med fördel förses med oregel- bundenheter på ytan, exempelvis vara ojämna efter kompaktering och sintring eller på annat sätt formade så att de blir mekaniskt låsta i stålkroppen vid kompakteringen.
Det har visat sig vara fördelaktigt att använda ett stålpulver innefattande 4-16 Z Ni; 0,25 - 1,5 Z Cu; 0,2 - 0,5 Z Mo och 0,3 - 0,9 Z C _för att erhålla den önskade krympningen under sintringen.
För att ytterligare förbättra fixeringen av insatserna av hårt material i stålkroppen är det fördelaktigt att metallurgiskt binda ett metall- skikt, exempelvis elektropläterad nickel, järn eller kobolt, först till insatserna av hårt material och sedan, under sintringen, till stålet.
Metallskiktet kan avsättas på insatserna av hårt material på lämpligt sätt.
En ytterligare fördel med föreliggande uppfinning erhålles om sammansätt- ningen av stålpulvretvarieras så att ett skikt under ytan med lägre hårdhet erhålles. Ett sådant skikt slits snabbt ner under drift efter det att ytskiktet med normal hårdhet har slitits ner, varigenom borr- 'kronans förmåga till självskärpning förbättras. Denna lägre hårdhet kan åstadkommas genom att mängden koppar eller kol i legeringen minskas ' eller genom att mängden nickel ökas. Hårdhetsvariationen kan också användas för att minska nedslitningen av diametern. Även om hårt material i föreliggande fall för det mesta avser hård- metaller, exempelvis olika metallkarbider, avser termen också andra 10 15 20 25 30 35 8007961-9 _3_ lämpliga material, exempelvis andra karbider eller diamanter. Ett ex- empel finns víd roterande borrning där det visat sig vara fördelaktigt att använda insatser av hårt material som innefattar hårdmetallskivor för- sedda med ett ytskikt av síntrade diamanter. Detta diamantskikt skyddas under sintringen medelst nickelplätering av hårdmetallen och diamanter- na. Alternativt kan sintringstemperaturen sänkas. I En ytterligare fördel som uppnås ned föreliggande uppfinning är att insatserna av hårt material kan ha nästan vilken form som helst. Detta innebär att de kan ges en form som är optimerad för den speciella till- lämpningen. Dessutom är det möjligt att erhålla en stålkropp inne- fattande insatser av hårt material med en totalhållfasthet som hittills ansetts ouppnåelig med pulvermetallurgi.
Förfarandet enligt föreliggande uppfinning utförs på följande sätt.
De förformade insatserna av hårt material placeras i en konventionell form i det önskade mönstret. Formen placeras därefter i en kompakterings- kammare. Stålpulver, företrädesvis med ovannämda sammansättning, tillsätts därefter kring insatserna. Normalt kommer de lägsta delarna av insatserna att sträcka sig ut ur pulvervolymen. Därefter täcks stålpulvret av en annan form eller en tunn skiva. Efter detta kompak- teras pulvret från kallt tillstånd till en förform med hög täthet.
Detta utföres företrädesvis medelst en höghastighetsprojektil, som anslår pulvret. Prov har visat att goda resultat kan uppnås i hastig- hetsområdet 100-600 m/s. Efter kompakteringen sintras förformen.
Sintringen bör äga rum vid en temperatur i intervallet ll00-l250°C och vara i l/2 - 3 timmar. Dessa värden beror något på sammansätt- ningen av legeringen och på typen av fixering som erfordras. Ett stål- pulver med ovannämnda sammansättning kommer , under sintringen, att krympa väsentligt, 0,5 - 2 Z. För att förbättra fixeringen av insatserna kan en kemisk bindning mellan det hårda materialet och stålet åstadkommas genom användning av ett flussmedel på ytan mellan de två materialen. Efter sintringen kan det kompakterade före- målet antingen kylas i ugn, luftkylas eller snabbkylas i ett oljebad eller liknande.
Om det kompakterade föremålet är avsett att användas till en borrkrona 2007961-9 10 V15 20 25 30 35' _-4- flatbearbetas den bakre ytan för att därefter friktionssvetsas till ett stålrör. Ingen speciell teknik fordras för friktionssvetsningen. Goda varv . lmin, en resultat har uppnåtts med en rotationshastighet på 1500 svetstid på 10 sekunder och ett kontakttryck på 20 bar. Därefter be- arbetas fåremålet för att avlägsna svetsskägg och för'att åstadkomma spolhål. Föremålet är också försett med en gänga eller annan lämplig anordning för anslutning till en borrstång. Det är önskvärt, om än ej nödvändigt, att värmebehandla den färdiga kronan vid en temperatur av ungefär 20000.
Nedan ges tre specifika exempel på uppfinningen. 1. Hårdmetallstift placerades i en form i en kompakteringskammare med en diameter på 70 mm och 120 cm3 stålpulver placerades kring stif- ten. Detta kompakterades därefter med en plastprojektil vars anslags- hastighet var 300 m/s. Projektilens längd var 100 mm. Sammansättningen på stâlpulvret var 0,4 Z C; 8 Z Ni; 1,5 Z CU; 0,5 Z Mo och resten järn.
Det kompakterade föremålet sintrades därefter vid l200°C i en timme i en skyddande atmosfär av 10.2 vätgas i kvävgas. Ett högtemperatur- flussmedel för hârdlödning benämnt Ma 4 från Castolin S.A. placerades på de exponerade karbidstiften före sintringen. Efter sintringen kyldes det kompakterade föremålet till Q0O°C_i sinterugnen. Därefter snabb- kyldes föremålet i luft. Föremålet värmebehandlades därefter vid l80°C i en timme. 2. Hårdmetallstift pläterades med rent nickel medelst standardtek- nik. Stiften placerades därefter i urtagningar som gjorts för dem i en form. Formen placerades i en kompakteringskammare med en diameter på 7o m. 240 m3 var 0,6 Z C; 16 Z Ni; 0,75 Z Cu; 0,5 Z Mo och resten järn. Detta kom- stålpulver tillsattes. Stâlpulvrets sammansättning pakterades med en 120 mm läng projektil med anslagshastigheten 330 m/s.
Det kompakterade föremålet sintrades i en skyddande atmosfär under en halvtimme och luftkyldes därefter. Det kompakterade föremålet värmebehandlades därefter i en timme vid 220°C. 3. Hårdmetallstift med negativ konicitet placerades i urtagningar _ som gjorts för dem i en form. Denna placerades därefter i en kompak- teringskammare med en diameter på 70 mm. 160 cm3 stålpulver tillsattes 10 15 20 25 30 8Û0796l~9 _ 5 _ kring stiften. Stålpulvrets sammansättning var 0,7 Z C; 4 Z Ni; 0,5 Z Cu; 0,5 Z Mo och resten järn. Detta kompakterades med en 80 mm lång plastprojektil vid 250 m/s. Det kompakterade föremålet sintrades i två timmar vid ll40°C i skyddsatmosfär. Ett flussmedel för hög tem- peratur användes pâ ytan mellan karbid och stålpulver. Föremâlet ugnskyldes till 800°C och snabbkyldes därefter i olja. Föremålet värmebehandlades därefter vid 200°C.
Pâ bifogade ritning visar fig. 1 en borrkrona för bergborrning fram- ställd i enlighet med uppfinningen. Figurerna 2-5 visar olika utförings- former av borrkronan underifrån. Figurerna 6-ll visar ett antal al- ternativa former på insatser av hårt material för borrkronor.
Borrkronan enligt fig. l innefattar en huvuddel l innefattande ett antal hårdmetallinsatser 2. Denna del av borrkronan har tillverkats med förfarandet enligt uppfinningen. Huvuddelen 1 har förbundits med ett stålrör 3 medelst friktionssvetsning. Borrkronan har dessutom försetts med en gänga 6 för anslutning till en borrstång och en kanal 5 för spolfluidmm. Som kan ses i figurerna 2-5 kan i stort sett vilken tvärsnittsform som helst användas för insatserna. Utöver de visade formerna kan nästan alla förut kända former användas. I figurerna 6-ll visas ett antal alternativa insatser. Dessa insatser, som enbart utgör några få exempel på möjliga utföranden, har cirkulära tvärsnitrs- ytor. De kan dock ha andra tvärsnittsformer, exempelvis vilken som helst av de som visas i figurerna 2-5. Fig. 6 visar en insats som har negativ konicitet. Fig. 7 visar en insats som har en ojämn yta. I fig. 8 är insatsen försedd med en nacke eller midja. I fig . 9 är insatsen försedd med flera nackar. Insatsen i fig. 10 har en form som liknar en måhniskotand. Insatsen i fig. ll är dessutom försedd med en nacke.
Claims (5)
1. l. Förfarande för framställning av en stålkropp innefattande insatser av hårt material varvid förformade insatser av hårt material placeras i en form i önskat mönster, stålpulver tillsätts så att det åtminstone delvis omger insatserna samt pulvret kompakteras, g k a n n e t e c k n_a t d ä r a v, att stålpulvret , innefattande 4-l6 % Ni; 0,25 - l,5 % Cu;0,2 - 0,5 % Mo och 0,3 - 0,9 % C, anslås med en höghastighetsprojektil, varigenom stålpulvret kompakteras från kallt tillstånd till en förform med hög täthet samt att sagda förform sintras, varigenom stålpulvret krymper väsentligt för att åstadkomma en fast fixering av insatserna av hårt material iestâlkroppen.
2. ; Förfarande enligt patentkravet l, k ä nun e t e c k- n a t d ä r a v att sagda sintring innefattar varm= smidning.
3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n ett e clk n a t d ä r a v att ett metallskikt binds metallurgiskt först till insatserna av hårt material och sedan, under sintringen, till stålet.
4. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v_ att stålpulvret har varierande sammansättning , varigenom ett skickt .under ytan med lägre hårdhet erhålles.
5. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att insatserna av hårt-material innefattar hårdmetallskivor som har ett ytskikt av sintrade diamanter.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8007961A SE423562B (sv) | 1980-11-13 | 1980-11-13 | Forfarande for framstellning av en stalkropp innefattande insatser av hart material |
EP81850192A EP0052584A1 (en) | 1980-11-13 | 1981-10-19 | A method of producing a steel body comprising hard material inserts |
ZA817340A ZA817340B (en) | 1980-11-13 | 1981-10-23 | A method of producing a steel body comprising hard material inserts |
JP56171515A JPS57101602A (en) | 1980-11-13 | 1981-10-28 | Manufacture of steel frame mounted with blades of hard material |
BR8107342A BR8107342A (pt) | 1980-11-13 | 1981-11-12 | Processo de producao de um corpo de aco compreendendo in sercoes de material duro |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8007961A SE423562B (sv) | 1980-11-13 | 1980-11-13 | Forfarande for framstellning av en stalkropp innefattande insatser av hart material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE423562B true SE423562B (sv) | 1982-05-10 |
Family
ID=20342228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8007961A SE423562B (sv) | 1980-11-13 | 1980-11-13 | Forfarande for framstellning av en stalkropp innefattande insatser av hart material |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0052584A1 (sv) |
JP (1) | JPS57101602A (sv) |
BR (1) | BR8107342A (sv) |
SE (1) | SE423562B (sv) |
ZA (1) | ZA817340B (sv) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0111600A1 (en) * | 1982-12-13 | 1984-06-27 | Reed Rock Bit Company | Improvements in or relating to cutting tools |
DE3310038C2 (de) * | 1983-03-19 | 1985-05-09 | Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zur Herstellung eines Verbundkörpers |
EP0142941B1 (en) * | 1983-10-24 | 1989-06-07 | Smith International, Inc. | Rock bit cutter cones having metallurgically bonded cutter inserts |
US4593776A (en) * | 1984-03-28 | 1986-06-10 | Smith International, Inc. | Rock bits having metallurgically bonded cutter inserts |
CA1248519A (en) * | 1984-04-03 | 1989-01-10 | Tetsuo Nakai | Composite tool and a process for the production of the same |
US4597456A (en) * | 1984-07-23 | 1986-07-01 | Cdp, Ltd. | Conical cutters for drill bits, and processes to produce same |
JPS61197476A (ja) * | 1985-02-26 | 1986-09-01 | 株式会社東芝 | 複合体およびその製造方法 |
JPS6311788A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-19 | 川崎重工業株式会社 | ロツクビツトコ−ン及びその製造方法 |
GB8622464D0 (en) * | 1986-09-18 | 1986-10-22 | British Petroleum Co Plc | Graded structure composites |
DE19912721C1 (de) | 1999-03-20 | 2000-08-10 | Simon Karl Gmbh & Co Kg | Verfahren zum Herstellen einer Fräslamelle und nach dem Verfahren hergestellte Fräslamelle |
AT12442U1 (de) * | 2010-05-26 | 2012-05-15 | Dywidag Systems Int Gmbh | Bohrkrone |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB530639A (en) * | 1938-06-16 | 1940-12-17 | Meutsch Voigtlaender & Co | Process for the production of articles provided with coatings or insets of hard metal |
US3673676A (en) * | 1970-05-13 | 1972-07-04 | Exxon Production Research Co | Method for forming tool assembly |
US3837068A (en) * | 1971-06-14 | 1974-09-24 | Federal Mogul Corp | Method of making a composite high-strength sleeve |
US4164527A (en) * | 1974-11-01 | 1979-08-14 | Bakul Valentin N | Method of making superhard articles |
NL7703234A (nl) * | 1977-03-25 | 1978-09-27 | Skf Ind Trading & Dev | Werkwijze voor het vervaardigen van een boorkop voorzien van harde slijtvaste elementen, als- mede boorkop vervaardigd volgens de werkwijze. |
DE2810746A1 (de) * | 1978-03-13 | 1979-09-20 | Krupp Gmbh | Verfahren zur herstellung von verbundhartmetallen |
-
1980
- 1980-11-13 SE SE8007961A patent/SE423562B/sv unknown
-
1981
- 1981-10-19 EP EP81850192A patent/EP0052584A1/en not_active Withdrawn
- 1981-10-23 ZA ZA817340A patent/ZA817340B/xx unknown
- 1981-10-28 JP JP56171515A patent/JPS57101602A/ja active Pending
- 1981-11-12 BR BR8107342A patent/BR8107342A/pt unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0052584A1 (en) | 1982-05-26 |
JPS57101602A (en) | 1982-06-24 |
BR8107342A (pt) | 1982-08-03 |
ZA817340B (en) | 1982-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI98532C (sv) | Hårdmetallkropp med extra segt beteende | |
CA2939609C (en) | Metal matrix compositions and methods for manufacturing same | |
ES2357806T3 (es) | Polvos duros con recubrimiento tenaz y artículos sinterizados de los mismos. | |
CA1232266A (en) | Rolling cutters for drill bits, and processes to produce same | |
KR100645409B1 (ko) | 초경합금 삽입체 | |
US2833638A (en) | Hard facing material and method of making | |
US9446503B2 (en) | High-strength, high-hardness binders and drilling tools formed using the same | |
US4011051A (en) | Composite wear-resistant alloy, and tools from same | |
RU2521937C2 (ru) | Твердосплавное тело | |
US9567807B2 (en) | Diamond impregnated cutting structures, earth-boring drill bits and other tools including diamond impregnated cutting structures, and related methods | |
EP0480895A2 (en) | Improved diamond tools for rock drilling, metal cutting and wear part applications | |
SE423562B (sv) | Forfarande for framstellning av en stalkropp innefattande insatser av hart material | |
JP2013529250A (ja) | 硬質表面構造およびそれを含む本体 | |
GB2328233A (en) | A drill bit with areas of differing wear resistance and a method of its production | |
JP2012503095A (ja) | 硬質表面を有する摩耗部品 | |
US20150330154A1 (en) | Fully infiltrated rotary drill bit | |
US3690962A (en) | Carbide alloys suitable for cutting tools and wear parts | |
CN108756914A (zh) | 一种带堆焊镍基合金的盾构机滚刀刀圈及其制造方法 | |
US3779745A (en) | Carbide alloys suitable for cutting tools and wear parts | |
US3929181A (en) | Method for producing alloys having wear-resistant surfaces | |
US2832238A (en) | Method of making a core drill and the like | |
GB2157711A (en) | Improvements relating to tough material for tools and/or wearing parts | |
GB2364529A (en) | Methods of high temperature infiltration of drill bits and infiltrating binder | |
JP2620297B2 (ja) | 射出成形機用ノズル | |
JPS58215293A (ja) | 超硬工具埋込みろう付け用硬質銀ろう材 |