SE536731C2 - Kermet - Google Patents
Kermet Download PDFInfo
- Publication number
- SE536731C2 SE536731C2 SE1051204A SE1051204A SE536731C2 SE 536731 C2 SE536731 C2 SE 536731C2 SE 1051204 A SE1051204 A SE 1051204A SE 1051204 A SE1051204 A SE 1051204A SE 536731 C2 SE536731 C2 SE 536731C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- hard
- hard phase
- phase
- cermet
- core
- Prior art date
Links
- 239000011195 cermet Substances 0.000 claims abstract description 70
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 44
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 28
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 82
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 17
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 12
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 10
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 5
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 49
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 48
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 27
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 18
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 12
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 137
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 54
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 14
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 12
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 4
- 235000020985 whole grains Nutrition 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000010730 cutting oil Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 3
- -1 iron group metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020630 Co Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000004453 electron probe microanalysis Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
- C22C1/051—Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
- C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
- C22C29/04—Alloys 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 carbonitrides
-
- 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
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
En kermet tillhandahålles som är lämplig som en komponent för ettskärverktyg med utmärkt brottbeständighet och som har förmågan att skäraett arbetsstycke för att bilda en högkvalitativ bearbetad yta av arbetsstycket,och ett belagt kermetverktyg. Kermeten innehåller hårda faser sammansattaav en förening, såsom karbonitrid av en metall vald från metallerna igrupperna 4, 5 och 6 i det periodiska systemet, och en bindemedelsfashuvudsakligen sammansatt av järngruppsmetall, de hårda faserna binds tillvarandra med bindemedelsfasen. Kermeten innehåller de hårda fasernabildade av fyra typer av korn med olika sammansättningar och morfologier;således har kermeten hög nötningsbeständighet, är utmärkt i termer avbrottmotstånd och kallsvetsningsmotstånd, och tillhandahållertillfredsställande kvalitet av en bearbetad yta. En första hård fas 1 bildas avkorn med en enfas sammansatt av Ti(C,N). Den andra hårda fasen 2 bildasav korn med en kärna-bård-struktur innehållande en kärna 2a sammansatt avTi(C,N) och en bård 2b som helt täcker kärnan 2a. Den tredje hårda fasen 3bildas av korn med en kärna-bård-struktur som innehåller en kärna och enbård och som är sammansatt av en komplex fast karbonitridlösninginnehållande Ti och W, kärnan 3a med en högre W-koncentration än den ibården 3b. Den fjärde hårda fasen 4 bildas av korn med en enfas sammansatt av en komplex fast karbonitridlösning innehållande Ti. A cermet is provided which is suitable as a component for a cutting tool with excellent breaking resistance and which has the ability to cut a workpiece to form a high quality machined surface of the workpiece, and a coated cermet tool. The cermet contains hard phases composed of a compound, such as carbonitride of a metal selected from the metals of groups 4, 5 and 6 of the Periodic Table, and a binder phase composed mainly of ferrous metal, the hard phases being bonded to each other with the binder phase. The cermet contains the hard phases formed from four types of grains with different compositions and morphologies, thus the cermet has high abrasion resistance, is excellent in terms of break resistance and cold welding resistance, and provides satisfactory quality of a machined surface. A first hard phase 1 forms granules with a single phase composed of Ti (C, N). The second hard phase 2 is formed by grains with a core-border structure containing a core 2a composed of Ti (C, N) and a border 2b which completely covers the core 2a. The third hard phase 3 is formed of grains with a core-border structure which contains a core and a single border and which is composed of a complex solid carbonitride solution containing Ti and W, the core 3a having a higher W concentration than the core 3b. The fourth hard phase 4 is formed of grains with a single phase composed of a complex solid carbonitride solution containing Ti.
Description
20 25 30 536 731 Sammanfattning av uppfinningen Problem som löses genom uppfinningen Kermetverktyg som utgörs av kermeter som tjänar som substrat hari allmänhet utmärkt nötningsmotstånd och tillhandahåller fina bearbetade ytor av arbetsstycken, men har låg seghet och lägre brottmotstånd, jämfört med verktyg sammansatta av cementerade karbider med huvudsakligen hårda faser sammansatta av volframkarbid (WC). Således uppstår brott lätt, så att en stabil verktygslivstid inte erhålles. På senare år har det i skärarbete önskats att ytterligare förbättra kvaliteten på en bearbetad yta av ett arbetsstycke och att förbättra lågt brottmotstånd, som är en nackdel med kermetverktyg, för att erhålla en stabil verktygslivstid. Summary of the Invention Problems Solved by the Invention Cermet tools made of cermets that serve as substrates generally have excellent abrasion resistance and provide fine machined surfaces of workpieces, but have low toughness and lower fracture resistance, compared to tools composed of cemented carbides with mainly hard phases composed of tungsten carbide (WC). Thus, fractures occur easily, so that a stable tool life is not obtained. In recent years, it has been desired in cutting work to further improve the quality of a machined surface of a workpiece and to improve low breaking resistance, which is a disadvantage of cermet tools, in order to obtain a stable tool life.
Kända kermeter innefattar hårda faser bildade av korn med en enfasstruktur som inte har en bård har låg vätbarhet med en bindemedelsfas och har således lägre brottmotstånd.Known cermets comprise hard phases formed of grains with a single-phase structure which does not have a border, has low wettability with a binder phase and thus has lower breaking resistance.
För kända kermeter innefattande hårda faser bildade av korn med en kärna- bård-struktur, fortplantas sprickor lätt utmed gränser mellan kärnor och bårder, således minskande brottmotståndet. l synnerhet, när kärnor är fina, är det svårt att inhibera fortplantningen av sprickor och således förbättra brottmotståndet.For known cermeters comprising hard phases formed of grains with a core-border structure, cracks propagate easily along the boundaries between cores and borders, thus reducing the breaking resistance. In particular, when cores are fine, it is difficult to inhibit the propagation of cracks and thus improve the fracture resistance.
Därmed är det ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla en kermet som har utmärkt brottmotstånd och som är lämplig som ett material för ett skärverktyg som har förmågan att skära ett arbetsstycke för att bilda en högkvalitativt bearbetad yta på arbetsstycket. Det är ett annat syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla ett belagt kermetverktyg innehållande ett substrat sammansatt av kermetet. 10 15 20 25 30 536 731 Medel för att lösa problem Uppfinnarna har funnit att i fallet där en hård fas är närvarande i en kermet i ett specifikt intervall och där fyra typer av korn med olika sammansättningar och morfologier är närvarande som korn som utgör den hårda fasen, har kermeten högre nötningsbeständighet och väsentligen förbättrat brottmotstånd och kallsvetsningsmotstånd (welding resistance). Vidare förbättrar ett förbättrat kallsvetsningsmotstånd också ytkvaliteten hos ett arbetsstycke. Föreliggande uppfinning specificerar innehållet av hård fas och de fyra typer av korn som utgör den hårda fasen på basen av vad man funnit som beskrivs ovan.Thus, it is an object of the present invention to provide a cermet which has excellent breaking resistance and which is suitable as a material for a cutting tool which has the ability to cut a workpiece to form a high quality machined surface on the workpiece. It is another object of the present invention to provide a coated cermet tool containing a substrate composed of the cermet. Inventors have found that in the case where a hard phase is present in a cermet in a specific range and where four types of grains with different compositions and morphologies are present as grains constituting the hard phase, the cermet has higher abrasion resistance and significantly improved breaking resistance and cold welding resistance. Furthermore, an improved cold welding resistance also improves the surface quality of a workpiece. The present invention specifies the content of hard phase and the four types of grains which constitute the hard phase on the basis of what has been found as described above.
En kermet enligt föreliggande uppfinning innefattar hårda faser sammansatta av en eller flera föreningar valda från gruppen bestående av karbider, nitrider, karbonitrider och fasta lösningar av metaller i grupperna 4, 5 och 6 i det periodiska systemet, och en bindemedelsfas huvudsakligen sammansatt av järngruppselement, de hårda faserna binds till varandra med bindemedelsfasen. Kermeten innehåller 70-97 mass-% av de hårda faserna och återstoden är väsentligen bildad av bindemedelsfasen. Vidare innefattar de hårda faserna av kermeten en första hård fas, en andra hård fas, en tredje hård fas och en fjärde hård fas beskriven nedan.A cermet according to the present invention comprises hard phases composed of one or more compounds selected from the group consisting of carbides, nitrides, carbonitrides and solid solutions of metals in groups 4, 5 and 6 of the Periodic Table, and a binder phase composed mainly of iron group elements, the the hard phases bind to each other with the binder phase. The cermet contains 70-97% by mass of the hard phases and the residue is essentially formed by the binder phase. Furthermore, the hard phases of the cermet comprise a first hard phase, a second hard phase, a third hard phase and a fourth hard phase described below.
Den första hårda fasen är en hård fas som har en enfas sammansatt av enbart titankarbonitrid (Ti(C,N)) eller är en hård fas i vilken (Ti(C,N)) delvis är täckt med en komplex fast karbonitridlösning innehållande titan (Ti) och en eller flera metaller valda från metaller (förutsatt att Ti är exkluderad) i grupperna 4, 5 och 6 i det periodiska systemet.The first hard phase is a hard phase having a single phase composed of only titanium carbonitride (Ti (C, N)) or is a hard phase in which (Ti (C, N)) is partially covered with a complex solid carbonitride solution containing titanium ( Ti) and one or more metals selected from metals (provided that Ti is excluded) in groups 4, 5 and 6 of the Periodic Table.
Den andra hårda fasen är en hård fas med en kärna-bård-struktur innefattande en kärna och en bård som helt täcker kärnan. Kärnan är sammansatt av Ti(C,N). Bården är sammansatt av en komplex fast karbonitridlösning innehållande Ti och en eller flera metaller valda från 10 15 20 25 30 536 731 metaller (förutsatt att Ti är exkluderad) i grupperna 4, 5 och 6 i det periodiska systemet.The second hard phase is a hard phase with a core-border structure comprising a core and a border that completely covers the core. The core is composed of Ti (C, N). The border is composed of a complex solid carbonitride solution containing Ti and one or more metals selected from 536,731 metals (provided that Ti is excluded) in groups 4, 5 and 6 of the Periodic Table.
Den tredje hårda fasen är en hård fas med en kärna-bård-struktur som innefattar en kärna och en bård som helt täcker kärnan. Kärnan och bården innehåller samma element och är sammansatta av komplexa fasta karbonitridlösningar innehållande åtminstone Ti och W. Kärnan har en högre volframkoncentration än volframkoncentrationen i bården.The third hard phase is a hard phase with a core-border structure that includes a core and a border that completely covers the core. The core and the border contain the same elements and are composed of complex solid carbonitride solutions containing at least Ti and W. The core has a higher tungsten concentration than the tungsten concentration in the border.
Den fjärde hårda fasen är en hård fas med en enfasstruktur sammansatt av en komplex fast karbonitridlösning innehållande Ti och en eller flera metaller valda från metallerna (förutsatt att Ti är exkluderad) i grupperna 4, 5 och 6 i det periodiska systemet.The fourth hard phase is a hard phase with a single phase structure composed of a complex solid carbonitride solution containing Ti and one or more metals selected from the metals (provided that Ti is excluded) in groups 4, 5 and 6 of the Periodic Table.
I kermeten enligt föreliggande uppfinning, möjliggör införandet av en specifik mängd av de hårda faserna och samexistensen av den första hårda fasen, den andra hårda fasen, den tredje hårda fasen, och den fjärde hårda fasen som tjänar som de hårda faserna kermeten att ha funktionerna från den första hårda fasen till den fjärde hårda fasen. Specifikt för kermeten enligt föreliggande uppfinning, resulterar närvaron av den hårda fasen med hög hårdhet i utmärkt nötningsbeständighet. Vidare tillåter närvaron av den hårda fasen med utmärkt vätbarhet med bindemedelsfasen kermeten att bibehålla tillfredsställande vätbarhet med bindemedelsfasen och att ha mikrostrukturer i vilka bindemedelsfasen är likformigt närvarande. Den likformiga närvaron av mikrostrukturerna förbättrar nötningsbeständigheten och brottmotståndet.In the cermet of the present invention, the introduction of a specific amount of the hard phases and the coexistence of the first hard phase, the second hard phase, the third hard phase, and the fourth hard phase serving as the hard phases allows the cermet to have the functions of the first hard phase to the fourth hard phase. Specifically for the cermet of the present invention, the presence of the high hardness phase results in excellent abrasion resistance. Furthermore, the presence of the hard phase with excellent wettability with the binder phase allows the cermet to maintain satisfactory wettability with the binder phase and to have microstructures in which the binder phase is uniformly present. The uniform presence of the microstructures improves the abrasion resistance and fracture resistance.
Vidare förbättrar närvaron av den hårda fasen med utmärkta termiska egenskaper den termiska konduktiviteten för kermeten enligt föreliggande uppfinning, därigenom inhiberande termisk sprickning och förbättrande kallsvetsningsmotståndet. Som beskrivs ovan, har kermeten enligt föreliggande uppfinning utmärkt nötningsbeständighet och förbättrar brottmotståndet och kalIsvetsningsmotstândet. Ett skärverktyg sammansatt av kermeter enligt föreliggande uppfinning nöts således eller går inte sönder 10 15 20 25 30 536 731 så lätt, vilket stabiliserar och förlänger verktygslivstiden. Vidare gör det tillfredsställande kallsvetsningsmotståndet det möjligt att tillhandahålla en fin bearbetad yta, förbättrande kvaliteten av den bearbetade ytan av ett arbetsstycke. Föreliggande uppfinning kommer att beskrivas mer i detalj nedan.Furthermore, the presence of the hard phase with excellent thermal properties improves the thermal conductivity of the cermet of the present invention, thereby inhibiting thermal cracking and improving the cold welding resistance. As described above, the cermet of the present invention has excellent abrasion resistance and improves the fracture toughness and cold weld resistance. Thus, a cutting tool composed of cermeter according to the present invention is worn or does not break so easily, which stabilizes and prolongs the tool life. Furthermore, the satisfactory cold welding resistance makes it possible to provide a fine machined surface, improving the quality of the machined surface of a workpiece. The present invention will be described in more detail below.
Kermeten enligt föreliggande uppfinning innehåller 70-97 mass-% av de hårda faserna och återstoden är väsentligen bildad av bindemedelsfasen och tillfälliga föroreningar. Exempel på tillfälliga föroreningar innefattar syre- och metallelement i en koncentration i storleksordningen av delar per miljon innehållna i råmaterial och blandade i produktionsförfarandet.The cermet of the present invention contains 70-97% by mass of the hard phases and the remainder is substantially formed by the binder phase and temporary impurities. Examples of temporary contaminants include oxygen and metal elements in a concentration on the order of parts per million contained in raw materials and mixed in the production process.
[Sammansättning] Var och en av de hårda faserna innehåller en förening av åtminstone ett metallelement valt från metaller i grupperna 4, 5 och 6 i det periodiska systemet och åtminstone ett element valt från kol (C) och kväve (N). Med andra ord, innehåller var och en av de hårda faserna åtminstone en vald från karbider, nitrider, karbonitrider och fasta lösningar av metallelement beskrivna ovan. l synnerhet är kermeten enligt föreliggande uppfinning en Ti(C,N)-baserad kermet innehållande åtminstone en fast lösning av karbonitrid som innehåller en titankarbonitrid (Ti(C,N)) och titan (Ti). Om andelen av de hårda faserna överstiger 97 mass-%, minskas brottmotståndet väsentligen beroende på ett mycket lågt bindemedelsfasinnehåll. Om andelen av de hårda faserna är lägre än 70 mass-%, minskas hårdheten väsentligen beroende på ett mycket högt bindemedelsfasinnehåll, därigenom 10 15 20 25 30 536 731 minskande nötningsmotståndet. Andelen av de hårda faserna är mer föredraget i intervallet av 80-90 mass-%.[Composition] Each of the hard phases contains a compound of at least one metal element selected from metals in groups 4, 5 and 6 of the Periodic Table and at least one element selected from carbon (C) and nitrogen (N). In other words, each of the hard phases contains at least one selected from carbides, nitrides, carbonitrides and solid solutions of metal elements described above. In particular, the cermet of the present invention is a Ti (C, N) -based cermet containing at least one solid solution of carbonitride containing a titanium carbonitride (Ti (C, N)) and titanium (Ti). If the proportion of the hard phases exceeds 97% by mass, the fracture resistance is substantially reduced due to a very low binder phase content. If the proportion of the hard phases is lower than 70% by mass, the hardness is substantially reduced due to a very high binder phase content, thereby reducing the abrasion resistance. The proportion of the hard phases is more preferred in the range of 80-90% by mass.
De hårda faserna innefattar fyra typer av hårda faser: den första hårda fasen, den andra hårda fasen, den tredje hårda fasen och den fjärde hårda fasen, som har olika sammansättningar och morfologier. Specifikt innefattar de hårda faserna en Ti(C,N)-baserad hård fas, en Ti-innehållande hård fas med en annan sammansättning, en hård fas med en enfasstruktur, och en hård fas med en kärna-bård-struktur. De föreliggande tillstånden hos de fyra typerna av hårda faser som beskrivs ovan kan lätt särskiljas med ljuset och skuggan av en fotomikrograf tagen med ett svepelektronmikroskop (SEM).The hard phases include four types of hard phases: the first hard phase, the second hard phase, the third hard phase and the fourth hard phase, which have different compositions and morphologies. Specifically, the hard phases comprise a Ti (C, N) -based hard phase, a Ti-containing hard phase with a different composition, a hard phase with a single-phase structure, and a hard phase with a core-edge structure. The present states of the four types of hard phases described above can be easily distinguished by the light and shadow of a photomicrograph taken with a scanning electron microscope (SEM).
(Första hård fas) Den första hårda fasen bildas av korn med en enfasstruktur väsentligen sammansatt av Ti(C,N) enbart eller bildas av korn i vilka Ti(C,N) delvis täcks med en komplex fast karbonitridlösning innehållande Ti och en eller flera metaller valda från metaller, andra än Ti, i grupperna 4, 5 och 6 i det periodiska systemet, d v s, i vilka Ti(C,N) inte helt täcks med den komplexa fasta karbonitridlösningen. Den första hårda fasen har ett högt Ti-innehåll jämfört med den tredje hårda fasen och den fjärde hårda fasen beskriven nedan, så att den första hårda fasen har hög hårdhet och låg reaktivitet med stål som allmänt används för ett arbetsstycke. Således resulterar närvaron av den första hårda fasen i kermeten speciellt i förbättring i nötningsmotstånd och kallsvetsningsmotstånd.(First hard phase) The first hard phase is formed of grains with a single phase structure composed essentially of Ti (C, N) alone or formed of grains in which Ti (C, N) is partially covered with a complex solid carbonitride solution containing Ti and one or more metals selected from metals, other than Ti, in groups 4, 5 and 6 of the Periodic Table, ie in which Ti (C, N) is not completely covered by the complex solid carbonitride solution. The first hard phase has a high Ti content compared to the third hard phase and the fourth hard phase described below, so that the first hard phase has high hardness and low reactivity with steel commonly used for a workpiece. Thus, the presence of the first hard phase in the cermet especially results in improvement in abrasion resistance and cold welding resistance.
(Andra hård fas) Den andra hårda fasen bildas av korn med en kärna-bård-struktur innefattande en kärna och en bård som helt täcker kärnan, kärnan är väsentligen sammansatt av Ti(C,N) (Ti(C,N) redovisar för 95% eller mer, i atom-%, av hela kärnan), och bården som helt täcker kärnan som är 10 15 20 25 536 731 sammansatt av en komplex fast karbonitridlösning innehållande Ti och åtminstone en metall vald från metaller, andra än Ti, i grupperna 4, 5 och 6 i det periodiska systemet. Specifika exempel på sammansättningen av bården innefattar (Ti,W,Mo)(C,N), (Ti,W,Nb)(C,N), (Ti,W,Mo,Nb)(C,N), och (Ti,W,Mo,Nb,Zr)(C,N). Olikt den första hårda fasen, har den andra hårda fasen bården som helt täcker kärnan och som har en tillfredsställande vätbarhet med bindemedelsfasen, och således inhiberar förekomsten av porer i kermeten för att leda till jämna mikrostrukturer och en stabil hårdhet.(Second hard phase) The second hard phase is formed of grains with a core-border structure comprising a core and a border that completely covers the core, the core is essentially composed of Ti (C, N) (Ti (C, N) accounts for 95% or more, in atomic%, of the whole core), and the border completely covering the core which is composed of a complex solid carbonitride solution containing Ti and at least one metal selected from metals, other than Ti, in groups 4, 5 and 6 of the periodic table. Specific examples of the composition of the border include (Ti, W, Mo) (C, N), (Ti, W, Nb) (C, N), (Ti, W, Mo, Nb) (C, N), and ( Ti, W, Mo, Nb, Zr) (C, N). Unlike the first hard phase, the second hard phase has the border which completely covers the core and which has a satisfactory wettability with the binder phase, and thus inhibits the presence of pores in the cermet to lead to even microstructures and a stable hardness.
Utjämningen av mikrostrukturerna resulterar i ytterligare förbättring i seghet såsom brottmotstånd. Således tillhandahåller närvaron av den andra hårda fasen i kermeten stabila effekter av, i synnerhet, nötningsbeständighet och brottmotstånd.The smoothing of the microstructures results in further improvement in toughness such as fracture resistance. Thus, the presence of the second hard phase in the cermet provides stable effects of, in particular, abrasion resistance and fracture resistance.
(Tredje hård fas) Den tredje hårda fasen bildas av korn med en kärna-bård-struktur som innefattar en kärna och en bård som innehåller samma element och som är sammansatt av komplexa fasta karbonitridlösningar innehållande åtminstone titan och volfram. Vidare har kärnans korn en högre volframkoncentration än de i bården. Specifika exempel av sammansättningen innefattar (Ti,W)(C,N), (Ti,W,Mo)(C,N), (Ti,W,Nb)(C,N), och (Ti,W,Mo,Nb(C,N). Den tredje hårda fasen har ett högre W-innehåll än de i den första hårda fasen och den andra hårda fasen och har således förbättrad termisk konduktivitet med den höga hårdheten bibehållen. Detta förbättrar termostabiliteten, varmsprickningsbeständighetsegenskaper, brottmotstånd, och motstånd mot plastisk deformation. 10 15 20 25 30 536 731 (Fjärde hård fas) Den fjärde hårda fasen bildas av korn med en enfasstruktur sammansatt av en komplex fast karbonitridlösning innehållande Ti och åtminstone en metall vald från metaller, andra än Ti, i grupperna 4, 5 och 6 i det periodiska systemet. Olikt den tredje hårda fasen, har kornen inte en distinkt gräns mellan en kärna och en bård. Alla kornen har en jämn sammansättning. Ett typiskt exempel av metall annan än Ti innehållen i den fjärde hårda fasen är W. Specifika exempel på kompositionen av den fjärde hårda fasen innefattar (Ti,W)(C,N), (Ti,W,Mo) (C,N), (Ti,W,Nb)(C,N), och (Ti,W,Mo,Nb)(C,N).(Third hard phase) The third hard phase is formed of grains with a core-border structure comprising a core and a border containing the same elements and composed of complex solid carbonitride solutions containing at least titanium and tungsten. Furthermore, the grains of the core have a higher tungsten concentration than those in the border. Specific examples of the composition include (Ti, W) (C, N), (Ti, W, Mo) (C, N), (Ti, W, Nb) (C, N), and (Ti, W, Mo, Nb (C, N) The third hard phase has a higher W content than those in the first hard phase and the second hard phase and thus has improved thermal conductivity while maintaining the high hardness. resistance to plastic deformation 10 15 20 25 30 536 731 (Fourth hard phase) The fourth hard phase is formed of grains with a single phase structure composed of a complex solid carbonitride solution containing Ti and at least one metal selected from metals, other than Ti, in groups 4 , 5 and 6 in the periodic table.Unlike the third hard phase, the grains do not have a distinct boundary between a core and a border.All grains have an even composition.A typical example of metal other than Ti contained in the fourth hard phase is W. Specific examples of the composition of the fourth hard phase include (Ti , W) (C, N), (Ti, W, Mo) (C, N), (Ti, W, Nb) (C, N), and (Ti, W, Mo, Nb) (C, N) .
Speciellt i fallet där den fjärde hårda fasen innehåller W, olikt den tredje hårda fasen, är koncentrationen av W inte väsentligen förändrad (W är inte lokaliserad), d v s, W ärjämnt fördelad genom den fjärde hårda fasen.Especially in the case where the fourth hard phase contains W, unlike the third hard phase, the concentration of W is not substantially changed (W is not localized), i.e., W is evenly distributed throughout the fourth hard phase.
Således resulterar närvaron av den fjärde hårda fasen i kermeten i enbart en lätt minskning i hårdhet men resulterar i jämn hårdhet, så att sprickfortplantningen inte lätt uppstår i den hårda fasen. Vidare ökas koefficienten av termisk konduktivitet, således ledande till förbättringar i varmsprickningsmotståndsegenskaper och brottmotstånd. l fallet där den hårda fasen är väsentligen sammansatt av enbart den första hårda fasen och den andra hårda fasen, är det svårt att förbättra brottmotståndet. I fallet där de hårda faserna är väsentligen sammansatta av enbart den första hårda fasen och den tredje hårda fasen, riskerar porer att bildas beroende på dålig vätbarhet med bindemedelsfasen, således ledande till lågt brottmotstånd. I fallet där de hårda faserna är väsentligen sammansatta av enbart den första hårda fasen och den fjärde hårda fasen, riskerar porerna att bildas beroende på dålig vätbarhet med bindemedelsfasen, således ledande till otillräcklig hårdhet och lågt brottmotstånd. l fallet där de hårda faserna är väsentligen sammansatta av enbart den andra hårda fasen och den tredje hårda fasen, är det svårt att inhibera 10 15 20 25 30 536 731 fortbildningen av sprickor utmed gränser mellan kärnorna och bårderna, vilket är ett problem i motsvarande teknik, så att det önskade brottmotståndet inte tillhandahålles. I fallet där de hårda faserna är väsentligen sammansatta av enbart den andra hårda fasen och den fjärde hårda fasen, förbättras inte brottmotståndet.Thus, the presence of the fourth hard phase in the cermet results in only a slight decrease in hardness but results in even hardness, so that crack propagation does not easily occur in the hard phase. Furthermore, the coefficient of thermal conductivity is increased, thus leading to improvements in hot crack resistance properties and fracture resistance. In the case where the hard phase is substantially composed of only the first hard phase and the second hard phase, it is difficult to improve the breaking resistance. In the case where the hard phases are substantially composed of only the first hard phase and the third hard phase, pores risk being formed due to poor wettability with the binder phase, thus leading to low fracture resistance. In the case where the hard phases are essentially composed of only the first hard phase and the fourth hard phase, the pores risk being formed due to poor wettability with the binder phase, thus leading to insufficient hardness and low breaking resistance. In the case where the hard phases are substantially composed of only the second hard phase and the third hard phase, it is difficult to inhibit the formation of cracks along boundaries between the cores and the borders, which is a problem in the corresponding technique. , so that the desired breaking resistance is not provided. In the case where the hard phases are substantially composed of only the second hard phase and the fourth hard phase, the breaking resistance is not improved.
I fallet där de hårda faserna är väsentligen sammansatta av den första hårda fasen, den andra hårda fasen, och den tredje hårda fasen och inte innehåller den flärde hårda fasen, ökas andelen av den tredje hårda fasen innehållande W relativt. Ett högt W-innehåll riskerar att orsaka reaktion av W med ett arbetsstycke (i synnerhet stål) under skärning. Således sker kallsvetsning lätt, ledande till försämring av en bearbetad yta av arbetsstycket. D v s, närvaron av den fjärde hårda fasen förutom den första hårda fasen, den andra hårda fasen och den tredje hårda fasen resulterar i utmärkt kvalitet (glansighet) av en bearbetad yta av ett arbetsstycke och gör det möjligt att stabilt bibehålla den utmärkta kvaliteten.In the case where the hard phases are substantially composed of the first hard phase, the second hard phase, and the third hard phase and do not contain the fl fourth hard phase, the proportion of the third hard phase containing W is increased relatively. A high W content risks causing a reaction of W with a workpiece (especially steel) during cutting. Thus, cold welding takes place easily, leading to deterioration of a machined surface of the workpiece. That is, the presence of the fourth hard phase in addition to the first hard phase, the second hard phase and the third hard phase results in excellent quality (gloss) of a machined surface of a workpiece and makes it possible to stably maintain the excellent quality.
I fallet där de hårda faserna är väsentligen sammansatta av den första hårda fasen, den andra hårda fasen och den fjärde hårda fasen och inte innehåller den tredje hårda fasen, även om koefficienten av termisk konduktivitet ökas, minskas hårdheten. Detta orsakar fortbildningen av sprickor, således ledande till en hög förekomst av brott. D v s, närvaron av den tredje hårda fasen förutom den första hårda fasen, den andra hårda fasen, och den fjärde hårda fasen resulterar i en ytterligare ökning i koefficienten av termisk konduktivitet för att inhibera termisk sprickning och fortplantandet av sprickor, således effektivt förbättrande brottmotståndet.In the case where the hard phases are substantially composed of the first hard phase, the second hard phase and the fourth hard phase and do not contain the third hard phase, even if the coefficient of thermal conductivity is increased, the hardness is reduced. This causes the formation of cracks, thus leading to a high incidence of fractures. That is, the presence of the third hard phase in addition to the first hard phase, the second hard phase, and the fourth hard phase results in a further increase in the coefficient of thermal conductivity to inhibit thermal cracking and the propagation of cracks, thus effectively improving the fracture resistance.
I fallet där de hårda faserna är väsentligen sammansatta av den andra hårda fasen, den tredje hårda fasen och den fjärde hårda fasen och inte innehåller den första hårda fasen, är det svårt att erhålla effekten av förbättring av nötningsbeständighet och kallsvetsningsmotstånd, vilket är effekten 10 15 20 25 30 536 731 resulterande från närvaron av den första hårda fasen. l synnerhet har en bearbetad yta av ett arbetsstycke en låg glanshet.In the case where the hard phases are substantially composed of the second hard phase, the third hard phase and the fourth hard phase and do not contain the first hard phase, it is difficult to obtain the effect of improving abrasion resistance and cold welding resistance, which is the effect 536 731 resulting from the presence of the first hard phase. In particular, a machined surface of a workpiece has a low gloss.
I fallet där de hårda faserna är väsentligen sammansatta av den första hårda fasen, den tredje hårda fasen och den fjärde hårda fasen och inte innehåller den andra hårda fasen, med andra ord, i fallet där en Ti(C,N)-baserad hård fas, vilken är en huvudkomponent av de hårda faserna i kermeten, är den första hårda fasen enbart, är vätbarheten med bindemedelsfasen extremt försämrad för att lätt bilda porer som beskrivs ovan, således ledande till försämring i mekaniska egenskaper. l kermeten enligt föreliggande uppfinning, resulterar samexistensen av, i synnerhet, den tredje hårda fasen och den fjärde hårda fasen förutom den första hårda fasen och den andra hårda fasen i inhiberingen av reaktionen med stål med termostabilitet bibehållen. Således har ett skärverktyg innehållande ett substrat sammansatt av kermeten enligt föreliggande uppfinning förbättrat motstånd mot termoplastlsk deformation, förbättrat motstånd mot termisk sprickning, och förbättrat kallsvetsningsmotstånd, således förbättrande kvaliteten av en bearbetad yta av ett arbetsstycke.In the case where the hard phases are substantially composed of the first hard phase, the third hard phase and the fourth hard phase and do not contain the second hard phase, in other words, in the case where a Ti (C, N) -based hard phase , which is a major component of the hard phases in the cermet, is the first hard phase alone, the wettability with the binder phase is extremely impaired to easily form pores as described above, thus leading to deterioration in mechanical properties. In the cermet of the present invention, the coexistence of, in particular, the third hard phase and the fourth hard phase in addition to the first hard phase and the second hard phase results in the inhibition of the reaction with steel with thermostability maintained. Thus, a cutting tool containing a substrate composed of the cermet of the present invention has improved resistance to thermoplastic deformation, improved resistance to thermal cracking, and improved cold welding resistance, thus improving the quality of a machined surface of a workpiece.
[Kornstorlek] De hårda faserna bildas företrädesvis av en blandning av grova korn och fina korn, i synnerhet, bildade av fina korn var och en med en storlek av 1 pm eller mindre och grova korn var och en med en storlek av mer än 1 pm och 3 um eller mindre. Vidare bildas, med avseende på den totala arean av de hårda faserna, 60-90% av de hårda faserna av de grova kornen, och återstoden av de hårda faserna bildas av de fina kornen. Dessutom bildas företrädesvis de grova kornen av den första hårda fasen, den andra hårda fasen, den tredje hårda fasen och fjärde hårda fasen, och de fina kornen är väsentligen bildade av den första hårda fasen och den andra hårda fasen. 10 10 15 20 25 30 536 731 För sådana mikrostrukturer bildade av kornen med olika storlekar, är de fina kornen närvarande för att fylla mellanrum mellan de grova kornen, förbättrande hårdheten och brottsegheten. Eftersom var och en av de grova kornen har en storlek som överstiger 1 pm och var och en av de fina kornen har en storlek av 1 um eller mindre, tillhandahålles tillräckligt stora mellanrum mellan de grova kornen, så att de fina kornen kan vara närvarande i mellanrummen. Som ett resultat tillhandahålles effekterna av förbättrande av hårdheten och brottsegheten beskriven ovan. Eftersom var och en av de grova kornen har en storlek av 3 um eller mindre, är vidare inte en överstigande mängd av bindemedelsfasen närvarande mellan kornen, således förhindrande minskningar l hårdhet och brottseghet beroende på närvaron av mycket bindemedelsfas. Var och ett av de fina kornen har företrädesvis en storlek av O,1-O,8 um.[Grain size] The hard phases are preferably formed by a mixture of coarse grains and fine grains, in particular, formed from fine grains each having a size of 1 μm or less and coarse grains each having a size of more than 1 μm and 3 μm or less. Furthermore, with respect to the total area of the hard phases, 60-90% of the hard phases are formed by the coarse grains, and the remainder of the hard phases are formed by the fine grains. In addition, the coarse grains are preferably formed by the first hard phase, the second hard phase, the third hard phase and the fourth hard phase, and the fine grains are substantially formed by the first hard phase and the second hard phase. For such microstructures formed by the grains of different sizes, the fine grains are present to fill gaps between the coarse grains, improving the hardness and the fracture toughness. Since each of the coarse grains has a size exceeding 1 μm and each of the fine grains has a size of 1 μm or less, sufficiently large gaps are provided between the coarse grains so that the fine grains can be present in the spaces. As a result, the effects of improving the hardness and fracture toughness described above are provided. Furthermore, since each of the coarse grains has a size of 3 μm or less, an excess amount of the binder phase is not present between the grains, thus preventing decreases in hardness and fracture toughness due to the presence of a lot of binder phase. Each of the fine grains preferably has a size of 0.1-18.8 μm.
Areaandelen av de grova kornen är 60% eller mer. D v s, en lämplig mängd av de grova kornen är närvarande, således tillräckligt tillhandahållande effekten av att inhibera fortbildningen av sprickor och förbättrande av segheten. Vidare är areaandelen av de grova kornen 90% eller lägre.The area share of the coarse grains is 60% or more. That is, a suitable amount of the coarse grains is present, thus sufficiently providing the effect of inhibiting the formation of cracks and improving the toughness. Furthermore, the area share of the coarse grains is 90% or less.
Således är de fina kornen tillräckligt närvarande i mellanrummen mellan de grova kornen, förbättrande hårdheten och lnhiberingen av fortbildningen av sprickor. Dessutom resulterar närvaron av en lämplig mängd av de fina kornen i en reduktion i ytråhet av den översta ytan av kermeten, tillhandahållande utmärkt skärprestanda. Ännu mer föredraget är areaandelen av de grova kornen i intervallet av 70-85%. Dessutom, med avseende på den totala arean av de fina kornen, bildas 80% eller mer, företrädesvis 90% eller mer, och mer föredraget väsentligen alla av de fina kornen av den första hårda fasen och den andra hårda fasen. Således är fint Ti(C,N) av hög hårdhet tillräckligt närvarande, förbättrande nötningsbeständigheten. Förfaranden för att bestämma kornstorleken, arean, 11 10 15 20 25 30 536 731 och areaandelen specificerade iföreliggande uppfinning kommer att beskrivas nedan.Thus, the fine grains are sufficiently present in the gaps between the coarse grains, improving the hardness and inhibiting the formation of cracks. In addition, the presence of an appropriate amount of the fine grains results in a reduction in surface roughness of the top surface of the cermet, providing excellent cutting performance. Even more preferred is the area share of the coarse grains in the range of 70-85%. In addition, with respect to the total area of the fine grains, 80% or more, preferably 90% or more, and more preferably substantially all of the fine grains of the first hard phase and the second hard phase are formed. Thus, fine Ti (C, N) of high hardness is sufficiently present, improving the abrasion resistance. Methods for determining the grain size, area, 536 731 and area portion specified in the present invention will be described below.
Storleken och areaandelarna av kornen som utgör de hårda faserna justeras genom att t ex justera storleken och mängderna av tillsatt råmaterialpulver och produktionsförhållanden (t ex malningstid och sintringsförhållanden). En längre malningstid tenderar till att leda till finare korn som utgör de hårda faserna i kermeten. En högre sintringstemperatur tenderar till att leda till grövre korn som utgör de hårda faserna i kermeten. Även om malningstiden förlängs för att bilda ett fint pulver, kan en hög sintringstemperatur resultera i korntillväxt för att bilda grova korn som utgör de hårda faserna.The size and area proportions of the grains that make up the hard phases are adjusted by, for example, adjusting the size and amounts of added raw material powder and production conditions (eg grinding time and sintering conditions). A longer grinding time tends to lead to finer grains that make up the hard phases of the cermet. A higher sintering temperature tends to lead to coarser grains that make up the hard phases of the cermet. Although the grinding time is prolonged to form a fine powder, a high sintering temperature can result in grain growth to form coarse grains which constitute the hard phases.
Med avseende på den totala arean av de hårda faserna, i fallet där areaandelen av den första hårda fasen med en kornstorlek av mellan 1 um och 3 um (grova korn) betecknas med S1 och areaandelen av den andra hårda fasen med en kornstorlek av mellan 1 um och 3 um (grova korn) betecknas med S2, är (S1 + S2) företrädesvis i intervallet av 0,1-0,5. I fallet där (S1 + S2) är 0,1 eller mer, sker inte kallsvetsning av kermeten till ett arbetsstycke lätt. Detta inhiberar förekomsten av en minimal slitning på en yta av ett arbetsstycke, förbättrande kvaliteten av en bearbetad yta av arbetsstycket. Vidare resulterar förbättring i kallsvetsningsmotstånd i reduktion i nötning, förbättrande nötningsmotståndet hos verktyg. I fallet där (S1 + S2) är 0,5 eller lägre, inhiberas en reduktion i seghet beroende på en ökning i hårdhet, så att brott och flisning inte sker så lätt. Mer föredraget är (S1 + S2) l intervallet av 0,3-0,5.With respect to the total area of the hard phases, in the case where the area portion of the first hard phase with a grain size of between 1 μm and 3 μm (coarse grains) is denoted by S1 and the area portion of the second hard phase with a grain size of between 1 μm and 3 μm (coarse grains) are denoted by S2, (S1 + S2) is preferably in the range of 0.1-0.5. In the case where (S1 + S2) is 0.1 or more, cold welding of the cermet to a workpiece is not easy. This inhibits the occurrence of minimal wear on a surface of a workpiece, improving the quality of a machined surface of the workpiece. Furthermore, improvement in cold welding resistance results in reduction in abrasion, improving the abrasion resistance of tools. In the case where (S1 + S2) is 0.5 or lower, a reduction in toughness is inhibited due to an increase in hardness, so that fracture and chipping do not occur so easily. More preferred is (S1 + S2) 1 in the range of 0.3-0.5.
I fallet att areaandelen av den tredje hårda fasen med en kornstorlek av mellan 1 um och 3 um (grova korn) betecknas med S3 och areaandelen av den fjärde hårda fasen med en storlek av mellan 1 um och 3 um (grova korn) betecknas med S4, när S1/(S1 + S2) äri intervallet av 0,1-0,4 och S3/(S3 + S4) är i intervallet av O,4-0,9, tillhandahålles en bättre balans mellan 12 10 15 20 25 30 536 731 nötningsmotstånd och brottmotstånd. Vidare förbättras ytglansen hos ett arbetsstycke ytterligare. Mer föredraget är S1/(S1 + S2) i intervallet av 0,3- 0,4, och S3/(S3 + S4) är i intervallet av 0,7-0,9.In the case that the area portion of the third hard phase with a grain size of between 1 μm and 3 μm (coarse grains) is denoted by S3 and the area portion of the fourth hard phase with a size of between 1 μm and 3 μm (coarse grains) is denoted by S4 , when S1 / (S1 + S2) is in the range of 0.1-0.4 and S3 / (S3 + S4) is in the range of 0, 4-0.9, a better balance is provided between 536 731 abrasion resistance and fracture resistance. Furthermore, the surface gloss of a workpiece is further improved. More preferably, S1 / (S1 + S2) is in the range of 0.3-0.4, and S3 / (S3 + S4) is in the range of 0.7-0.9.
I fallet att arean av den första hårda fasen med en kornstorlek av 1 um eller mindre (fina korn) betecknas med SS1 och arean av den andra hårda fasen med en kornstorlek av 1 um eller mindre (fina korn) betecknas med SS2, är SS1/ (SS1 + SS2) företrädesvis i intervallet av O,5-0,9. När SS1/(SS1 + SS2) är 0,5 eller mer, är arean av den fina första hårda fasen större än den av den andra hårda fasen. Detta leder till väsentlig förbättring i nötningsbeständighet. När SS1/(SS1 + SS2) är 0,9 eller lägre, är andelen av den första hårda fasen bland de fina hårda faserna inte så överdrivet stor.In the case that the area of the first hard phase with a grain size of 1 μm or less (fine grains) is denoted by SS1 and the area of the second hard phase with a grain size of 1 μm or less (fine grains) is denoted by SS2, SS1 / (SS1 + SS2) preferably in the range of 0.5-0.9. When SS1 / (SS1 + SS2) is 0.5 or more, the area of the fine first hard phase is larger than that of the second hard phase. This leads to a significant improvement in abrasion resistance. When SS1 / (SS1 + SS2) is 0.9 or lower, the proportion of the first hard phase among the fine hard phases is not so excessive.
Detta undertrycker en möjlig reduktion i hårdhet beroende på det faktum att närvaron av en överskottsmängd av den fina första hårda fasen orsakar en reduktion i vätbarhet och att reduktionen ivätbarhet orsakar bildningen av mikroporer. Mer föredraget är SS1/(SS1 + SS2) i intervallet av 0,55-0,7.This suppresses a possible reduction in hardness due to the fact that the presence of an excess amount of the fine first hard phase causes a reduction in wettability and that the reduction in wettability causes the formation of micropores. More preferred is SS1 / (SS1 + SS2) in the range of 0.55-0.7.
Andelen av den totala arean av den tredje hårda fasen och den fjärde hårda fasen är företrädesvis mer än 40% med avseende på den totala arean (hårda faser + bindemedelsfas) av kermeten. I detta fall erhålles stabila termiska egenskaper, förbättrande motståndet mot termisk sprickning och brottmotstånd. l synnerhet är det mesta av de tredje och fjärde hårda faserna företrädesvis bildade av grova korn. <> Bindemedelsfasen är sammansatt av åtminstone en metall, tjänande som huvudkomponent, vald från järngruppselementen av kobolt (Co), järn (Fe), och nickel (Ni). I fallet där bindemedelsfasen består väsentligen av en eller flera metaller valda från järngruppsmetallerna beskrivna ovan, definieras en eller flera metaller som "huvudkomponenter". Alternativt, i fallet där en 13 10 15 20 25 30 536 731 legering (fast lösning) sammansatt av en eller flera metaller valda från järngruppsmetallerna beskrivna ovan och ett element innefattat i de hårda faserna beskrivet ovan innehålls i en mängd av 0,1-20 mass-% med avseende på den totala massan av bindemedelsfasen, d v s i fallet där 80 mass-% eller mer av bindemedelsfasen är sammansatt av en eller flera järngruppsmetaller, definieras en eller flera järngruppsmetaller som "huvudkomponenten". I fallet där bindemedelsfasen innehåller ett element innehållet ide hårda faserna, tenderar segheten att förbättras genom lösningshärdning, således förbättrande brottmotståndet. Vidare, i fallet där åtminstone en av Co och Ni tjänar som huvudkomponenten (80 mass-% eller mer av den totala massan av bindemedelsfasen), har bindemedelsfasen hög vätbarhet med de hårda faserna och utmärkt korrosionsbeständighet. I detta fall är kermeten mer lämplig för användning i skärverktyg.The proportion of the total area of the third hard phase and the fourth hard phase is preferably more than 40% with respect to the total area (hard phases + binder phase) of the cermet. In this case, stable thermal properties are obtained, improving the resistance to thermal cracking and breaking resistance. In particular, most of the third and fourth hard phases are preferably formed of coarse grains. The binder phase is composed of at least one metal, serving as the main component, selected from the iron group elements of cobalt (Co), iron (Fe), and nickel (Ni). In the case where the binder phase consists essentially of one or more metals selected from the iron group metals described above, one or more metals are defined as "main components". Alternatively, in the case where an alloy (solid solution) composed of one or more metals selected from the ferrous metal described above and an element comprised in the hard phases described above is contained in an amount of 0.1-20 % by mass with respect to the total mass of the binder phase, i.e. in the case where 80% by mass or more of the binder phase is composed of one or more iron group metals, one or more iron group metals are nied as the "main component". In the case where the binder phase contains an element contained in the hard phases, the toughness tends to be improved by solution curing, thus improving the fracture resistance. Furthermore, in the case where at least one of Co and Ni serves as the main component (80% by mass or more of the total mass of the binder phase), the binder phase has high wettability with the hard phases and excellent corrosion resistance. In this case, the cermet is more suitable for use in cutting tools.
I fallet där bindemedelsfasen innehåller både Ni och Co, i synnerhet i fallet där massförhållandet av Ni till Co närvarande i bindemedelsfasen (förhållandet av massan av Ni till massan av Co) betecknas med Nl/Co, är Ni/Co företrädesvis i intervallet av 0,7-1,5. När Ni/Co är i intervallet av 0,7- 1,5, är det möjligt att inhibera en reduktion i vätbarhet för att bibehålla hög seghet och att inhibera en reduktion i hårdhet för att bibehålla hög styrka.In the case where the binder phase contains both Ni and Co, especially in the case where the mass ratio of Ni to Co present in the binder phase (the ratio of the mass of Ni to the mass of Co) is denoted by N1 / Co, Ni / Co is preferably in the range of 0, 7-1.5. When Ni / Co is in the range of 0.7-1.5, it is possible to inhibit a reduction in wettability to maintain high toughness and to inhibit a reduction in hardness to maintain high strength.
Speciellt föredraget är Ni/Co i intervallet av 0,8-1,2. Ni/Co kan justeras med tex justering av mängderna av ett Co-pulver och ett Ni-pulver tillsatt som råmaterial.Particularly preferred is Ni / Co in the range of 0.8-1.2. Ni / Co can be adjusted by, for example, adjusting the amounts of a Co powder and a Ni powder added as raw material.
[Ytterligare lnnehållbara element] Kermeten enligt föreliggande uppfinning kan innehålla molybden (Mo). I fallet där Mo innehålls, tenderar i synnerhet den andra hårda fasen att bildas lätt.[Additional Containable Elements] The cermet of the present invention may contain molybdenum (Mo). In the case where Mo is contained, the second hard phase in particular tends to form easily.
Således förbättras vätbarheten mellan de hårda faserna och bindemedels- fasen, så att bindemedelsfasen är tillräckligt närvarande omkring kornen som utgör de hårda faserna, därigenom förbättrande segheten. Mo-innehållet är företrädesvis i intervallet av 0,01-2,0 mass-%. Ett Mo-innehåll av 0,01mass- 14 10 15 20 25 30 536 731 % eller mer resulterar i förbättring i vätbarheten, hårdheten och segheten av hela kermeten, som beskrivs ovan. Ett Mo-innehåll av 2,0 mass-% eller lägre resulterar i undertryck av det faktum att den första hårda fasen är svår att bilda och att mängderna av den andra hårda fasen och den tredje hårda fasen ökas. Det är således möjligt att inhibera fortbildningen av sprickor längs med gränser mellan kärnor och bårder, vilket är ett problem inom tekniken, så att önskat brottmotstånd tillhandahållas. Mer föredraget är Mo- innehållet i intervallet av 0,5-1,5 mass-%. Mo behöver inte innefattas. <> Kermeten med den föregående strukturen enligt föreliggande uppfinning innehåller de fyra typerna av hårda faser som beskrivs ovan och är således utmärkt i termer av brottmotstånd och kallsvetsningsmotstånd såväl som nötningsbeständighet. Kermeten användes alltså lämpligt som ett substratmaterial för skärverktyg (kermetverktyg) som kommer att tillhandahålla en tillfredsställande bearbetad yta. < Substratet kan innefatta en hård beläggning som täcker åtminstone del av en yta av substratet. Den hårda beläggningen anordnas företrädesvis åtminstone på och nära kanten. Den hårda beläggningen kan anordnas över hela ytorna av substratet. Den hårda beläggningen kan bildas av ett enkelt skikt eller flera skikt. Den hårda beläggningen har företrädesvis en total tjocklek av 1-20 um. Med avseende ett förfarande för att framställa den hårda beläggningen, kan ett kemiskt ångdeponeringsförfarande (CVD-förfarande), såsom termiskt CVD-förfarande, eller ett fysikaliskt ångdeponeringsförfarande (PVD-förfarande), såsom ett bågjonpläteringsförfarande, användas. 15 10 15 20 25 30 536 731 Den hårda beläggningen är sammansatt av en förening av en eller flera element valda från gruppen bestående av aluminium (Al), kisel (Si), och metaller i grupperna 4, 5 och 6 i det periodiska systemet med en eller flera element valda från gruppen bestående av kol (C), kväve (N), syre (O), och bor (B). D v s, den hårda beläggningen är sammansatt av en eller flera substanser valda från gruppen bestående av kubisk bornitrid (cBN), diamant, diamantlikt kol (DLC), och föreningar av karbider, nitrider, oxider, borider och fasta lösningar av de ovan beskrivna elementen såsom metaller. Specifika exempel på substanserna inkluderar Ti(C,N), Al2O3, (Ti,Al)N, TiN, TiC, (Al,Cr)N.Thus, the wettability between the hard phases and the binder phase is improved, so that the binder phase is sufficiently present around the grains constituting the hard phases, thereby improving the toughness. The Mo content is preferably in the range of 0.01-2.0 mass%. A Mo content of 0.01 mass 536 731% or more results in improvement in the wettability, hardness and toughness of the whole cermet, as described above. A Mo content of 2.0% by mass or less results in the suppression of the fact that the first hard phase is difficult to form and that the amounts of the second hard phase and the third hard phase are increased. Thus, it is possible to inhibit the formation of cracks along boundaries between cores and borders, which is a problem in the art, so that the desired fracture resistance is provided. More preferred is the Mo content in the range of 0.5-1.5 mass%. Mo does not need to be included. The cermet with the foregoing structure of the present invention contains the four types of hard phases described above and is thus excellent in terms of breaking resistance and cold welding resistance as well as abrasion resistance. The cermet is thus suitably used as a substrate material for cutting tools (cermet tools) which will provide a satisfactory machined surface. The substrate may comprise a hard coating covering at least part of a surface of the substrate. The hard coating is preferably arranged at least on and near the edge. The hard coating can be applied over the entire surfaces of the substrate. The hard coating can be formed by a single layer or several layers. The hard coating preferably has a total thickness of 1-20 μm. With respect to a process for producing the hard coating, a chemical vapor deposition process (CVD process), such as thermal CVD process, or a physical vapor deposition process (PVD process), such as an arc ion plating process, may be used. The hard coating is composed of a compound of one or more elements selected from the group consisting of aluminum (Al), silicon (Si), and metals in groups 4, 5 and 6 of the Periodic Table with one or more elements selected from the group consisting of carbon (C), nitrogen (N), oxygen (O), and boron (B). That is, the hard coating is composed of one or more substances selected from the group consisting of cubic boron nitride (cBN), diamond, diamond-like carbon (DLC), and compounds of carbides, nitrides, oxides, borides and solid solutions of the elements described above. such as metals. Specific examples of the substances include Ti (C, N), Al 2 O 3, (Ti, Al) N, TiN, TiC, (Al, Cr) N.
Kermeter framställs typiskt genom stegen av framställningen av råmaterial, malning och blandning av råmaterialen, gjutning och sintring. Kermeten enligt föreliggande uppfinning kan framställas genom att använda råmaterialpulver beskrivna nedan och justering av malnings- och blandningstid och sintringsförhållanden. <> Ett pulver av en förening av åtminstone en metall vald från metallerna i grupperna 4, 5 och 6 i det periodiska systemet med åtminstone ett element valt från kol (C) och kväve (N), och ett pulver, typiskt ett järngruppsmetallpulver, används som råmaterial för att bildas till bindemedelsfasen. Användningen av ett fint pulver och ett relativt grovt pulver då dessa pulver har en tendens att leda till kermeten med de hårda faserna bildade av blandade korn av de grova och fina kornen, som beskrivs ovan. Partikelstorleken av pulvren kan lämpligen väljas med hänsyn till kornstorlek som utgör de hårda faserna. 16 10 15 20 25 30 536 731 För att bilda den första hårda fasen och den andra hårda fasen, används t ex ett Ti(C,N)-pu|ver. Med avseende på Ti(C,N)-pulvret, har hitintills Ti(C,N)- pulver framställts från Ti-svamp som tjänar som ett utgångsmaterial. I synnerhet har användningen av ett Ti(C,N)-pu|ver framställts från TiOg som tjänar som utgångsmaterial en tendens att bilda den fina första hårda fasen.Kermeters are typically produced by the steps of producing raw materials, grinding and mixing the raw materials, casting and sintering. The cermet of the present invention can be prepared by using raw material powders described below and adjusting grinding and mixing time and sintering conditions. A powder of a compound of at least one metal selected from the metals of groups 4, 5 and 6 of the Periodic Table with at least one element selected from carbon (C) and nitrogen (N), and a powder, typically an iron group metal powder, is used. as a raw material to be formed into the binder phase. The use of a fine powder and a relatively coarse powder as these powders tend to lead to the cermet with the hard phases formed by mixed grains of the coarse and fine grains, as described above. The particle size of the powders can be suitably selected with regard to the grain size constituting the hard phases. 16 10 15 20 25 30 536 731 To form the first hard phase and the second hard phase, for example, a Ti (C, N) powder is used. With respect to the Ti (C, N) powder, hitherto Ti (C, N) powder has been prepared from Ti sponge which serves as a starting material. In particular, the use of a Ti (C, N) powder prepared from TiO 2 which serves as a starting material has a tendency to form the fine first hard phase.
Vidare, som beskrivs ovan, har den ytterligare användningen av ett Mo- innehållande kompoundpulver en tendens att bilda den andra hårda fasen.Furthermore, as described above, the additional use of a Mo-containing compound powder tends to form the second hard phase.
För att bilda den tredje hårda fasen, används ett W-innehållande pulver, såsom ett WC-pulver. För att bilda den fjärde hårda fasen, används ett pulver av en förening innehållande Ti och en metall vald från metaller, andra än Ti, i grupperna 4, 5 och 6 i det periodiska systemet, t ex ett (Ti,W)(C,N)-pu|ver.To form the third hard phase, a W-containing powder, such as a toilet powder, is used. To form the fourth hard phase, a powder of a compound containing Ti and a metal selected from metals other than Ti is used in groups 4, 5 and 6 of the Periodic Table, e.g., a (Ti, W) (C, N) -pu | ver.
Användningen av detta kompoundpulver har en tendens att bilda korn som utgör den fjärde hårda fasen, d v s kornen med en enfasstruktur i vilken Ti bildar en jämn fast lösning med en metall vald från metaller, andra än Ti, i grupperna 4, 5 och 6 i det periodiska systemet. <> En längre malningstid resulterar i ett fint pulver och har en tendens att bilda de fina kornen med hård fas i kermeten. Emellertid kan en överdrivet lång malningstid orsaka reaggregation eller svårighet i att bilda en kompound som tjänar som en kärna p g a överdrivet liten storlek. Malnings- och blandningstiden är företrädesvis i intervallet av 12-36 timmar. <> En överdrivet hög sintringstemperatur kan orsaka tillväxt av korn som utgör de hårda faserna, vilket riskerar att leda till ett stort antal grova korn i kermeten. l synnerhet kan en överdrivet hög sintringstemperatur orsaka svårighet i att bilda korn som utgör den fjärde hårda fasen. Således är sintringstemperaturen företrädesvis i intervallet av 1 400-1 600°C. En gjuten artikel som har värmts upp under en förbestämd tid kyls företrädesvis i 17 10 15 20 25 30 536 731 sintringssteget i synnerhet i vakuum eller en ínert gasatmosfär, såsom argon (Ar). l fallet med den inerta gasatmosfären, används företrädesvis ett relativt lågt tryck av 665-6 650 Pa. Dessutom har en högre kylningshastighet av t ex 10°C/min eller mer en tendens att bilda den fjärde hårda fasen.The use of this compound powder tends to form grains which constitute the fourth hard phase, i.e. the grains with a single-phase structure in which Ti forms an even solid solution with a metal selected from metals, other than Ti, in groups 4, 5 and 6 of the Periodic System. <> A longer grinding time results in a fine powder and has a tendency to form the fine grains with a hard phase in the cermet. However, an excessively long grinding time can cause reaggregation or difficulty in forming a compound that serves as a core due to excessively small size. The grinding and mixing time is preferably in the range of 12-36 hours. An excessively high sintering temperature can cause the growth of grains that make up the hard phases, which risks leading to a large number of coarse grains in the cermet. In particular, an excessively high sintering temperature can cause difficulty in forming grains which constitute the fourth hard phase. Thus, the sintering temperature is preferably in the range of 1,400-1,600 ° C. A cast article which has been heated for a predetermined time is preferably cooled in the sintering step, in particular in a vacuum or an inert gas atmosphere, such as argon (Ar). In the case of the inert gas atmosphere, a relatively low pressure of 665-6,650 Pa is preferably used. In addition, a higher cooling rate of, for example, 10 ° C / min or more tends to form the fourth hard phase.
Uppfinningens effekt Ett belagt kermetverktyg enligt föreliggande uppfinning har utmärkt nötnings- beständighet och brottmotstånd och har förmågan av att skära ett arbetsstycke för att bilda en högkvalitativ bearbetad yta på arbetsstycket. En kermet enligt föreliggande uppfinning är lämpligen användbar som en komponent av verktyget.Effect of the Invention A coated cermet tool according to the present invention has excellent abrasion resistance and breaking resistance and has the ability to cut a workpiece to form a high quality machined surface on the workpiece. A cermet according to the present invention is suitably useful as a component of the tool.
Kort figurbeskrivning [Fig. 1] är en schematiskt förklarande figur av fyra typer av hårda faser närvarande i en kermet enligt föreliggande uppfinning.Short figure description [Fig. 1] is a schematic explanatory figure of four types of hard phases present in a cermet according to the present invention.
Beskrivning av utföringsformer Ett skärverktyg sammansatt av en kermet framställdes. Kompositionen och mikrostrukturerna av kermeten och skärningsprestandan av skärverktyget undersöktes.Description of embodiments A cutting tool composed of a cermet was prepared. The composition and microstructures of the cermet and the cutting performance of the cutting tool were examined.
Skärverktyget framställdes som följer. Råmaterialpulver beskrivna nedan framställdes. (1) Ti(C,N)-pulver med medelpartikelstorlek av 0,7 um 18 10 15 20 25 536 731 Ett Ti(C,N)-pu|ver är ett pulver framställt från TiOg som ett utgångsmaterial.The cutting tool was prepared as follows. Raw material powders described below were prepared. (1) Ti (C, N) powder having an average particle size of 0.7 .mu.m. A Ti (C, N) powder is a powder prepared from TiO 2 as a starting material.
C/N-förhållandet är 1/1. (2) Ti(C,N)-pu|ver med medelpartikelstorlek av 0,8 pm och Ti(C,N)-pu|ver med medelpartikelstorlek av 3,0 pm Var och en av Ti(C,N)-pulvren är ett pulver framställt från Ti- svamp tjänande som ett utgångsmaterial. C/N-förhållandet är 1/1. I Tabell I uttrycks dessa Ti(C,N)-pu|ver som ”s-TiCN". (3) (Ti,W)(C,N)-pulver med medelpartikelstorlek av 2,8 pm Ett (Ti,W)(C,N)-pulver är ett pulver i vilket ett Ti(C,N)-pu|ver bildar en fast lösning med W. C/N-förhållandet är 1/1. (4) WC-pulver, NbC-pulver, TaC-pulver, MozC-pulver, Ni-pulver och Co- pulver med medelpartikelstorlek av 0,5-3,0 pm Pulvren är kommersiellt tillgängliga.The C / N ratio is 1/1. (2) Ti (C, N) powders with an average particle size of 0.8 μm and Ti (C, N) powders with an average particle size of 3.0 μm Each of the Ti (C, N) powders is a powder made from Ti-fungus serving as a starting material. The C / N ratio is 1/1. In Table I, these Ti (C, N) powders are expressed as "s-TiCN". (3) (Ti, W) (C, N) powder having an average particle size of 2.8 μm. (C, N) powder is a powder in which a Ti (C, N) powder forms a solid solution with a W. C / N ratio of 1/1. (4) WC powder, NbC powder , TaC powder, MozC powder, Ni powder and Co powder with average particle size of 0.5-3.0 μm The powders are commercially available.
De framställda råmaterialpulvren vägdes och blandades på ett sådant sätt att kompositionerna (mass-%) visade i Tabell l åstadkoms, bildande pulvren 1- 12. 19 10 15 [Tabell i] 536 731 Kompositioner av råmaterialpulver (mass-%) Pulver TiCN s-TiCN s-TiCN (Ti,W)(C,N) WC NbC TaC MozC Co Ni nr. 0,7 um 0,8 um 3,0 um 2,8 um 1 10 10 20 25 10 10 0 1 7 7 2 20 20 10 15 10 10 0 1 6 8 3 10 5 20 20 20 10 0 1 7 7 4 20 15 10 10 20 10 0 1 6 8 5 10 5 15 20 25 10 0 1 7 7 6 20 15 5 10 25 10 0 1 8 6 7 0 30 10 15 20 10 0 1 7 7 8 10 10 20 25 10 5 5 1 7 7 9 20 10 0 25 20 10 0 1 7 7 10 20 20 25 0 10 10 0 1 7 7 11 20 10 15 30 0 10 0 1 7 7 12 0 10 25 40 0 10 0 1 7 7 De framställda pulvren laddades till ett kärl av rostfritt stål tillsammans med ett acetonlösningsmedel och cementerade karbidkulor. Blandningen maldes och blandades (våtförfarande). Tabell ll visar råmaterialpulver som används för att framställa prov och malnings- och blandnings-tid (timme). Efter malning och blandning, torkades blandningen för att tillhandahålla ett blandat pulver. En liten mängd av paraffin tillsattes till det resulterande blandade pulvret. Pressformningen utfördes med en form vid 98 MPa för att framställa en gjuten presskropp med geometrin CNMG 120408. 20 536 731 [Tabell ll] Prov Pulver Malnings- Sintrings- Ni/Co Mo-innehåll nr. nr. och förhållanden (mass-%) blandningstid Mmmm 1 6 36 B 0,73 0,94 2 6 24 B 0,72 0,94 3 2 12 A 1,31 0,93 4 2 12 C 1,29 0,93 5 1 24 A 0,96 0,94 6 3 24 A 0,96 0,95 7 4 36 A 1,34 0,93 8 8 24 C 0,96 0,92 9 3 36 C 0,96 0,94 10 5 36 A 0,97 0,93 11 4 36 C 1,29 0,93 12 4 36 B 1,29 0,93 13 5 24 A 0,96 0,94 14 2 36 A 1,29 0,94 15 5 36 C 0,96 0,93 16 2 24 B 0,97 0,93 17 6 12 C 0,74 0,93 18 6 36 A 0,72 0,95 19 9 36 B 0,97 0,93 100 7 12 C 0,96 0,93 101 9 36 A 0,96 0,92 102 11 36 B 0,97 0,93 103 10 12 A 0,96 0,93 104 12 36 A 0,96 0,94 105 10 36 A 0,97 0,94 Efter var och en av de gjutna presskropparna värmdes till 450°C för att ta bort paraffin, värmdes de resulterande presskropparna från rumstemperatur till 1 250°C i vakuum. Den efterföljande sintringen (inkluderande ett kylningssteg) utfördes under förhållanden visade i Tabell Ill för att bilda en sintrad presskropp. 21 10 15 20 25 536 731 [Tabell lll] Sintringsförhållanden Förhållanden Atmosfärs- Tryck Sintrings- Uppehålls- Kylnings- Tryck gas temperatur tid atmosfär (Pa) (°C) (min) (Pa) A Ng 133 1 500 60 Vakuum - B Ng 1 1 420 40 Vakuum - 330 C Ng 399 1 550 60 Ar 665 Någon sektion av var och en av de resulterande sintrade presskropparna bildades. Sektionen observerades med svepelektronmikroskop (SEM) vid en förstoring av x5 000. Resultaten visade att för var och en av de sintrade presskropparna, observerades åtminstone en typ av korn valt från ett svart korn, ett korn i vilket det svarta kornet delvis täcktes med ett grått område (här efter hänvisas de två kornen kollektivt som ett "enkelt svart korn”), ett korn i vilket det svarta kornet helt täcktes med det gråa området (här efter hänvisas kornet till som ett ”dubbelkorn med svart kärna”), ett korn i vilket ett vitt korn helt täcktes med ett grått område (här efter hänvisas kornet till som ett ”dubbelkorn med vit kärna"), och ett grått korn (här efter hänvisas kornet till som ett "grått korn”) ivyns observationsfält. I var och en av de sintrade presskropparna proven 1-19, som illustreras i figuren, observerades de fyra typerna av korn: det enkla svarta kornet (första hårda fasen 1), det dubbla kornet med svart kärna (andra hårda fasen 2), det dubbla kornet med vit kärna (tredje hårda fasen 3), och det gråa kornet (fjärde hårda fasen 4). Den första hårda fasen 1 bildas av enbart det svarta kornet eller det svarta kornet delvis täckt med det gråa området (bård 1b). I den andra hårda fasen 2, uppträder en svart kärna 2a, och en grå bård 2b framträder. I den tredje hårda fasen 3 framträder en vit kärna 3a, och en grå bård 3b framträder. En bindemedelsfas 10 är närvarande mellan kornen. I kontrast, i var och en av de sintrade presskropproven 100-105, observerades inte åtminstone ett av 22 10 15 20 25 30 536 731 det enkla svarta kornet, det dubbla kornet med svart kärna, det dubbla kornet med vit kärna, och det gråa kornet.The prepared raw material powders were weighed and mixed in such a way that the compositions (mass%) shown in Table 1 were obtained, forming the powders 1- 12. 19 10 15 [Table i] 536 731 Compositions of raw material powder (mass%) TiCN s-TiCN (Ti, W) (C, N) WC NbC TaC MozC Co Ni no. 0.7 um 0.8 um 3.0 um 2.8 um 1 10 10 20 25 10 10 0 1 7 7 2 20 20 10 15 10 10 0 1 6 8 3 10 5 20 20 20 10 0 1 7 7 4 20 15 10 10 20 10 0 1 6 8 5 10 5 15 20 25 10 0 1 7 7 6 20 15 5 10 25 10 0 1 8 6 7 0 30 10 15 20 10 0 1 7 7 8 10 10 20 25 10 5 5 1 7 7 9 20 10 0 25 20 10 0 1 7 7 10 20 20 25 0 10 10 0 1 7 7 11 20 10 15 30 0 10 0 1 7 7 12 0 10 25 40 0 10 0 1 7 7 The prepared the powders were charged to a stainless steel vessel together with an acetone solvent and cemented carbide balls. The mixture was ground and mixed (wet process). Table II shows raw material powders used to prepare samples and grinding and mixing time (hours). After grinding and mixing, the mixture was dried to provide a mixed powder. A small amount of paraffin was added to the resulting mixed powder. The molding was performed with a mold at 98 MPa to produce a molded compact with the geometry CNMG 120408. 536 731 [Table 11] Sample Powder Grinding-Sintering Ni / Co Mo content no. no. and conditions (mass%) mixing time Mmmm 1 6 36 B 0.73 0.94 2 6 24 B 0.72 0.94 3 2 12 A 1.31 0.93 4 2 12 C 1.29 0.93 5 1 24 A 0.96 0.94 6 3 24 A 0.96 0.95 7 4 36 A 1.34 0.93 8 8 24 C 0.96 0.92 9 3 36 C 0.96 0.94 10 5 36 A 0.97 0.93 11 4 36 C 1.29 0.93 12 4 36 B 1.29 0.93 13 5 24 A 0.96 0.94 14 2 36 A 1.29 0.94 15 5 36 C 0.96 0.93 16 2 24 B 0.97 0.93 17 6 12 C 0.74 0.93 18 6 36 A 0.72 0.95 19 9 36 B 0.97 0.93 100 7 12 C 0.96 0.93 101 9 36 A 0.96 0.92 102 11 36 B 0.97 0.93 103 10 12 A 0.96 0.93 104 12 36 A 0.96 0.94 105 36 A 0.97 0.94 After each of the molded compacts was heated to 450 ° C to remove paraffin, the resulting compacts were heated from room temperature to 1,250 ° C in vacuo. The subsequent sintering (including a cooling step) was performed under conditions shown in Table III to form a sintered compact. 21 10 15 20 25 536 731 [Table lll] Sintering conditions Conditions Atmospheric pressure Sintering- Stay- Cooling- Pressure gas temperature time atmosphere (Pa) (° C) (min) (Pa) A Ng 133 1 500 60 Vacuum - B Ng Vacuum - 330 C Ng 399 1 550 60 Ar 665 Some section of each of the resulting sintered compacts was formed. The section was observed with a scanning electron microscope (SEM) at a magnification of x5,000. The results showed that for each of the sintered compacts, at least one type of grain selected from a black grain was observed, a grain in which the black grain was partially covered with a gray area (hereinafter the two grains are collectively referred to as a "single black grain"), a grain in which the black grain was completely covered with the gray area (hereinafter referred to as a "double grain with a black core"), a grain in which a white grain was completely covered with a gray area (hereinafter referred to as a "white grain double grain"), and a gray grain (hereinafter referred to as a "gray grain") in the field of observation. of the sintered compacts samples 1-19, illustrated in the figure, the four types of grains were observed: the single black grain (first hard phase 1), the double grain with black core (second hard phase 2), the double grain with white core (third the hard phase 3), and the gray grain (fourth hard phase 4). The first hard phase 1 is formed by only the black grain or the black grain partially covered with the gray area (border 1b). In the second hard phase 2, a black core 2a appears, and a gray border 2b appears. In the third hard phase 3 a white core 3a appears, and a gray border 3b appears. A binder phase 10 is present between the grains. In contrast, in each of the sintered press body samples 100-105, not at least one of the single black grain, the double grain with black core, the double grain with white core, and the gray was observed. the grain.
TEM-EDX-analys av kompositioner av kornen beskrivna ovan visade att det enkla svarta kornet var sammansatt av Ti(C,N); i det dubbla kornet med svart kärna, var kärnan sammansatt av Ti(C,N) och bården som täcker kärnan var sammansatt av en komplex fast karbonitridlösning innehållande Ti och en eller flera metaller valda från W, Nb, Ta och Mo; i det dubbla kornet med vit kärna var en komplex fast karbonitridlösning innehållande Ti och en eller flera metaller valda från W, Nb, Ta och Mo, och kärnan hade en högre W- koncentration än bården som täcker kärnan; och det gråa kornet var sammansatt av en komplex fast karbonitridlösning Ti och en eller flera metaller valda från W, Nb, Ta och Mo. Vidare hade det gråa kornet inte en distinkt gräns mellan en kärna och en bård. Komponenterna av de hårda faserna kan analyseras med t ex EPMA, röntgenstrålefluorescensanalys, ICP-AES såväl som TEM-EDX-analys.TEM-EDX analysis of compositions of the grains described above showed that the single black grain was composed of Ti (C, N); in the double grain with black core, the core was composed of Ti (C, N) and the border covering the core was composed of a complex solid carbonitride solution containing Ti and one or more metals selected from W, Nb, Ta and Mo; in the double grain with white core was a complex solid carbonitride solution containing Ti and one or more metals selected from W, Nb, Ta and Mo, and the core had a higher W concentration than the border covering the core; and the gray grain was composed of a complex solid carbonitride solution Ti and one or more metals selected from W, Nb, Ta and Mo. Furthermore, the gray grain did not have a distinct boundary between a core and a border. The components of the hard phases can be analyzed by eg EPMA, X-ray fluorescence analysis, ICP-AES as well as TEM-EDX analysis.
Bindemedelsfasen var närvarande mellan kornen. TEM-EDX-analys visade att bindemedelsfasen var väsentligen sammansatt av Co och Ni. Bland proven, innehöll några bindemedelsfaser ungefär ett flertal mass-% av beståndsdelelementen av de hårda faserna i formen av en fast lösning.The binder phase was present between the grains. TEM-EDX analysis showed that the binder phase was essentially composed of Co and Ni. Among the samples, some binder phases contained about a plurality of mass% of the constituent elements of the hard phases in the form of a solid solution.
Analys av bindemedelsfasen visade att den sintrade presskroppen hade ett Co-innehåll väsentligen lika med mängden av inmatat råmaterial av Co- pulver och att Ni-innehållet av den sintrade presskroppen tenderade att minskas med omkring 0,2-O,3%, som jämförts med mängden av inmatat råmaterial av Ni-pulver. Således är innehållet av hård fas i varje prov (sintrad presskropp) väsentligen lika med en mängd (omkring 86 mass-%) erhållen genom subtraktion av mängderna av Co-pulvret och Ni-pulvret som används som råmaterial. Vidare bestämdes massförhållandet av Ni till Co, d v s Ni/Co, närvarande i bindemedelsfasen. Tabell ll visar resultaten. Dessutom undersöktes Mo-innehållet (mass-%) av varje prov (sintrad presskropp) med lCP-analys. Tabell ll visar också resultaten. 23 10 15 20 25 30 536 731 Storleken av alla korn hos varje prov (sintrad presskropp) närvarande i i vyns observationsfält bestämdes på basen av SEM-observationsbilder (x5 000) av sektionerna. Martins diameter (längden av en korda som delar det projicerade området av ett korn när kornet projiceras på ett plan från en viss riktning) användes som kornstorleken. Specifikt användes en fotomikrograf av sektionen av varje sintrad presskropp, och längden av en korda som skär området av ett korn närvarande i fotmikrografen definierades som kornstorleken. Med avseende på ett korn med en kärna-bård-struktur, definierades diametern av ett område inkluderande bården som kornstorleken. Resultaten visade att i vilket prov som helst, observerades korn var och en med en storlek av mer än 3 pm lite och att de hårda faserna väsentligen bildades av kornen var och en med en storlek av 3 pm eller lägre.Analysis of the binder phase showed that the sintered compact had a Co content substantially equal to the amount of Co powder powder feedstock and that the Ni content of the sintered compact tended to decrease by about 0.2-0.3%, compared to the amount of Ni powder raw material fed. Thus, the hard phase content of each sample (sintered compact) is substantially equal to an amount (about 86% by mass) obtained by subtracting the amounts of the Co powder and the Ni powder used as raw material. Furthermore, the mass ratio of Ni to Co, i.e. Ni / Co, present in the binder phase was determined. Table ll shows the results. In addition, the Mo content (mass%) of each sample (sintered compact) was examined by ICP analysis. Table ll also shows the results. 236 15 20 25 30 536 731 The size of all grains of each sample (sintered compact) present in the observation field of the view was determined on the basis of SEM observation images (x5 000) of the sections. Martin's diameter (the length of a chord that divides the projected area of a grain when the grain is projected on a plane from a certain direction) was used as the grain size. Specifically, a photomicrograph of the section of each sintered compact was used, and the length of a chord intersecting the area of a grain present in the foot micrograph was defined as the grain size. With respect to a grain with a core-border structure, the diameter of an area including the border was defined as the grain size. The results showed that in any sample, grains each with a size of more than 3 μm were slightly observed and that the hard phases were substantially formed by the grains each with a size of 3 μm or less.
Området av var och en av kornen bestämdes med användning av kornstorleken (Martins diameter beskriven ovan) som bestämdes från observationsbilder (x5 000) av sektionerna. I var och en av den första hårda fasen, den andra hårda fasen, den tredje hårda fasen och den fjärde hårda fasen, bestämdes den totala arean av korn med en storlek av mellan 1 pm och 3 pm (här efter hänvisas dessa totala areor till som en "grovkornsarea (1"), en "grovkornsarea (2)", en ”grovkornsarea (3)", och en "grovkornsarea (4)". I den första hårda fasen, bestämdes den totala arean av korn var och en med en storlek av 1 pm eller lägre (här efter hänvisas den totala arean till som en "finkornsarea (1”). I den andra hårda fasen bestämdes den totala arean av korn var och en med en storlek av 1 pm eller mindre (här efter hänvisas den totala arean till som en "finkornsarea (2"). Summan av grovkornsarean (1), grovkornsarean (2), grovkornsarean (3), grovkornsarean (4), finkornsarean (1), och finkornsarean (2) definierades som den totala arean av de hårda faserna. Tabell IV visar andelen av summan av grovkornsareorna (1) till (4) med avseende på den totala arean av de hårda 24 10 15 20 536 731 faserna, d v s areaandelen av de grova kornen ”grova korn/alla hårda faser" (%). Vidare visar Tabell IV areaandelen av var och en av grovkornsarean (1), grovkornsarean (2), grovkornsarean (3), grovkornsarean (4), finkornsarean (1), och finkornsarean (2) med avseende på den totala arean av de hårda faserna. Med avseende på den totala arean av de hårda faserna, betecknades areaandelen av grovkornsarean (1) med S1, areaandelen av grovkornsarean (2) betecknades med S2, areaandelen av grovkornsarean (3) betecknades med S3, och areaandelen av grovkornsarean (4) betecknades med S4. I detta fall, bestämdes (S1 + S2), S1/(S1 + S2), och S3/(S3 + S4). Tabell IV visar resultaten. Vidare, i fallet med att finkornsarean (1 ) betecknades med SS1 och finkornsarean (2) betecknades med SS1, bestämdes SS1/(SS1 + SS2) och areaandelen av den totala arean av den tredje hårda fasen och den fjärde hårda fasen med avseende på arean av hela kermeten (de hårda faserna + bindemedelsfasen) (här arean av en observationsbild i vyns observationsfält), d v s (tredje + fjärde)/(total kermet).The area of each of the grains was determined using the grain size (Martin diameter described above) which was determined from observation images (x5,000) of the sections. In each of the first hard phase, the second hard phase, the third hard phase and the fourth hard phase, the total area of grains with a size of between 1 μm and 3 μm was determined (hereinafter, these total areas are referred to as a "coarse grain area (1"), a "coarse grain area (2)", a "coarse grain area (3)", and a "coarse grain area (4)". In the first hard phase, the total area of grains was each determined with a size of 1 μm or less (hereinafter the total area is referred to as a "fine grain area (1"). In the second hard phase, the total area of grains each with a size of 1 μm or less was determined (hereinafter referred to as total area to as a "fine-grained area (2"). Table IV shows the proportion of the sum of the coarse-grained areas (1) to (4) with respect to the total area of the hard 24 10 15 20 536 731 phases, ie the area share of the coarse grains "coarse grains / all hard phases" (%). Furthermore, Table IV shows the area portion of each of the coarse grain area (1), the coarse grain area (2), the coarse grain area (3), the coarse grain area (4), the fine grain area (1), and the fine grain area (2) with respect to the total area of the hard phases . With respect to the total area of the hard phases, the area portion of the whole grain area (1) was denoted by S1, the area portion of the whole grain area (2) was denoted by S2, the area portion of the whole grain area (3) was denoted by S3, and the area portion of the whole grain area (4) was denoted by S4. In this case, (S1 + S2), S1 / (S1 + S2), and S3 / (S3 + S4) were determined. Table IV shows the results. Furthermore, in the case where the fine grain area (1) was designated SS1 and the fine grain area (2) was designated SS1, SS1 / (SS1 + SS2) and the area share of the total area of the third hard phase and the fourth hard phase were determined with respect to the area. of the whole cermet (the hard phases + the binder phase) (here the area of an observation image in the view's observation field), ie (third + fourth) / (total cermet).
Tabell IV visar också resultaten. I något av proven inkluderande den tredje hårda fasen eller den fjärde hårda fasen, hade kornen som utgör den tredje hårda fasen eller kornen som utgör den fjärde hårda fasen var och en en storlek av mer än omring 1 um. Korn var och en med en storlek av 1 um eller mindre och utgörande den tredje hårda fasen eller den fjärde hårda fasen observerades lite. 25 536 731 oo oo. f oo. f oo. f N.o fo o fo o o oN of oof oo oo.o oo.o oo.o oN.o No oo o oN of o o oof oo oo.o oo. f oN.o fo_o of o oo oN ff o of oof No of.o oo.o oo.o oN_o of fo o of o ff NN Nof oo oo_f of.o oo.f of.o Nf of oo o o of oN fof oo oo.o of.o oo.o NN.o oo Nf oo NN fo o o oof oo of.o oo.o oo. f o f.o No o oo o of of oN of fo oN.o fo_o oo.o NN.o oo o oo NN oN o of of No oo.o oo.o oo.o o.o oo fN oo oN N of o ff oo fo_o oo.o oo.o oo.o oo o of NN of ff fo of No of.o oo.o oo.o oo.o oo of of oo o oN f of oo oo.o of.o oo.o oo.o oo f oN oo of oN of of No oo.o oo.o fo.o oo.o of o oN oN of oN Nf of No oo.o oo.o oo_o No.o Nf o fo fN of ff of Nf fo oo.o oo.o oo.o fo_o Nf f oN fN of of of ff No oo.o of.o oo.o No.o Nf Nf oN fN N ff oN of oo oo.o of.o oo.o No.o Nf Nf oN fN o ff oN o oo oo.o of.o oo.o No.o Nf Nf oN fN of ff of o oo oo.o of.o oo.o No.o Nf Nf oN fN of ff of f oo oo.o of.o oo.o No.o Nf Nf oN fN of ff of o No oo.o of.o oo.o No.o Nf Nf oN fN of ff of o oo oo.o fo.o oo.o oo.o Nf oN of fN of of of o oo oo.o fo_o oo.o oN_o Nf fN oN fN of N of o oo oo.o fo_o oo.o of.o Nf fo oN o of f of N oo oo.o oo.o oo.o oo.o oo oN oN o ff o oN f oof o.o.. æoof i 53 foo 53 fNo EE fNv sov. S 52 S S3 Éfox m>O._O N>Oomv N>O._O N>O._O mcÉ N>9O NEm fooëoo æooo ^Now+ foooffwo fooooxoo ^No+fo Ämvomw + wïwfip EQ. m>oom >m mm» atom: QÉNÉ mm» NÉW: wïmfi. www mvom: mäoc< mm» MUR: 520m >0._n_ öocmooå foš ñucmmwå _>_ :moon 26 10 536 731 Ytor av de resulterande sintrade presskropparna utsattes för ytslipningsbehandling och kantslipníngsbehandling, framställande ett skärinlägg (skärverktyg), tillhandahållen med en brytanvisning, med geometrin CNMG 120408. Skärtester (svarvtester i alla fall) utfördes med de resulterande skärinläggen under förhållanden visade i Tabell V beskrivna nedan för att utvärdera nötningsbeständighet, brottmotstånd och ytråhet av de bearbetade ytorna. Tabell VI visar resultaten. Ytråheten Ra mättes enligt JIS B O601(2001).Table IV also shows the results. In any of the samples including the third hard phase or the fourth hard phase, the grains constituting the third hard phase or the grains constituting the fourth hard phase each had a size of more than about 1 μm. Barley each with a size of 1 μm or less and constituting the third hard phase or the fourth hard phase was slightly observed. 25 536 731 oo oo. f oo. f oo. f N.o fo o fo o o o oN or oof oo oo.o oo.o oo.o o.o oN.o No oo o oN or o o oof oo oo.o oo. f oN.o fo_o or o oo oN ff o or oof No of.o oo.o oo.o oN_o or fo o or o ff NN Nof oo oo_f or.o oo.f or.o Nf or oo oo or oN fof oo oo.o of.o oo.o NN.o oo Nf oo NN fo oo oof oo of.o oo.o oo. fo fo No o oo o or of oN or fo oN.o fo_o oo.o NN.o oo o oo NN oN o or of No oo.o oo.o oo.o oo oo fN oo oN N of o ff oo fo_o oo.o oo.o oo.o oo o or NN or ff fo or No of.o oo.o oo.o oo.o oo or or oo o oN f or oo oo.o or.o oo.o oo. o oo f oN oo or oN or of No oo.o oo.o fo.o oo.o or o oN oN or oN Nf or No oo.o oo.o oo_o No.o Nf o fo fN or ff or Nf fo oo.o oo.o oo.o fo_o Nf f oN fN of or of ff No oo.o of.o oo.o No.o Nf Nf oN fN N ff oN of oo oo.o of.o oo.o No .o Nf Nf oN fN o ff oN o oo oo.o of.o oo.o No.o Nf Nf oN fN or ff or o oo oo.o of.o oo.o No.o Nf Nf oN fN of ff or f oo oo.o or.o oo.o No.o Nf Nf oN fN or ff or o No oo.o of.o oo.o No.o Nf Nf oN fN or ff or o oo oo.o fo. o oo.o oo.o Nf oN or fN or of or o oo oo.o fo_o oo.o oN_o Nf fN oN fN or N or o oo oo.o fo_o oo.o or.o Nf fo oN o or f of N oo oo.o oo.o oo.o oo.o oo oN oN o ff o oN f oof oo. Æoof i 53 foo 53 fNo EE fNv sov. S 52 S S3 Éfox m> O._O N> Oomv N> O._O N> O._O mcÉ N> 9O NEm fooëoo æooo ^ Now + foooffwo fooooxoo ^ No + fo Ämvomw + wïw fi p EQ. m> oom> m mm »atom: QÉNÉ mm» NÉW: wïm fi. www mvom: mäoc <mm »MUR: 520m> 0. with the geometry CNMG 120408. Cutting tests (turning tests in any case) were performed with the resulting cutting inserts under conditions shown in Table V described below to evaluate abrasion resistance, breaking resistance and surface roughness of the machined surfaces. Table VI shows the results. The surface roughness Ra was measured according to JIS B O601 (2001).
[Tabell v] Test nötningsbeständighet Test brottmotstånd Test ytråhet av bearbetad yta Arbetsstycke: SCM415 Arbetsstycke: SCM345 med fyra skåror Arbetsstycke: SCM415 Skärhastighet: 300 m/min Skärhastighet: 250 m/min Skärhastighet: 100 m/min Skärning: 1,0 mm Skärning: 1,5 mm Skärning: 1,0 mm Matning: 0,15 mm/varv Matning: 0,15 mm/varv Matning: 0,15 mm/varv Skärolja: använd Skärolja: använd Skärolja: använd Skärtid: 30 min Skärtid: 30 min Skärtid: 30 min Utvärdering: avnött mäng Utvärdering: antal Utvärdering: ytråhet Ra (mm) flankyta efter repetitioner vid tid för förfluten skärtid brott (gånger) [Tabell VI] Prov Test nötningsbeständighet Test Test ytråhet nr. (mm) brottmotstånd Ra (um) (antal) 1 0,16 7 694 1,3 2 0,14 6 982 1,2 3 0,13 8 352 1,1 4 0,12 8 006 1,1 5 0,105 8 350 0,8 6 0,09 9 860 0,9 7 0,08 9 003 0,8 8 0,09 8 344 0,9 9 0,08 10 312 0,7 10 0,11 8 634 0,8 27 10 15 20 536 731 11 0,13 7 983 1,2 12 0,12 8 693 1,3 13 0,12 8 560 1,2 14 0,11 5 970 1,1 15 0,15 7 543 0,9 16 0,13 5 880 0,75 17 0,16 7 330 1,2 18 0,17 6 580 1,4 19 0,14 6 230 1,3 100 0,31 4 005 2,1 101 0,23 3 653 1,5 102 0,19 4 210 1,2 103 0,32 4 998 2 104 0,15 3 991 1,3 105 0,28 2 980 1,9 Tabell VI visar att prov 1-19 var och en innehållande alla den första hårda fasen, den andra hårda fasen, den tredje hårda fasen och den fjärde hårda fasen hade utmärkt nötningsbeständighet och utmärkt brottmotstånd jämfört med prov 100-105 i vilken någon av de fyra typerna beskrivna ovan var frånvarande. Vidare tillhandahöll vart och ett av prov 1-19 en liten ytråhet Ra och högkvalitetsbearbetad yta av arbetsstycket.[Table v] Test abrasion resistance Test breaking resistance Test surface roughness of machined surface Workpiece: SCM415 Workpiece: SCM345 with four notches Workpiece: SCM415 Cutting speed: 300 m / min Cutting speed: 250 m / min Cutting speed: 100 m / min Cutting: 1.0 mm : 1.5 mm Cutting: 1.0 mm Feed: 0.15 mm / rev Feed: 0.15 mm / rev Feed: 0.15 mm / rev Cutting oil: used Cutting oil: used Cutting oil: used Cutting time: 30 min Cutting time: 30 min Cutting time: 30 min Evaluation: worn quantity Evaluation: number Evaluation: surface roughness Ra (mm) flank surface after repetitions at time for past cutting time fracture (times) [Table VI] Sample Test abrasion resistance Test Test surface roughness no. (mm) breaking resistance Ra (um) (number) 1 0.16 7 694 1.3 2 0.14 6 982 1.2 3 0.13 8 352 1.1 4 0.12 8 006 1.1 5 0.105 8 350 0.8 6 0.09 9 860 0.9 7 0.08 9 003 0.8 8 0.09 8 344 0.9 9 0.08 10 312 0.7 10 0.11 8 634 0.8 27 10 15 20 536 731 11 0.13 7 983 1.2 12 0.12 8 693 1.3 13 0.12 8 560 1.2 14 0.11 5 970 1.1 15 0.15 7 543 0.9 16 0.13 5 880 0.75 17 0.16 7 330 1.2 18 0.17 6 580 1.4 19 0.14 6 230 1.3 100 0.31 4 005 2.1 101 0.23 3 653 1.5 102 0.19 4 210 1.2 103 0.32 4 998 2 104 0.15 3 991 1.3 105 0.28 2 980 1.9 Table VI shows that samples 1-19 each containing all the first hard phase, the second hard phase, the third hard phase and the fourth hard phase had excellent abrasion resistance and excellent breaking resistance compared to samples 100-105 in which any of the four types described above were absent. Furthermore, each of samples 1-19 provided a small surface roughness Ra and high quality machined surface of the workpiece.
Bland prov 1-19, i synnerhet, för prov med en areaandel av de grova kornen av 60-90%, tenderade hårdheten och brottsegheten att förbättras, vidare höjdes nötningsbeständighet och brottmotstånd Vidare, bland prov 1-19, i synnerhet, för prov i vilka (S1 + S2) är i intervallet av 0,1-O,5 och prov i vilka S1/(S1 + S2) är i intervallet av 0,1-0,4 och S3/(S3 + S4) är i intervallet av 0,4- 0,9, tenderar ytràheten Ra att reduceras ytterligare, resulterande i utmärkt ytkvalitet. Bland prov 1-19, i synnerhet prov i vilka SS1/(SS1 + SS2) äri intervallet av 0,5-0,9, tenderar att ha ytterligare förhöjd nötningsbeständighet.Among samples 1-19, in particular, for samples with an area share of the coarse grains of 60-90%, the hardness and fracture toughness tended to improve, further, abrasion resistance and fracture resistance were further increased. which (S1 + S2) is in the range of 0.1-0.5 and samples in which S1 / (S1 + S2) is in the range of 0.1-0.4 and S3 / (S3 + S4) is in the range of 0.4- 0.9, the surface roughness Ra tends to be further reduced, resulting in excellent surface quality. Among samples 1-19, in particular samples in which SS1 / (SS1 + SS2) in the range of 0.5-0.9, tend to have further increased abrasion resistance.
Dessutom, bland prov 1-19, har i synnerhet prov i vilka (tredje + fjärde)/(all kermet) är mer än 40% utmärkt seghet.In addition, among samples 1-19, in particular, samples in which (third + fourth) / (all cermet) have more than 40% have excellent toughness.
(Ti,AI)N-be|äggningar (tjocklek: 4 um) bildades med bågjonpläteringsförfarande på ytorna av skärinsatserna från prov 1-19, 28 10 15 20 536 731 bildande belagda insatser. Nötningsbeständighetstestet utfördes under testförhållanden visade i Tabell V. Resultaten visade att alla prov hade utmärkt nötningsbeständighet jämfört med proven utan de hårda beläggningarna.(Ti, Al) N coatings (thickness: 4 μm) were formed by arc ion plating method on the surfaces of the cutting inserts from samples 1-19, forming coated inserts. The abrasion resistance test was performed under test conditions shown in Table V. The results showed that all samples had excellent abrasion resistance compared to the samples without the hard coatings.
De föregående utföringsformerna kan modifieras lämpligt utan att avvika från föreliggande uppfinnings omfattning. Föreliggande uppfinning är inte begränsad till konfigureringarna beskrivna ovan. T ex kan kompositionerna och medelpartikelstorlekarna av råmaterialpulvren, föreliggande tillstånd hos kornen av den hårda fasen, och kompositionen och tjockleken av den hårda beläggningen förändras lämpligt.The foregoing embodiments may be suitably modified without departing from the scope of the present invention. The present invention is not limited to the configurations described above. For example, the compositions and average particle sizes of the raw material powders, the present state of the grains of the hard phase, and the composition and thickness of the hard coating can be suitably changed.
Industriell tillämpbarhet Kermeten enligt föreliggande uppfinning är lämpligen användbar som material för ett skärverktyg. Det belagda kermetverktyget enligt föreliggande uppfinning används lämpligen för svarvning, malning och i synnerhet skärning av stål.Industrial Applicability The cermet of the present invention is suitably useful as a material for a cutting tool. The coated cermet tool of the present invention is suitably used for turning, grinding and in particular cutting of steel.
Referensteckenlista 1 första hård fas, 1b bård, 2 andra hård fas, 2a, 3a kärna, 2b, 3b bård, 3 tredje hård fas, 4 fiärde hård fas, 10 bindemedelsfas 29Reference character list 1 first hard phase, 1b edge, 2 second hard phase, 2a, 3a core, 2b, 3b edge, 3 third hard phase, 4 fi fourth hard phase, 10 binder phase 29
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009072102A JP4690475B2 (en) | 2009-03-24 | 2009-03-24 | Cermet and coated cermet tools |
| PCT/JP2010/054778 WO2010110197A1 (en) | 2009-03-24 | 2010-03-19 | Cermet |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE1051204A1 SE1051204A1 (en) | 2011-02-08 |
| SE536731C2 true SE536731C2 (en) | 2014-07-01 |
Family
ID=42780891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE1051204A SE536731C2 (en) | 2009-03-24 | 2010-03-19 | Kermet |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4690475B2 (en) |
| KR (1) | KR101253853B1 (en) |
| CN (1) | CN102046823B (en) |
| SE (1) | SE536731C2 (en) |
| TW (1) | TWI457445B (en) |
| WO (1) | WO2010110197A1 (en) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012130948A (en) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Rotating tool |
| JP2012130947A (en) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Rotation tool |
| JP5716577B2 (en) * | 2011-06-30 | 2015-05-13 | 住友電気工業株式会社 | Hard material, manufacturing method thereof, and cutting tool |
| CN102796932B (en) * | 2012-08-29 | 2014-04-09 | 成都美奢锐新材料有限公司 | Powder particle for preparing metal ceramic and preparation method of metal ceramic |
| CN102839311B (en) * | 2012-08-29 | 2014-07-16 | 成都美奢锐新材料有限公司 | Metal ceramic and preparation method thereof |
| CN102943195A (en) * | 2012-11-12 | 2013-02-27 | 成都美奢锐新材料有限公司 | Metal ceramic containing nano cubic boron nitride and preparation method thereof |
| JP5885791B2 (en) * | 2013-08-20 | 2016-03-15 | Ｊｘ金属株式会社 | Surface-treated copper foil and laminate using the same, copper foil with carrier, copper foil, printed wiring board, electronic device, method for manufacturing electronic device, and method for manufacturing printed wiring board |
| RU2643752C1 (en) * | 2014-03-19 | 2018-02-05 | Тунгалой Корпорейшн | Cermet tool |
| CN104018017B (en) * | 2014-05-27 | 2016-02-24 | 南京航空航天大学 | The recovery of waste and old Ti (C, N) base metal-ceramic material and renovation process |
| JP5989930B1 (en) * | 2014-11-27 | 2016-09-07 | 京セラ株式会社 | Cermet and cutting tools |
| CN104498938A (en) * | 2014-12-02 | 2015-04-08 | 佛山铭乾科技有限公司 | Metal ceramic film |
| JP6439975B2 (en) * | 2015-01-16 | 2018-12-19 | 住友電気工業株式会社 | Cermet manufacturing method |
| KR101963072B1 (en) * | 2015-11-02 | 2019-03-27 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | Hard alloy and cutting tool |
| CN106001550B (en) * | 2016-06-03 | 2018-10-19 | 广东工业大学 | It is a kind of with TiC-Ni-Mo2C alloys be wear-resisting phase wear-proof metal ceramic and the preparation method and application thereof |
| CN105970061A (en) * | 2016-06-23 | 2016-09-28 | 王莹 | High-strength carbide-base metal ceramic lining plate and preparation method thereof |
| CN106216662A (en) * | 2016-09-18 | 2016-12-14 | 广东工业大学 | A kind of cermet particles and preparation method and application |
| CN106216663A (en) * | 2016-09-18 | 2016-12-14 | 广东工业大学 | A kind of cermet particles and preparation method thereof application |
| KR101963655B1 (en) | 2017-06-12 | 2019-04-01 | 주식회사 웨어솔루션 | Cermet powder composition and cermet and cermet lining plate using the same |
| JP7587205B2 (en) * | 2021-01-14 | 2024-11-20 | 三菱マテリアル株式会社 | Cutting Tools |
| CN113025861A (en) * | 2021-03-08 | 2021-06-25 | 昆山长鹰硬质材料科技股份有限公司 | Mixed crystal Ti (C, N) -based metal ceramic material and preparation method thereof |
| CN116162838B (en) | 2023-04-26 | 2023-06-30 | 崇义章源钨业股份有限公司 | Metal ceramic and preparation method thereof |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04107238A (en) * | 1990-08-24 | 1992-04-08 | Nippon Tungsten Co Ltd | Corrosion and wear resistant cermet |
| JPH08199283A (en) * | 1994-07-29 | 1996-08-06 | Hokkaido Sumiden Seimitsu Kk | Titanium carbonitride based alloy |
| JP3152105B2 (en) * | 1995-05-15 | 2001-04-03 | 三菱マテリアル株式会社 | Titanium carbonitride cermet cutting tool |
| JP4280048B2 (en) * | 2002-09-27 | 2009-06-17 | 京セラ株式会社 | Method for producing TiCN-based cermet |
| JP4569767B2 (en) * | 2005-06-14 | 2010-10-27 | 三菱マテリアル株式会社 | Titanium carbonitride-based cermet throwaway tip that exhibits excellent wear resistance in high-speed cutting with high heat generation |
| JP4659682B2 (en) * | 2005-10-18 | 2011-03-30 | 日本特殊陶業株式会社 | Cermet inserts and cutting tools |
| JP5213326B2 (en) * | 2006-11-28 | 2013-06-19 | 京セラ株式会社 | cermet |
-
2009
- 2009-03-24 JP JP2009072102A patent/JP4690475B2/en active Active
-
2010
- 2010-03-19 WO PCT/JP2010/054778 patent/WO2010110197A1/en not_active Ceased
- 2010-03-19 SE SE1051204A patent/SE536731C2/en unknown
- 2010-03-19 KR KR1020107026206A patent/KR101253853B1/en active Active
- 2010-03-19 CN CN201080001593.3A patent/CN102046823B/en active Active
- 2010-03-24 TW TW099108727A patent/TWI457445B/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2010222650A (en) | 2010-10-07 |
| JP4690475B2 (en) | 2011-06-01 |
| TW201042054A (en) | 2010-12-01 |
| SE1051204A1 (en) | 2011-02-08 |
| KR20100135941A (en) | 2010-12-27 |
| CN102046823B (en) | 2013-02-13 |
| TWI457445B (en) | 2014-10-21 |
| KR101253853B1 (en) | 2013-04-12 |
| CN102046823A (en) | 2011-05-04 |
| WO2010110197A1 (en) | 2010-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SE536731C2 (en) | Kermet | |
| CN106984838B (en) | Coated cutting tool | |
| JP6439975B2 (en) | Cermet manufacturing method | |
| CN110168121B (en) | Carbide and Cutting Tools | |
| CN105283570B (en) | Cermets and Cutting Tools | |
| JP2010031308A (en) | Cermet | |
| CN111886093B (en) | Surface-coated cutting tool and manufacturing method thereof | |
| JP7135250B1 (en) | Cutting tools | |
| CN103962588A (en) | Surface coated cutting tool | |
| JP7170965B2 (en) | Cemented Carbide and Coated Cemented Carbide | |
| JP2005194573A (en) | Cermet, coated cermet, and method for manufacturing them | |
| JP7394300B2 (en) | coated cutting tools | |
| CN111902228A (en) | Surface-coated cutting tool and method for manufacturing same | |
| JP2013127120A (en) | Laminated structure type cemented carbide, method for manufacturing the same, and tool made of the cemented carbide | |
| JP2011093006A (en) | Cermet and coated cermet | |
| JP2012041595A (en) | Cermet | |
| JP5436083B2 (en) | Cermet sintered body and cutting tool | |
| JP7837499B2 (en) | Cermets and coated cermets | |
| JP5472659B2 (en) | Composite structure tool | |
| JP7598561B2 (en) | Cubic boron nitride sintered body and coated cubic boron nitride sintered body | |
| JP5111259B2 (en) | Surface covering member | |
| CN111971138B (en) | Surface-coated cutting tool and manufacturing method thereof | |
| KR20180123029A (en) | Surface-coated cutting tool with excellent chipping and abrasion resistance | |
| JP2009102710A (en) | Cemented carbide with laminated structure, method for producing the same, and tool formed from the cemented carbide | |
| JP2005111623A (en) | Surface coated cermet |