SE522730C2 - Metod för tillverkning av en belagd hårdmetallkropp avsedd för skärande bearbetning - Google Patents

Metod för tillverkning av en belagd hårdmetallkropp avsedd för skärande bearbetning

Info

Publication number
SE522730C2
SE522730C2 SE0004290A SE0004290A SE522730C2 SE 522730 C2 SE522730 C2 SE 522730C2 SE 0004290 A SE0004290 A SE 0004290A SE 0004290 A SE0004290 A SE 0004290A SE 522730 C2 SE522730 C2 SE 522730C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
cemented carbide
carbide body
surface zone
heat treatment
weight
Prior art date
Application number
SE0004290A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0004290D0 (sv
SE0004290L (sv
Inventor
Marian Mikus
Original Assignee
Sandvik Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sandvik Ab filed Critical Sandvik Ab
Priority to SE0004290A priority Critical patent/SE522730C2/sv
Publication of SE0004290D0 publication Critical patent/SE0004290D0/sv
Priority to EP01997573.9A priority patent/EP1339892B1/en
Priority to PCT/SE2001/002600 priority patent/WO2002042515A1/en
Priority to EP12151563.9A priority patent/EP2522760B1/en
Priority to US10/432,436 priority patent/US7150897B2/en
Priority to JP2002545215A priority patent/JP4153301B2/ja
Publication of SE0004290L publication Critical patent/SE0004290L/sv
Publication of SE522730C2 publication Critical patent/SE522730C2/sv
Priority to US11/527,530 priority patent/US7384689B2/en
Priority to US12/078,140 priority patent/US7700186B2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/20Carburising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C29/00Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/08Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on tungsten carbide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C30/00Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • C23C30/005Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process on hard metal substrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/80After-treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F2005/001Cutting tools, earth boring or grinding tool other than table ware
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10Processes characterised by the sequence of their steps
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014All metal or with adjacent metals having metal particles
    • Y10T428/12028Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, etc.]
    • Y10T428/12063Nonparticulate metal component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/252Glass or ceramic [i.e., fired or glazed clay, cement, etc.] [porcelain, quartz, etc.]

Description

Ü 20 25 30 35 40 522 gso ”Hm _. .N . n o o n o :oo :nn o edd med åt- WO 99/31292 beskriver en kropp av hàrdmetall förs minstone ett slitstark skikt, vilken kropp innehåller en zon i hårdmetallen och nära det belagda skiktet som innehåller triangu- lära WC-plattor med en specifik orientering.
WO 98/35071 avser en metod omfattande stegen: a) avkolning av ett ytskikt av ett hàrdmetallsubstrat vid en temperatur av omkring 900°C till omkring l4OOOC och i en syre-innehållande atmosfär; b) återuppkolning av ytskiktet av substratet vid en substrattempera- tur av omkring 900°C till omkring l400°C i en kol-haltig atmosfär; och c) WO 00/31314 beskriver belagda verktyg och sätt att tillverka desamma. Processen omfattar bildning av en etafashaltig ytzon, om- beläggning av substratet med ett hårdmaterial. vandlingsbehandling i åtminstone partiellt vakuum under vilken en yta erhålls med mikrogrovhet större än 12 mikrotum och omfattande etafas och fibrösa wolframkarbidkorn.
EP-A-0 560 212 beskriver belagd hårdmetall med en Co-anrikad ytzon användbar för skärverktyg och med förbättrat motstånd mot urflisning utan att offra slitstyrkan. Faser innehållande Zr och Hf föreligger i hårdmetallen. Den Co-anrikade ytzonen omfattar WC- korn med ökad kornstorlek jämfört med de inre delarna av hårdme- tallen.
Det har nu överraskande visat sig att hàrdmetallskär först värmebehandlade i en avkolande atmosfär vid temperaturer inom det fasta området för bindefasen för att bilda en eta-fashaltig ytzon, sedan värmebehandlade i neutral gasatmosfär, såsom Ar, eller i vakuum vid temperaturer inom det flytande området för bindefasen varvid etafasen i ytzonen fullständigt omvandlas till WC+Co med eller utan upp till tre ytterligare värmebehandlingssteg, uppvisar förbättrade egenskaper jämfört med tidigare kända verktyg med hän- syn till förbättrad livslängd beroende på ökad seghet.
Fig 1 till 6 visar svepelektronmikrofoton av ytzonen efter avkolande steg i en avkolande atmosfär + värmebehandlingssteg i en neutral gasatmosfär.
Fig 7 visar en svepelektronbild av ytzonen efter avkolande steg i en avkolande atmosfär + värmebehandlingssteg i en neutral gasatmosfär + ytterligare ett värmebehandlingssteg i en karbure- rande atmosfär.
Fig 8 visar en svepelektronbild av ytzonen efter avkolande steg i en avkolande atmosfär + värmebehandlingssteg i en neutral gasatmosfär + ytterligare ett värmebehandlingssteg i en karbure- rande atmosfär + ytterligare ett värmebehandlingssteg i en neutral W U 20 25 30 35 40 S22 gso ~ r==rm=, v I n n I o I a p 1 0 o a 0 4 0 0 0 A sn 100 | nu 0 u v 0 ;.| -.-.1- » a ooooun nunnan Q a . - annnuo u uno»-0 a o » en-aan gasatmosfär + ännu ett ytterligare värmebehandlingssteg i en kar- burerande atmosfär.
Bilderna är från tvärsnitt av skär.
Enligt metoden för föreliggande uppfinning avkolas först hàrdmetallkroppar genom uppvärmning av dem till en temperatur mel- lan 900 och 1290OC mellan 1000 och 125OOC, i en avkolande atmosfär såsom H2+H2O, el- (-värmebehandlingssteg No 1), företrädesvis ler H2+CO2. Tiden för behandlingen är mellan 1 och 10 h. Graden av avkolning beror på temperatur, tid och syreinnehàll i den avko- lande gasen och även på ugnstypen.
Avkolningsbehandlingen leder till en <100 pm tjock ytzon in- nehållande väsentligen etafas, eller W + Co7W6, eller W + etafas, eller etafas + WC. tiga karbider vanligtvis omfattande W-Co-C i proportioner M6C el- ler M12C, M = W och Co såsom M12C = Co5W6C och M5C = Co3W3C, W4Co2C). I WC-Co-gammafassorter kommer även gammafasen att vara (Etafas är en gängse benämning för lågkolhal- närvarande i den avkolade zonen förutom etafasen. Andra faser vilka kan återfinnas i ytzonen är oxider av elementen i hårdme- tallkropparna. I WC-Co-sorter kan även WO3 och COWO4-faser vara närvarande i ytzonen.
Avkolning vid temperaturer mellan 950 och 105OOC ger jämnare tjocklek av de avkolade zonerna längs hela ytan av de behandlade kropparna medan avkolning vid temperaturer mellan 1200 och 1290OC ger tjockare avkolade zoner vid eggar och hörn än på plana ytor av kropparna.
Efter avkolningssteget (-värmebehandlingssteg No 1) värmebe- handlas kropparna i en neutral gasatmosfär eller vakuum i värmebe- handlingssteg No 2, för att omvandla etafasen eller andra faser bildade under avkolningen till en Co-anrikad WC+Co ytzon. Denna värmebehandling utförs vid en temperatur mellan 1360 och 1450 OC i 10 min till 10 tim, företrädesvis i 30 min till 2h. Val av lämplig temperatur och hålltid påverkas av kolhalt och grad av avkolning av de värmebehandlade kropparna. Kroppar utsatta för starkare av- kolning behöver längre hålltid och/eller högre värmebehandlings- temperatur än kroppar utsatta för svag avkolning. I kroppar med hög kolhalt nära mättnadspunkten bör värmebehandlingstemperaturen väljas inom 1360-1400 OC och för kroppar med låg kolhalt nära bildning av etafas bör temperaturen väljas inom 1400-1450 OC.
Om temperaturen väljs mellan 1250 och 1360 OC, kommer det att bildas en yta omfattande WC-plateletes med ökad kornstorlek jäm- fört med nominell WC-kornstorlek. WC-plateletes kommer att ha en specifik orientering med större delen av plateletes lodrätt orien- W ß 20 25 30 35 40 5.2.2 730 4 terade mot den plana ytan av kroppen. Den större delen av WC-kor- nen föreligger i form av ett ytmonolager av WC-plateletes. Bero- ende på val av hålltid och temperatur kan WC-plateletes omslutas av etafas vid kort hålltid rikning) vid intermediär hålltid 0,5-2h, eller vid mycket lågt Co- vid lång hålltid 2-4h.
Om bildning av ytan med en ytmonolager av WC-korn med speci- innehåll (Co-utarmning) fik WC-plateletesorientering inte önskas, skall värmebehandlingen utföras i neutral gasatmosfär eller vakuum vid temperaturer högre än 1360 OC (värmebehandlingssteg No 2), med hålltid vald så att ingen etafas föreligger efter värmebehandlingen. Sådana ytzoner kommer att omfatta i vissa utföringsformer WC-korn med ökad WC- kornstorlek med eller utan plateleteform. WC-kornen med ökad korn- storlek kommer att finnas inom hela ytzonen och inte bara vid ytan.
Under värmebehandlingssteg No 2 omvandlas etafasen till WC+Co-ytzon med eller utan ökad WC-kornstorlek och med Co-anrik- ning med användning av kol från inre delar av hårdmetallkropparna.
All etafas inom ytzonen omvandlas till WC+Co. Ytzonen skall vara 5-100 um, företrädesvis 5-30 um, tjock.
Tjockleken av ytzonen vid skärets eggar är densamma som på plana ytor, eller den är upp till 5 gånger tjockare, företrädesvis <3 gånger tjockare vid skäreggarna. Ingen eller liten skillnad i tjocklek fås för hårdmetallkroppar med svag avkolning vid låga temperaturer eller svag till medium avkolning och kroppar med ökat Co-innehåll - mer än 8 vikt %. I vissa utföringsformer med tjocka zoner erhållna efter kraftig avkolning är det lämpligt att ta bort ytzonen vid släppningssidan av skäret och så få skär med samma tjocklek på spånsidan. Skillnad i tjocklek av ytzonen vid skäreg- garna och plana ytor beror på större avkolning av eggarna än plana ytor erhållen beroende på avkolningsbehandlingen. Ytgrovheten Ra är Co-halten inom ytzonen kan vara minst 10% högre, eller mellan +lO% och -40% av den nominella Co-halten. Storlek och form av WC- kornen kan vara förändrad eller oförändrad.
WC-kornstorleken inom ytzonen kan ökas med minst 20% företrä- desvis mer än 30%, eller vara mer eller mindre oförändrad jämfört med nominell WC-kornstorlek inom resten av kroppen. Ökningen i WC- kornstorlek äger rum huvudsakligen i WC-Co-kroppar utan korntill- växthämmare. Större ökning fås för hårdmetallsorter med relativt hög kolhalt nära mättnadspunkten jämfört med sorter med låg kol- halt nära bildning av etafas. Inom ytzoner med ökad WC-kornstorlek N ß 20 25 30 35 40 -522 730 f 5 ,'I=š observeras WC-kornstorleksgradient. Kornstorleken ökar från inre delen av ytzonen mot de yttre delarna av ytzonen. Båda slags ytzo- ner med eller utan ökning i WC-kornstorlek och med Co-anrikning är lämpliga i skäroperationer med stora krav på seghet.
I några fall ändras formen av WC-kornen med väsentlig till- växt endast mycket litet och i andra fall har den ändrats till plateletform. Bildningen av WC-plateletes är lättare efter kraftig avkolning och i hårdmetallkroppar utan korntillväxthämmare.
Ytzoner med en ökning av WC-kornstorleken eller med Co-anrik- ning befanns ge ökad livslängd i skäroperation med stora krav på seghet och motstånd mot deformation vid hög temperatur och urflis- ningsmotstånd.
I kroppar erhållna efter värmebehandlingssteg No 1 och 2, re- sulterande i ytzoner med ökad WC-kornstorlek och ökad Co-halt över nominell nivå, befanns det vara lämpligt att minska Co-halten inom ytzonen till omkring samma nivå som den nominella Co-nivån eller även något lägre än den nominella nivån. Denna reduktion i Co-halt uppnås genom upp till tre ytterligare värmebehandlingssteg (värme- behandlingssteg No 3,4 och 5) efter värmebehandlingssteg No 1 och 2.
Värmebehandlingssteg No 3 utförs i en karburerande atmosfär, såsom CH4+H2, inom temperaturintervallet 1200-1370 OC och tiden 0,1-2h.
Värmebehandlingssteg No 4 utförs i en neutral gasatmosfär el- ler vakuum vid temperaturer mellan 1360 och 1450 OC och hålltid mellan 0,1-2h.
Värmebehandlingssteg No 5 utförs i en karburerande atmosfär såsom CH4+H2, inom temperaturintervallet 1200-1370 OC och tiden 0,1-2h.
Efter värmebehandlingssteg No 1,2 och 3 minskas Co-halten inom ytzonen till inom i20% variation av den nominella Co-halten.
Efter värmebehandlingssteg No 1,2,3 och 4 regleras Co-halten inom ytzonen till inom i10% variation av den nominella Co-halten.
Efter värmebehandlingssteg No 1,2,3,4 och 5 minskas Co-halten inom ytzonen till mellan -20 och -40% av den nominella Co-halten.
Kroppar enligt uppfinningen beläggs med en slitstark belägg- ning med användning av kända beläggningsmetoder.
Metoden enligt föreliggande uppfinning kan tillämpas på WC- Co-kroppar med 3-10 vikt% bindefas med medel-WC-kornstorlek av 0,3-3 um, företrädesvis 0,5-1,7 um, med en kolhalt som inte får överstiga kolmättnad. Företrädesvis finns ingen etafas i kropparna före den avkolande behandlingen. Bindefasen är helst Co men kan 10 15 20 25 30 35 40 522 :S0 omfatta eller bestå av andra element såsom Fe och Ni eller bland- ningar därav.
I en första föredragen utföringsform utförs kraftig avkolning vid en temperatur mellan 1000 CC och 1250 OC (värmebehandlingssteg No 1), hålltid 2-10 h, i H2+H2O med daggpunkt mellan OOC och -30°C, eller H2+CO2-atmosfär innehållande 10-20 % CO2 följt av en värmebehandling utförd i en neutral gasatmosfär eller vakuum mel- lan 1360 och 1410 OC i 0,5 till 5 h.
Som resultat av värmebehandlingarna No 1 och 2 erhålls en (värmebehandlingssteg No 2) ytzon med WC-korn med en medelkornstorlek 20% större, företrädes- vis 30% större än den genomsnittliga WC-kornstorleken inom hårdme- tallkroppen. Ytzonen är 5-100 pm tjock, företrädesvis 10-30 pm tjock, med medel-Co-halt åtminstone 10%, företrädesvis 30%, högre än den nominella Co-halten.
I kroppar med ytzoner med ökad WC-kornstorlek kan det före- ligga ytterligare en intermediär zon mellan ytzonen och de inre delarna av hàrdmetallkroppen. Denna intermediära zon har omkring samma tjocklek eller är upp till 200% större än ytzonen och omfat- tar WC-fas med Co-halten kornstorlek 10-30% mindre än inom hårdmetallkrop- pen. inom denna zon kan vara inom 10% variation väsent- ligen densamma som den nominella Co-halten utanför ytzonen eller mellan 10% minskad WC-kornstorlek kan föreligga i hårdmetallkroppar med Co- halt under 8 vikt %, kraftigt avkolning. Denna intermediära zon saknas i kroppar med och 30% lägre än nominell Co-halt. Intermediär zon med utan korntillväxthämmare och utsatta för korntillväxthämmare och Co-halt över 8 vikt %.
Inom ytzonen är formen av den större delen av WC-kornen vä- sentligen oförändrad, eller delvis ändrad till plateletform. WC- kornstorleken och mängden av WC-plattor ökar inom ytzonen mot ytan av kroppen. Korntillväxt äger även rum i WC-Co-kroppar med liten mängd svaga korntillväxthämmare. Men ingen WC-korn-tillväxt observeras i kroppar innehållande VC.
Hårdmetall enligt denna utföringsform är mest lämplig i skär- operationer med stora krav på mekanisk seghet, i skäroperationer med användning av tunga periodiska ingrepp i stål eller gjutjärn utan kylmedel.
Den andra föredragna utföringsformen fås med användning av kroppar från den första föredragna utföringsformen som dessutom värmebehandlas i upp till tre ytterligare värmebehandlingssteg (värmebehandlingssteg No 3,4 och 5). Värmebehandlingssteg No 3 ut- förs i en karburerande atmosfär såsom CH4+H2, i temperaturinter- vallet 1200-1370 OC och tiden 0,1-2h. Värmebehandlingssteg No 4 W U 20 25 30 35 40 7 522 730 w o 1 n a « nu utförs i en neutral gasatmosfär eller vakuum vid temperaturer mel- lan 1360 och 1450 OC och hålltid mellan 0,1-2h, värmebehandlings- steg No 5 utförs i en karburerande atmosfär såsom CH4+H2, inom temperaturintervallet 1200-1370 OC och hålltid 0,1-2h. Efter vär- mebehandlingssteg No 1,2 och 3 är Co-halten inom ytzonen minskad till inom 20% variation av den nominella Co-halten, efter värmebe- handlingssteg No l,2,3 och 4 är Co-halten inom ytzonen reducerad till inom 10% variation av den nominella Co-halten och efter vär- mebehandlingssteg No 1,2,3,4 och 5 är Co-halten inom ytzonen mins- kad till mellan -20 och -40% av den nominella Co-halten. Medel-WC- O kornstorleken inom ytzonen är inom 10 % variation samma som eller upp till 30% större än i den först föredragna utföringsformen.
Hårdmetall enligt denna utföringsform är mest lämplig i seg- hetskrävande skäroperationer med ökad mängd av termisk cykling le- dande till uppkomst av termiska sprickor och termiskt förorsakad flagning som inträffar under intermittent bearbetning av rostfritt stål med kylmedel.
Den tredje föredragna utföringsformen fås i WC-Co baserade kroppar innehållande konventionella mängder av korntillväxthämmare efter en svagare avkolningsvärmebehandling (värmebehandlingssteg No 1). låga temperaturer såsom 1000 OC, Den avkolande behandlingen utförs antingen vid relativt i upp till 10 h i en H2+H2O-atmo- sfär med en daggpunkt mellan +15 och +25 OC eller vid relativt höga temperaturer såsom 1250 OC i 1-2 h och i en H2+H2O-atmosfär med en daggpunkt mellan -20 och -30 OC. Tunna ytzoner erhålls ef- ter sådan avkolande behandling med en tjocklek av upp till 10 pm. (värmebehandlingssteg i 20 min-3h. företrädesvis 30%, Värmebehandlingssteg i neutral gasatmosfär No 2) såsom Ar eller vakuum utförs vid 1360-1410 OC, Ytzonen har en Co-halt åtminstone 10%, högre än den nominella Co-halten. Medel-WC-kornstorleken är oförändrad eller är upp till 20% större än medel-WC-kornstorleken inom resten av hàrdmetallkroppen. Tjockleken av ytzonen är mellan 5 och 20 pm, företrädesvis 5-10 um.
Hårdmetall enligt denna utföringsform är mest lämplig i skäroperationer med stora krav på seghet med användning av skär med relativt liten eggradie.
EXEMPEL 1-11 Hårdmetallskär CNMG1204l2KM tillverkade på konventionellt sätt värmebehandlades enligt uppfinningen enligt Tabell 1. Tabell 2 visar den resulterande ytzonen. Skären belades och prövades i "S22 7830 skärprov emot obehandlade skär med samma beläggning med resultat enligt Tabell 2.
Tabell 1 EX. Hårdmetallsam- Värmebehand- Värmebehandling -No 2 Värmebehandling -No No. mansättning ling -No 1 4, 5 1 WC+5f0Vikt-*CO 12so°c, 4h, 141o°c,1h,3ombar Ar Ingen 2 WC+5f°Vikt-*CO 125o°c, 4h, 141o°c,1h,3ombar Ar 133o°c,o,5h,H2+cH4 H2 +H2O 3 WC+5f°Vikt-*CO 1z5o°c, 4h, 141o°c,1h,3ombar Ar 133o°c,o,sh,H2+cH4 H2+H2° +141o°c,o,sh vak +133o°c,o,5h,H2+cH4 4 WC+6,0Vikt-%C° 12so°c, zh, 141o°c,1h,3ombar Ar Ingen H2 +H2O 5 WC+6f0Vikt-*CO 9ao°c, 1oh, 139o°c,1h,3ombar Ar Ingen H2 +H2O 6 WC+9f5Vikt'%C°f 125o°c, 4h, 141o°c,1h,3ombar Ar Ingen l,2TaC,0,3NbC H2+H2Q 7 WC+1°f0Vikf-*CO 1o3o°c, sh, 141o°c,1h,3ombar Ar Ingen 0,5Cr3C2 H2+H2Q 8 WC+1°f0Vikt- 125o°c, sh, 141o°c,2h,3ombar Ar Ingen %C0, 0,5Cr3C2 H2+H2Q 9 WC+3f7Vikt-*C01 9ss°c, sh, 141o°c,1,5h,vakuum Ingen 1,5Tac, o,sNbc H2+H20 10 WC+5f°Víkt-*CO 125o°c, 4h, 141o°c,1h,3ombar,Ar 133o°c,o,sh,H2+cH4 H2+H2° +141o°c,o,5h vak 11 WC+5,8vikt-%Co, 1250°C, 4h, 1380°C,2,0h,Ar Ingen 3,5TiC,2,3TaC H2+H20 3,5NbC Tabell 2 EXEMPEL NO IA 1B, REF. 2A 2B, REF. 3A 38, REF. 4A 4B, REF. 5A 5B, REF. 6A 6B, REF. 7A 7B, REF. 8A 8B, REF. 9A 9B, REF. 10A 522 730 å» 9 Ytzontjocklek, Co-halt, WC-korn storlek+form 18 pm, 8,0vikt-%Co, pm WC,>50%WC-plattor Fig 1 Svikt-%Co, 1,5pm WC, <5%WC-plattor 3,2 18 pm, 5,5vikt-%Co, 3,3 pm WC, >30%WC-plattor Fig 7 Svikt-%Co, 1,7pm WC, <5%WC-plattor 18 pm, 4,0vikt-%Co, pm WC,>30%WC-plattor Fig 8 Svikt-%Co, 1,7pm WC, <5%WC-plattor 3,6 15 pm, 9,0vikt-%Co, 2,2 pm WC,l0%WC-plattor, Fig 2 övikt-%Co, 1,5 pm WC, <5%WC-plattor 10 pm, 9,0vikt-%Co,1,7 pm wc, Fig 3 Gvikt-%Co, 1,6 pm WC, <5%WC-plattor 25 pm, l4,0Vikt-%CO,2,2 pm WC, <5%WC~plattor Fig 4 9,5vikt-%Co, <5%WC-plattor 1,9 pm WC, 14 pm, l4,0Vikt-%CO,1,2 pm WC,<5%WC-plattor Fig 6 10vikt-%Co, 0,9 pm WC, <5%WC-plattor 45 pm, ll-l5,0vikt-%Co, 2,0 pm WC, 5-20%WC- plattor, Fig 5 l0vikt-%Co, 0,9 pm WC, <5%WC-plattor 15 pm, 6,0vikt-%Co,1,4 pm WC, 3,7vikt~%Co, 1,2 pm WC,<5%WC-plattor 5,0vikt-%C0, 3,5 >30%WC-plattor 18 pm, pm WC, Inom hm-kroppen, WC-korn storlek (pm) 1,5 beläggning:CVD-MTCVD, PVD spmrin-Ticu-Ti(c,o)+ 5pmAl2O3+0,5pmTiN 5pmTiN-TiCNTi(C,O) +5pmAl20+0,5pmTiN spmTiN~TicN- Ti(C,O)+5pmAl2O3+0,5pmTiN spmwin-Ticn-Ti(c,o)+ 5pmAl2O3+0,5pmTiN 5pmTíN-TiCN-Ti(C,O)+ 5pmAl203+0,5pmTiN 5pmTiN-TiCN-Ti(C,O)+ 5pmAl2O3+0,5pmTiN 3pmTiN-TiCN-Ti(C,O)+ 3pmAl203 3pmTiN-TiCN-Ti(C,0)+ 3pmAl2O3 3pmTiN-TiCN-Ti(C,O)+ 5pmAl203 apmfiu-Ticm-Ti(c,o)+ spmA12o3 spmwin-Ticn-Ti(c,o)+ spmA12o3 5pmTiN-TiCN-Ti(C,0)+ 5pmAl2O3 0,5pmTiN+12x6pmTiN,TiAlN multiskikt 0,5pmTiN+l2X6pmTiN,TiAlN multiskikt 0,SpmTiN+6pml2xTiN,TiAlN multiskikt 0,5pmTiN+6pm12xTíN,TiAlN multiskikt 5pmTiCN+0,5pmTiN 5pmTiCN+0,SpmTiN spmTiN-TicN- Ti(C,0)+5pmAl2O3+0,5pmTiN Ökning i livslängd över Ref. 30% 40% 50% 45% 30% 40% 55% 30% 40% 45% 105, REF. 11A 1lB, REF.
Svikt-%Co, l,7pmWC,<5%WC plateletes 14 pm, 9,0vikt-%Co, 2,9 pm WC, 20%WC-plattor 5,8vikt-%Co,2,3 pm WC, 522 gsu 1,7 2,3 2,3 '00 000 0 0 00 0000 0 0 0 00 00 0 0 0 00 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 00 000 000 spmTiN-TicN- Ti(C,O)+5umAl2O3+0,5pmTiN 0,5pmTiN+6pm12xTiN,TiAlN multiskikt 0,5pmTiN+6pm12XTiN,TiAlN multiskikt 000000

Claims (7)

W ß 20 25 30 35 522 730 &§¶p¿. ww.:¿ ¿.m. oo ooo o o o oocono u o oo o croo :'š':'._.'=-:- v'
1. Metod för tillverkning av en belagd hårdmetallkropp avsedd Krav för skärande bearbetning där beläggningen utgörs av åtminstone ett nötningsbeständigt skikt och hårdmetallkroppen innehåller WC och 3-10 vikt-% bindefas av Co, där hårdmetallkroppen uppvisar en re- lativ kolhalt under mättnadspunkten, med en 5-100 pm tjock ytzon olik det inre av kroppen varvid hårdmetallkroppen före belägg- ningen med det åtminstone ett nötningsbeständiga skiktet - avkolas i H2+H2O eller H2+CO2-gasatmosfär vid en temperatur av 900-1290°C, företrädesvis 1000-l250OC, i 1-10 h för att bilda en etafashaltig ytzon - k ä n n e t e c k n a d av att kroppen därefter värmebe- handlas vid en temperatur av 1250-145O OC, företrädesvis mellan 1360-1450 OC, tral gasatmosfär eller vakuum till fullständig omvandling av eta- i 10 min-10 h, företrädesvis 30 min-2 h, i en neu- fasen eller andra faser bildade under avkolningen till WC+Co-fas.
2. Metod enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a d av att hårdme- tallkroppen består av WC-Co.
3. Metod enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a d av att hårdme- företrädes- Nb och V. tallkroppen består av WC-Co med tillsats av <3 vikt-%, vis <2,5 vikt-% korntillväxthämmare såsom Cr, Ti, Ta,
4. Metod enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a d av att hårdme- tallkroppen består av WC-Co-gammafas omfattande totalt upp till 15 vikt-% av åtminstone ett av följande element Ti,Ta,Nb.
5. Metod enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a d av att hårdme- tallkroppen ytterligare värmebehandlas i en karburerande atmosfär såsom CH4+H2, inom temperaturintervallet 1200-1370 OC och tiden 0,1-2h.
6. Metod enligt krav 5 k ä n n e t e c k n a d av att hårdme- tallkroppen ytterligare värmebehandlas i en neutral gasatmosfär eller vakuum vid temperaturer mellan 1360 och 1450 OC och hålltid mellan 0,1-2h.
7. Metod enligt krav 6 k ä n n e t e c k n a d av att hårdme- tallkroppen ytterligare värmebehandlas i en karburerande atmosfär såsom CH4+H2 inom temperaturintervallet 1200-1370 OC och tiden 0,1-2h.
SE0004290A 2000-11-23 2000-11-23 Metod för tillverkning av en belagd hårdmetallkropp avsedd för skärande bearbetning SE522730C2 (sv)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0004290A SE522730C2 (sv) 2000-11-23 2000-11-23 Metod för tillverkning av en belagd hårdmetallkropp avsedd för skärande bearbetning
EP01997573.9A EP1339892B1 (en) 2000-11-23 2001-11-23 Method of making coated cemented carbide cutting tools
PCT/SE2001/002600 WO2002042515A1 (en) 2000-11-23 2001-11-23 Method of making coated cemented carbide cutting tools
EP12151563.9A EP2522760B1 (en) 2000-11-23 2001-11-23 Coated cemented carbide
US10/432,436 US7150897B2 (en) 2000-11-23 2001-11-23 Method of making a cemented carbide tool and a cemented tool
JP2002545215A JP4153301B2 (ja) 2000-11-23 2001-11-23 被膜付き超硬合金切削工具の製造方法
US11/527,530 US7384689B2 (en) 2000-11-23 2006-09-27 Cemented carbide body
US12/078,140 US7700186B2 (en) 2000-11-23 2008-03-27 Cemented carbide body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0004290A SE522730C2 (sv) 2000-11-23 2000-11-23 Metod för tillverkning av en belagd hårdmetallkropp avsedd för skärande bearbetning

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0004290D0 SE0004290D0 (sv) 2000-11-23
SE0004290L SE0004290L (sv) 2002-05-24
SE522730C2 true SE522730C2 (sv) 2004-03-02

Family

ID=20281930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0004290A SE522730C2 (sv) 2000-11-23 2000-11-23 Metod för tillverkning av en belagd hårdmetallkropp avsedd för skärande bearbetning

Country Status (5)

Country Link
US (3) US7150897B2 (sv)
EP (2) EP2522760B1 (sv)
JP (1) JP4153301B2 (sv)
SE (1) SE522730C2 (sv)
WO (1) WO2002042515A1 (sv)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9428822B2 (en) 2004-04-28 2016-08-30 Baker Hughes Incorporated Earth-boring tools and components thereof including material having hard phase in a metallic binder, and metallic binder compositions for use in forming such tools and components
SE528427C2 (sv) * 2004-07-09 2006-11-07 Seco Tools Ab Ett belagt skär för metallbearbetning och sätt att tillverka detta
SE528109C2 (sv) * 2004-07-12 2006-09-05 Sandvik Intellectual Property Fasningsskär, speciellt för fasfräsning av stålplåt för oljerör, samt sätt att tillverka detsamma
SE529590C2 (sv) * 2005-06-27 2007-09-25 Sandvik Intellectual Property Finkorniga sintrade hårdmetaller innehållande en gradientzon
SE529015C2 (sv) * 2005-09-09 2007-04-10 Sandvik Intellectual Property PVD-belagt skärverktygsskär tillverkat av hårdmetall
ATE438600T1 (de) * 2005-11-17 2009-08-15 Boehlerit Gmbh & Co Kg Beschichteter hartmetallkörper
SE530517C2 (sv) * 2006-08-28 2008-06-24 Sandvik Intellectual Property Belagt hårdmetallskär, sätt att tillverka detta samt dess användning för fräsning av hårda Fe-baserade legeringar > 45 HRC
US9132567B2 (en) 2007-03-23 2015-09-15 Dayton Progress Corporation Tools with a thermo-mechanically modified working region and methods of forming such tools
US8968495B2 (en) 2007-03-23 2015-03-03 Dayton Progress Corporation Methods of thermo-mechanically processing tool steel and tools made from thermo-mechanically processed tool steels
US20090169594A1 (en) * 2007-09-18 2009-07-02 Stefania Polizu Carbon nanotube-based fibers, uses thereof and process for making same
EP2184122A1 (en) * 2008-11-11 2010-05-12 Sandvik Intellectual Property AB Cemented carbide body and method
GB0903322D0 (en) 2009-02-27 2009-04-22 Element Six Holding Gmbh Hard-metal substrate with graded microstructure
US8327958B2 (en) 2009-03-31 2012-12-11 Diamond Innovations, Inc. Abrasive compact of superhard material and chromium and cutting element including same
US8614935B2 (en) * 2009-12-16 2013-12-24 Oracle America, Inc. Data storage system and method for calibrating same
FR2954197B1 (fr) * 2009-12-22 2012-04-20 Eads Europ Aeronautic Defence Foret a goujures droites
JP2011177830A (ja) * 2010-03-01 2011-09-15 Mitsubishi Materials Corp 表面被覆wc基超硬合金製切削工具
WO2011146752A2 (en) 2010-05-20 2011-11-24 Baker Hughes Incorporated Methods of forming at least a portion of earth-boring tools, and articles formed by such methods
JP5561607B2 (ja) * 2010-09-15 2014-07-30 三菱マテリアル株式会社 表面被覆wc基超硬合金製インサート
JP5851826B2 (ja) * 2010-12-24 2016-02-03 三菱日立ツール株式会社 高温下での耐塑性変形性に優れる切削工具用wc基超硬合金および被覆切削工具ならびにこれらの製造方法
EP2702185B1 (en) 2011-04-29 2015-09-23 Mustafa Urgen Method for modifying and alloying surfaces of wc based hard metal structures
EP2725111B1 (en) * 2011-06-27 2019-10-02 Kyocera Corporation Hard alloy and cutting tool
JP6375636B2 (ja) * 2014-02-14 2018-08-22 新日鐵住金株式会社 超硬工具用基材及び超硬工具、並びに超硬工具用基材及び超硬工具の製造方法
CN104498684B (zh) * 2015-01-19 2017-01-25 四川科力特硬质合金股份有限公司 一种硬质合金在真空烧结炉中脱碳的方法
CN108677136A (zh) * 2018-05-28 2018-10-19 株洲硬质合金集团有限公司 一种消除硬质合金脱碳缺陷的方法
CN110629095A (zh) * 2019-08-09 2019-12-31 株洲美特优硬质合金有限公司 梯度硬质合金复合棒材及其制备方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE453202B (sv) * 1986-05-12 1988-01-18 Sandvik Ab Sinterkropp for skerande bearbetning
SE456428B (sv) * 1986-05-12 1988-10-03 Santrade Ltd Hardmetallkropp for bergborrning med bindefasgradient och sett att framstella densamma
JPS63169356A (ja) 1987-01-05 1988-07-13 Toshiba Tungaloy Co Ltd 表面調質焼結合金及びその製造方法
US4830886A (en) 1988-03-07 1989-05-16 Gte Valenite Corporation Process for making cutting insert with titanium carbide coating
SE500050C2 (sv) * 1991-02-18 1994-03-28 Sandvik Ab Hårdmetallkropp för slitande mineralavverkning och sätt att framställa denna
AU657753B2 (en) * 1991-04-10 1995-03-23 Eurotungstene Poudres S.A. Method of making cemented carbide articles
US5665431A (en) 1991-09-03 1997-09-09 Valenite Inc. Titanium carbonitride coated stratified substrate and cutting inserts made from the same
DE69304742T3 (de) 1992-03-05 2001-06-13 Sumitomo Electric Industries Beschichteter Hartmetallkörper
SE514283C2 (sv) * 1995-04-12 2001-02-05 Sandvik Ab Belagt hårmetallskär med bindefasadanrikad ytzon samt sätt för dess tillverkning
SE513740C2 (sv) * 1995-12-22 2000-10-30 Sandvik Ab Slitstark hårmetallkropp främst för användning vid bergborrning och mineralbrytning
SE517474C2 (sv) * 1996-10-11 2002-06-11 Sandvik Ab Sätt att tillverka hårdmetall med bindefasanrikad ytzon
DE69838006T2 (de) 1997-02-05 2008-03-13 Cemecon Ag Beschichtungsvorrichtung
SE9704742D0 (sv) * 1997-12-18 1997-12-18 Sandvik Ab Coated cemented carbide with improved properties and method of making such body
US6436204B1 (en) * 1998-11-20 2002-08-20 Kennametal Pc Inc. Diamond coated cutting tools and method of manufacture
SE516071C2 (sv) * 1999-04-26 2001-11-12 Sandvik Ab Hårdmetallskär belagt med en slitstark beläggning

Also Published As

Publication number Publication date
US20070020477A1 (en) 2007-01-25
US7700186B2 (en) 2010-04-20
EP2522760A3 (en) 2013-06-05
EP2522760B1 (en) 2016-08-31
EP1339892A1 (en) 2003-09-03
WO2002042515A1 (en) 2002-05-30
SE0004290D0 (sv) 2000-11-23
JP4153301B2 (ja) 2008-09-24
US7384689B2 (en) 2008-06-10
US20080187778A1 (en) 2008-08-07
JP2004514790A (ja) 2004-05-20
SE0004290L (sv) 2002-05-24
US7150897B2 (en) 2006-12-19
US20040091749A1 (en) 2004-05-13
EP2522760A2 (en) 2012-11-14
EP1339892B1 (en) 2015-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE522730C2 (sv) Metod för tillverkning av en belagd hårdmetallkropp avsedd för skärande bearbetning
KR101333559B1 (ko) 절삭 인서트, 절삭 인서트의 제조 방법 및 절삭 인서트를 사용하는 방법
KR101441136B1 (ko) 내열성 초합금 (hrsa) 및 스테인리스 강의 선삭가공용미립 초경합금 인서트
JP2008183708A (ja) 被覆されたフライス加工用植刃及びその製造方法
US5306326A (en) Titanium based carbonitride alloy with binder phase enrichment
KR20080072586A (ko) 향상된 알루미나 피복 등급
SE527346C2 (sv) Skär med beläggning av skikt av MTCVD-Ti (C,N) med styrd kornstorlek och morfologi och metod för att belägga skäret
JP2008238393A5 (sv)
JP4578382B2 (ja) 硬質皮膜及び硬質皮膜被覆工具
CN104870127B (zh) 切削工具
KR101133476B1 (ko) Cvd 피복 절삭공구 인서트
EP1346082A1 (en) Coated cemented carbide cutting tool insert
JP2000234136A (ja) 超硬合金および被覆超硬合金とその製造方法
JP2000514723A (ja) 冷間成形作業用工具
JP3353449B2 (ja) 被覆切削工具
JP2007119810A (ja) 被覆部材
JP2007181915A (ja) 深穴穿孔用の被覆インサート
JP2003311525A (ja) 切削工具インサート、その製造方法およびそれを用いたフライス加工方法
RU2643752C1 (ru) Металлокерамический инструмент
EP1222316B1 (en) Coated cemented carbide insert
JP2007502373A (ja) 高性能耐侵食性炭窒化物サーメット
JP2004249380A (ja) 表面被覆Ti基サーメット製切削工具およびその製造方法
JP2007119809A (ja) 被覆部材
JP2004169187A (ja) 仕上げ作業用のTi、Nb、W、C、N及びCoを含有する焼結チタン基炭窒化物合金及びその製造方法
SE0802600A1 (sv) Cermet