PL245660B1 - Matrix for metal-diamond tools and method of manufacturing the matrix - Google Patents
Matrix for metal-diamond tools and method of manufacturing the matrix Download PDFInfo
- Publication number
- PL245660B1 PL245660B1 PL435957A PL43595720A PL245660B1 PL 245660 B1 PL245660 B1 PL 245660B1 PL 435957 A PL435957 A PL 435957A PL 43595720 A PL43595720 A PL 43595720A PL 245660 B1 PL245660 B1 PL 245660B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- matrix
- amount
- mixture
- carbon ferromanganese
- powders
- Prior art date
Links
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims description 9
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 30
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910020813 Sn-C Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910018732 Sn—C Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010974 bronze Substances 0.000 claims abstract description 10
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims abstract description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 6
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000012612 commercial material Substances 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017755 Cu-Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017927 Cu—Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018100 Ni-Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018532 Ni—Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000011156 metal matrix composite Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
Osnowa składa się z mieszaniny proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C w ilości od 80 do 95% mas. i twardych cząstek fazy ceramicznej SiC w ilości od 5 do 20% mas, przy czy mieszanina proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C zawiera: 77% żelaza, 7,5% żelazomanganu wysokowęglowego, 7,5% żelazomanganu niskowęglowego, 8% brązu cynowego. Do mieszaniny proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C w ilości od 80 do 95% mas. wprowadza się twarde cząstki fazy ceramicznej SiC w ilości od 5 do 20% mas., a następnie całość poddaje się mieleniu w młynku kulowym do uzyskania uziarnienia od 50 do 60 µm, po czym spieka się metodą prasowania na gorąco pod ciśnieniem 35 MPa w temperaturze 900 - 950°C i w czasie 3 - 10 min.The matrix consists of a mixture of Fe-Mn-Cu-Sn-C powders in an amount of 80 to 95 wt.% and hard particles of the SiC ceramic phase in an amount of 5 to 20 wt.%, wherein the Fe-Mn-Cu-Sn-C powder mixture contains: 77% iron, 7.5% high-carbon ferromanganese, 7.5% low-carbon ferromanganese, 8% tin bronze. For the Fe-Mn-Cu-Sn-C powder mixture in an amount of 80 to 95 wt.%. hard SiC ceramic phase particles are introduced in an amount of 5 to 20% by weight, and then the whole is subjected to ball milling to obtain a grain size of 50 to 60 µm, and then sintered by hot pressing at a pressure of 35 MPa at a temperature of 900 - 950°C for 3 - 10 min.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest osnowa do narzędzi metaliczno-diamentowych na bazie żelaza do szlifowania powierzchni betonowych i kamiennych oraz sposób wytwarzania tej osnowy.The subject of the invention is a matrix for iron-based metal-diamond tools for grinding concrete and stone surfaces and a method of producing this matrix.
Znany jest z opisu WO/2010/105419A1 sposób wykonania narzędzi diamentowych do szlifowania posadzek betonowych, których materiał osnowy zawiera od 40 do 70% wagowych kobaltu, od 10 do 20% wagowych miedzi, od 15 do 20% wagowych węglika wolframu, od 5 do 10% wagowych cyny i od 0,5 do 3% wag. mikroelementów. Sposób otrzymywania tych narzędzi obejmuje prasowanie na zimno, spiekanie w próżni z wykorzystaniem prasopieca w temperaturze od 850 do 900°C i pod naciskiem od 10 do 15 ton.A method of making diamond tools for grinding concrete floors, the matrix material of which contains from 40 to 70% by weight of cobalt, from 10 to 20% by weight of copper, from 15 to 20% by weight of tungsten carbide, from 5 to 10% by weight of tin and from 0.5 to 3% by weight of microelements, is known from the description WO/2010/105419A1. The method of obtaining these tools includes cold pressing, sintering in a vacuum using a press furnace at a temperature of from 850 to 900°C and under a pressure of from 10 to 15 tons.
W zgłoszeniu patentowym CN103038025 (A) ujawniono sposób wytwarzania materiałów kompozytowych na bazie miedzi do narzędzi diamentowych stosowanych w budownictwie i obróbce kamienia. Skład spoiwa stanowi (% mas.): miedź (30-60), żelazo (20-35), kobalt (10-15), cyna (0-10,5), węglik wolframu (0-20) i dodatek stopowy. Według pierwszego wariantu dodatek stopu jest nanoproszkiem o powierzchni właściwej od 6 do 25 m2/g, który jest obecny w ilości od 1 do 15% wag., według drugiego wariantu dodatek stopu jest nanoproszkiem o powierzchni właściwej od 75 do 150 m2/g, który jest obecny w ilości od 0,01 do 5% wag. Spoiwo charakteryzuje się dużą odpornością na ścieranie bez istotnego wzrostu wymaganej temperatury spiekania, a także dużą twardością, wytrzymałością i udarnością.Patent application CN103038025 (A) discloses a method of manufacturing composite materials based on copper for diamond tools used in construction and stone processing. The binder composition is (% by mass): copper (30-60), iron (20-35), cobalt (10-15), tin (0-10.5), tungsten carbide (0-20) and an alloy additive. According to the first variant, the alloy additive is a nanopowder with a specific surface area of 6 to 25 m 2 /g, which is present in an amount of 1 to 15% by weight, according to the second variant, the alloy additive is a nanopowder with a specific surface area of 75 to 150 m 2 /g, which is present in an amount of 0.01 to 5% by weight. The binder is characterized by high abrasion resistance without a significant increase in the required sintering temperature, as well as high hardness, strength and impact strength.
W publikacji: Feng Chen et al. pt. „Preparation and properties of AbOa-reinforced Cu-Ni-Sn metallic matrix for applications in diamond-cutting tools” Diamond and Related Materials 109(3):10825, opisano materiał osnowy wzmacniany cząstkami fazy ceramicznej AI2O3 otrzymany metodą mielenia i konsolidowany metodą prasowania na gorąco w temperaturze 880°C. Otrzymany materiał charakteryzował się następującymi parametrami: twardość 99 HRB, wytrzymałość na zginanie 1308 MPa i moduł sprężystości przy zginaniu 75,6 GPa, co jest zbliżone do wartości materiału komercyjnego na bazie kobaltu.In the publication by Feng Chen et al. entitled "Preparation and properties of AbOa-reinforced Cu-Ni-Sn metallic matrix for applications in diamond-cutting tools" Diamond and Related Materials 109(3):10825, the matrix material reinforced with ceramic phase Al2O3 particles obtained by the milling method and consolidated by hot pressing at 880°C was described. The obtained material was characterized by the following parameters: hardness 99 HRB, bending strength 1308 MPa and bending modulus 75.6 GPa, which is close to the value of the commercial cobalt-based material.
Natomiast w publikacji: E. Levashov et al. pt. „Improved Mechanical and Tribological Properties of Metal Matrix Composites Dispersion-Strengthened by Nanoparticles” Materials 2010, 3(1), 97-107 zaprezentowano sposób wytwarzania materiałów osnowy na bazie Co i Fe wzmacnianych nanocząstakami faz dyspersyjnych: WC, ZrO2, AI2O3, SisN4. Mieszanki przygotowano w młynku planetarnym. Spieki do badań konsolidowano metodą prasowania na gorąco w temperaturze 850-900°C i pod naciskiem 350 kg/cm2. Modyfikacja materiałów nanocząstkami faz dyspersyjnych spowodowała wzrost twardości do 10 HRB, wytrzymałości na zginanie do 50% i odporności na ścieranie o współczynnik 2-10 oraz zmniejszenie współczynnika tarcia nawet 4-krotnie.In the publication: E. Levashov et al. entitled "Improved Mechanical and Tribological Properties of Metal Matrix Composites Dispersion-Strengthened by Nanoparticles" Materials 2010, 3(1), 97-107 a method of producing matrix materials based on Co and Fe reinforced with nanoparticles of disperse phases: WC, ZrO2, Al2O3, SisN4 was presented. The mixtures were prepared in a planetary mill. The sinters for the tests were consolidated by hot pressing at a temperature of 850-900°C and under a pressure of 350 kg/ cm2 . Modification of the materials with nanoparticles of disperse phases resulted in an increase in hardness up to 10 HRB, bending strength up to 50% and abrasion resistance by a factor of 2-10 and a reduction in the friction coefficient even 4 times.
Z publikacji: J.S. Konstanty et al. pt.: „Wear-resistant iron-based Mn-Cu-Sn matrix for sintered diamond tools” Powder Metallurgy vol. 16, 2018-Issue 1 znany jest sposób otrzymywania kompozytów na bazie żelaza z dodatkiem proszków żelazomanganu wysokowęglowego i niskowęglowego w ilości 15% mas. oraz brązu cynowego w ilości 8% mas do spiekanych narzędzi metaliczno-diamentowych do cięcia i szlifowania kamieni naturalnych, betonów i asfaltów. Mieszanki homogenizowano w młynku kulowym przez 8, 30 i 120 godzin, a następnie spiekano metodą prasowania na gorąco w temperaturze 900°C, pod ciśnieniem 35 MPa i w czasie 3 min. Badania otrzymanych spieków wykazały, że możliwe jest otrzymanie materiałów o dobrej plastyczności i zbliżonych do materiałów komercyjnych Co-20%WC właściwościach mechanicznych i tribologicznych.From the publication: J.S. Konstanty et al. entitled: "Wear-resistant iron-based Mn-Cu-Sn matrix for sintered diamond tools" Powder Metallurgy vol. 16, 2018-Issue 1 a method for obtaining composites based on iron with the addition of high-carbon and low-carbon ferromanganese powders in the amount of 15% by mass and tin bronze in the amount of 8% by mass for sintered metal-diamond tools for cutting and grinding natural stones, concretes and asphalts is known. The mixtures were homogenized in a ball mill for 8, 30 and 120 hours, and then sintered by hot pressing at a temperature of 900°C, under a pressure of 35 MPa and for 3 minutes. The tests of the obtained sinters showed that it is possible to obtain materials with good plasticity and mechanical and tribological properties similar to commercial materials Co-20%WC.
Istota rozwiązania według pierwszego wynalazku polega na tym, że osnowa składa się z mieszaniny proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C w ilości od 80 do 95% mas. i twardych cząstek fazy ceramicznej SiC w ilości od 5 do 20% mas, przy czy mieszanina proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C zawiera 77% mas. żelaza, 7,5% żelazomanganu wysokowęglowego, 7,5% żelazomanganu niskowęglowego i 8% brązu cynowego.The essence of the solution according to the first invention is that the matrix consists of a mixture of Fe-Mn-Cu-Sn-C powders in an amount of 80 to 95 wt.% and hard SiC ceramic phase particles in an amount of 5 to 20 wt.%, wherein the mixture of Fe-Mn-Cu-Sn-C powders contains 77 wt.% of iron, 7.5% of high-carbon ferromanganese, 7.5% of low-carbon ferromanganese and 8% of tin bronze.
Istota rozwiązania według drugiego wynalazku polega na tym, że do mieszaniny proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C w ilości od 80 do 95% mas. wprowadza się twarde cząstki fazy ceramicznej SiC w ilości od 5 do 20% mas., a następnie całość poddaje się mieleniu w młynku kulowym do uzyskania uziarnienia od 50 do 60 μm, po czym spieka się metodą prasowania na gorąco pod ciśnieniem 35 MPa w temperaturze od 900 do 950°C i w czasie od 3 do 10 min., przy czym mieszanina proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C zawiera 77% mas. żelaza, 7,5% żelazomanganu wysokowęglowego, 7,5% żelazomanganu niskowęglowego i 8% brązu cynowego.The essence of the solution according to the second invention consists in that hard particles of the SiC ceramic phase in an amount of 5 to 20% by weight are introduced into a mixture of Fe-Mn-Cu-Sn-C powders in an amount of 80 to 95% by weight, and then the whole is subjected to grinding in a ball mill to obtain a grain size of 50 to 60 μm, and then sintered by hot pressing under a pressure of 35 MPa at a temperature of 900 to 950°C and for 3 to 10 minutes, wherein the mixture of Fe-Mn-Cu-Sn-C powders contains 77% by weight of iron, 7.5% of high-carbon ferromanganese, 7.5% of low-carbon ferromanganese and 8% of tin bronze.
Cząstki fazy ceramicznej wprowadzono w celu umocnienia dyspersyjnego materiału osnowy na bazie proszków z grupy Fe-Mn-Cu-Sn-C. Modyfikacja materiału osnowy pozwoliła uzyskać materiał o wyższych właściwościach fizyko-mechanicznych i większej wydajności szlifowania o ok. 30% w porównaniu do materiałów komercyjnych. Dzięki dłuższej trwałości eksploatacyjnej tych narzędzi możliwe jest skrócenie czasu przestoju potrzebnego na wymianę zużytych narzędzi przy zagwarantowaniu uzyskania gładkiej i jednolitej powierzchni.Ceramic phase particles were introduced to strengthen the dispersive matrix material based on Fe-Mn-Cu-Sn-C powders. Modification of the matrix material allowed to obtain a material with better physical and mechanical properties and higher grinding efficiency by approx. 30% compared to commercial materials. Thanks to the longer service life of these tools, it is possible to shorten the downtime needed to replace worn tools while ensuring a smooth and uniform surface.
Rozwiązania według wynalazków zostały zilustrowane poniższymi przykładami wykonania.The solutions according to the invention are illustrated by the following examples of embodiments.
Przykład 1Example 1
Przygotowano mieszaninę 95% mas. proszku Fe-Mn-Cu-Sn-C o średniej wielkości cząstek 86,05 μm i 5% mas. proszku SiC o średniej wielkości cząstek 31,39 μπ, przy czym proszek Fe-Mn-Cu-Sn-C składał się z 77% żelaza, 7,5% żelazomanganu wysokowęglowego, 7,5% żelazomanganu niskowęglowego, 8% brązu cynowego. Po wstępnym wymieszaniu proszków w mieszalniku typu Turbula mieszankę poddano procesowi mielenia w młynku kulowym przez 8 godzin do uzyskania średniego uziarnienia 53,43 μm. Następnie proszek spiekano w grafitowej matrycy pod ciśnieniem 35 MPa w temperaturze 950°C, w czasie 10 min. Otrzymano kompozyt o twardości HRB 105 ±1, HV10 315 ±11 i gęstości pozornej 7,47 ±0,01 g/cm3. Na podstawie laboratoryjnych testów eksploatacyjnych z wykorzystaniem metody MWT obliczono odporność na zużycie ścierne w obecności 2 i 3 ciał: Ai3= 18,1 ±3,94 μm/20 m, Ai2=110,6 ±15,6 μm/20 m.A mixture of 95 wt.% Fe-Mn-Cu-Sn-C powder with an average particle size of 86.05 μm and 5 wt.% SiC powder with an average particle size of 31.39 μπ was prepared, where the Fe-Mn-Cu-Sn-C powder consisted of 77% iron, 7.5% high-carbon ferromanganese, 7.5% low-carbon ferromanganese, 8% tin bronze. After preliminary mixing of the powders in a Turbula mixer, the mixture was subjected to a ball milling process for 8 hours to obtain an average grain size of 53.43 μm. Then the powder was sintered in a graphite matrix at a pressure of 35 MPa at a temperature of 950°C for 10 min. A composite with hardness HRB 105 ±1, HV10 315 ±11 and apparent density 7.47 ±0.01 g/cm 3 was obtained. Based on laboratory performance tests using the MWT method, the resistance to abrasive wear in the presence of 2 and 3 bodies was calculated: Ai3= 18.1 ±3.94 μm/20 m, Ai2=110.6 ±15.6 μm/20 m.
P rzy kła d 2Example 2
Przygotowano mieszaninę 90% mas. proszku Fe-Mn-Cu-Sn-C o średniej wielkości cząstek 86,05 μm i 10% mas. proszku SiC o średniej wielkości cząstek 31,39 μm, przy czym proszek Fe-Mn-Cu-Sn-C składał się z 77% żelaza, 7,5% żelazomanganu wysokowęglowego, 7,5% żelazomanganu niskowęglowego, 8% brązu cynowego. Po wstępnym wymieszaniu proszków w mieszalniku typu Turbula mieszanki poddano procesowi mielenia w młynku kulowym przez 8 godzin do osiągnięcia uziarnienia 53,41 μm. Następnie spiekano proszek w grafitowej matrycy pod ciśnieniem 35 MPa w temperaturze 950°C, w czasie 10 min. Otrzymano kompozyt o twardości HRB 114 ±1, HV10 425 ±26 i gęstości pozornej 7,27 ±0,01 g/cm3. Na podstawie laboratoryjnych testów eksploatacyjnych z wykorzystaniem metody MWT obliczono odporność na zużycie ścierne w obecności 2 i 3 ciał: Ai3 = 13,6 ±2,05 μm/20 m, Ai2 = 104,9 ±10,62 μm/20 m.A mixture of 90 wt.% Fe-Mn-Cu-Sn-C powder with an average particle size of 86.05 μm and 10 wt.% SiC powder with an average particle size of 31.39 μm was prepared, where the Fe-Mn-Cu-Sn-C powder consisted of 77% iron, 7.5% high-carbon ferromanganese, 7.5% low-carbon ferromanganese, 8% tin bronze. After preliminary mixing of the powders in a Turbula mixer, the mixtures were subjected to a ball milling process for 8 hours to achieve a grain size of 53.41 μm. Then, the powder was sintered in a graphite matrix at a pressure of 35 MPa at a temperature of 950°C for 10 min. A composite with hardness HRB 114 ±1, HV10 425 ±26 and apparent density 7.27 ±0.01 g/cm 3 was obtained. Based on laboratory performance tests using the MWT method, the abrasive wear resistance in the presence of 2 and 3 bodies was calculated: Ai3 = 13.6 ±2.05 μm/20 m, Ai2 = 104.9 ±10.62 μm/20 m.
P rzy kła d 3Example 3
Przygotowano mieszaninę 80% mas. proszku Fe-Mn-Cu-Sn-C o średniej wielkości cząstek 86,05 μm i 20% mas. proszku SiC o średniej wielkości cząstek 31,39 μm, przy czym proszek Fe-Mn-Cu-Sn-C składał się z 77% żelaza, 7,5% żelazomanganu wysokowęglowego, 7,5% żelazomanganu niskowęglowego, 8% brązu cynowego. Po wstępnym wymieszaniu proszków w mieszalniku typu Turbula mieszankę poddano procesowi mielenia w młynku kulowym przez 8 godzin. Następnie spiekano w grafitowej matrycy pod ciśnieniem 35 MPa w temperaturze 950°C, w czasie 10 min. Otrzymano kompozyt o twardości HRB 117 ±1, HV10 459 ±31 i gęstości pozornej 6,85 ±0,01 g/cm3. Na podstawie laboratoryjnych testów eksploatacyjnych z wykorzystaniem metody MWT obliczono odporność na zużycie ścierne w obecności 2 i 3 ciał: Ais = 15,5 ±1,85 μm/20m, Ai2 = 102,7 ±9,8 μm/20 m.A mixture of 80 wt.% Fe-Mn-Cu-Sn-C powder with an average particle size of 86.05 μm and 20 wt.% SiC powder with an average particle size of 31.39 μm was prepared, where the Fe-Mn-Cu-Sn-C powder consisted of 77% iron, 7.5% high-carbon ferromanganese, 7.5% low-carbon ferromanganese, 8% tin bronze. After preliminary mixing of the powders in a Turbula mixer, the mixture was subjected to a ball milling process for 8 hours. Then it was sintered in a graphite matrix at a pressure of 35 MPa at a temperature of 950°C for 10 min. A composite with hardness HRB 117 ±1, HV10 459 ±31 and apparent density 6.85 ±0.01 g/cm 3 was obtained. Based on laboratory performance tests using the MWT method, the abrasive wear resistance in the presence of 2 and 3 bodies was calculated: Ais = 15.5 ±1.85 μm/20 m, Ai2 = 102.7 ±9.8 μm/20 m.
P rzy kła d 4Example 4
Dla porównania uzyskano o zbadano osnowę podstawową bez udziału SiC.For comparison, the basic matrix without SiC was obtained and tested.
Przygotowano mieszaninę proszków Fe-Mn-Cu-Sn-C o średniej wielkości cząstek 86,05 μm i następującym składzie: 77% żelaza, 7,5% żelazomanganu wysokowęglowego, 7,5% żelazomanganu niskowęglowego, 8% brązu cynowego.A mixture of Fe-Mn-Cu-Sn-C powders was prepared with an average particle size of 86.05 μm and the following composition: 77% iron, 7.5% high-carbon ferromanganese, 7.5% low-carbon ferromanganese, 8% tin bronze.
Po wstępnym wymieszaniu proszków w mieszalniku typu Turbula mieszankę poddano procesowi mielenia w młynku kulowym przez 8 godzin do uzyskania średniego uziarnienia 53,43 μm. Następnie proszek spiekano w grafitowej matrycy w temperaturze 900°C, w czasie 10 min. i pod ciśnieniem 35 MPa. Otrzymano kompozyt o twardości HRB 103 ±1, HV10 299 ±7 i gęstości pozornejAfter preliminary mixing of powders in a Turbula mixer, the mixture was subjected to a ball milling process for 8 hours to obtain an average grain size of 53.43 μm. Then the powder was sintered in a graphite matrix at a temperature of 900°C, for 10 min. and under a pressure of 35 MPa. A composite with a hardness of HRB 103 ±1, HV10 299 ±7 and an apparent density of
7,75 ±0,01 g/cm3. Na podstawie laboratoryjnych testów eksploatacyjnych z wykorzystaniem metody MWT obliczono odporność na zużycie ścierne w obecności 2 i 3 ciał: Ai3 = 24,6 ±2,72 μm/20 m, Ai2 = 138,7 ±1,18 μm/20 m.7.75 ±0.01 g/cm 3 . Based on laboratory performance tests using the MWT method, the abrasive wear resistance in the presence of 2 and 3 bodies was calculated: Ai3 = 24.6 ±2.72 μm/20 m, Ai2 = 138.7 ±1.18 μm/20 m.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL435957A PL245660B1 (en) | 2020-11-10 | 2020-11-10 | Matrix for metal-diamond tools and method of manufacturing the matrix |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL435957A PL245660B1 (en) | 2020-11-10 | 2020-11-10 | Matrix for metal-diamond tools and method of manufacturing the matrix |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL435957A1 PL435957A1 (en) | 2022-05-16 |
| PL245660B1 true PL245660B1 (en) | 2024-09-16 |
Family
ID=81579385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL435957A PL245660B1 (en) | 2020-11-10 | 2020-11-10 | Matrix for metal-diamond tools and method of manufacturing the matrix |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL245660B1 (en) |
-
2020
- 2020-11-10 PL PL435957A patent/PL245660B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL435957A1 (en) | 2022-05-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101426184B1 (en) | Copper based binder for the fabrication of diamond tools | |
| CN114807725A (en) | High-entropy alloy-based nano superhard composite material enhanced by inlaid particles and preparation method thereof | |
| CN1312078C (en) | Submicron grain Ti(C,N)-base cermet and its prepn process | |
| JP2011520031A (en) | Super hard reinforced cemented carbide | |
| CN103834824B (en) | A kind of soap-free emulsion polymeization phase carboloy and its preparation method | |
| Loginov et al. | Performance of diamond drill bits with hybrid nanoreinforced Fe-Ni-Mo binder | |
| CN104831145A (en) | Submicron SiC particle reinforced Ti (C, N)-based metal ceramic material and preparation method thereof | |
| JP2019006662A (en) | Diamond-based composite material using boron-based binder, method for producing the same, and tool element using the same | |
| CN115943222B (en) | Pulverizing, stirring, mixing and pugging machine component | |
| Zhu et al. | Effects of Al2O3@ Ni core-shell powders on the microstructure and mechanical properties of Ti (C, N) cermets via spark plasma sintering | |
| Hsieh et al. | Pressureless sintering of metal-bonded diamond particle composite blocks | |
| ZHANG | Effect of porosity on wear resistance of SiCp/Cu composites prepared by pressureless infiltration | |
| RU2675875C1 (en) | Mixture for the tungsten carbide based sintered hard alloy manufacturing | |
| CN116727671A (en) | Pulverizing, stirring, mixing and pugging machine component | |
| JP2010500477A (en) | Mixed powder containing solid solution powder and sintered body using the same, mixed cermet powder containing solid solution powder, cermet using the same, and method for producing them | |
| CN109811235A (en) | A kind of high-anti-friction hard alloy material and the preparation method and application thereof | |
| WO2020027688A1 (en) | A method of production of a superhard material and superhard material based on tungsten pentaboride | |
| WO2003057936A1 (en) | Metal carbide composite | |
| RU2693415C1 (en) | Sintered solid alloy based on tungsten carbide and method for production thereof | |
| CN115074593B (en) | Hard alloy with high elastic modulus and preparation method thereof | |
| JPWO2006080302A1 (en) | Composite wear-resistant member and manufacturing method thereof | |
| PL244507B1 (en) | A matrix for metal-diamond tools intended for grinding concrete and stone surfaces and a method of producing the matrix | |
| Gao et al. | Fe-based sintered matrix for diamond tools: microstructure, mechanical performance and crack initiation and propagation characteristics | |
| Kumar et al. | Microstructural Evolution and Mechanical Behavior of Diamond-Reinforced Fe-Cu Composites | |
| Chuankrerkkul et al. | Powder injection moulding of cemented carbides: Feedstock preparation and injection moulding |