DE1168650B

DE1168650B - Use of a sintered hard metal alloy as a material for cutting tools that are subject to stresses like those that occur when planing ship sheets

Info

Publication number: DE1168650B
Application number: DES57638A
Authority: DE
Inventors: Fall Johan Olof Willia Ohlsson
Original assignee: Sandvikens Jernverks AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1957-03-30
Filing date: 1958-03-29
Publication date: 1964-04-23

Description

Verwendung einer gesinterten Hartmetall-Legierung als Werkstoff für Schneidwerkzeuge, die Beanspruchungen nach Art der beim Hobeln von Schiffsblechen auftretenden unterworfen sind Beim Zerspanen von Metallen unter sehr ungünstigen Bedingungen, wie sie vor allem beim Hobeln von Schiffsblechen vor dem Schweißen auftreten, mußten bisher Werkzeuge aus sogenanntem Schnellstahl verwendet werden. Im Vergleich zu Schneidwerkzeugen aus gesinterten Hartmetall-Legierungen zeigen Schnellstahlwerkzeuge in einer gegebenen Zeiteinheit eine geringe Leistung, teils weil die Schneidegeschwindigkeit ein relativ niedriges Maß nicht überschreiten darf, teils weil diese Werkzeuge oft nachgeschliffen werden müssen.Use of a sintered carbide alloy as a material for Cutting tools, the type of stresses when planing ship sheets When cutting metals under very unfavorable conditions Conditions such as those when planing ship sheet metal before welding occur, tools made of so-called high-speed steel had to be used up to now. Show in comparison to cutting tools made from sintered carbide alloys High-speed steel tools in a given unit of time a low performance, partly because the cutting speed must not exceed a relatively low level, partly because these tools often have to be sharpened.

Aus diesem Grund suchte man seit geraumer Zeit nach einem gesinterten Hartmetall, welches für den oben angegebenen und ähnliche Zwecke geeignet ist. Das gesinterte Hartmetall soll dabei eine hohe Verschleißfestigkeit, Härte und Zähigkeit bei Schnittgeschwindigkeiten vom 3- bis 5fachen der Schnittgeschwindigkeit für Schnellstahl aufweisen. Bei übergroßer Beanspruchung sollen die aus dem Hartmetall hergestellten Schneidwerkzeuge sich plastisch deformieren, nicht aber splittern oder brechen. Bisher wurde jedoch keine gesinterte Hartmetall-Legierung gefunden, die an Stelle von Schnellstahl verwendet werden kann.Because of this, they have been looking for a sintered one for quite some time Hard metal, which is suitable for the above and similar purposes. That Sintered carbide is said to have high wear resistance, hardness and toughness at cutting speeds of 3 to 5 times the cutting speed for high speed steel exhibit. In the event of excessive stress, those made from the hard metal should be used Cutting tools deform plastically, but do not splinter or break. So far, however, no sintered cemented carbide alloy has been found that will replace it can be used by high-speed steel.

Erfindungsgemäß wurde nunmehr eine Möglichkeit geschaffen, geeignete Schneidwerkzeuge aus gesintertem Hartmetall herzustellen, welche für den oben angegebenen Zweck besonders geeignet sind, falls die Komponenten der Hartmetall-Legierung in relativ eng begrenzten Bereichen gewählt werden. Die Bezeichnung »Schneidwerkzeug« im Sinne der Beschreibung umfaßt sowohl ganze Schneidwerkzeuge als auch Schneideinsätze (d. h. Einsätze, welche in einer Haltevorrichtung befestigt werden, um ein mit einer Schneidspitze bestücktes Werkzeug zu schaffen).According to the invention, a possibility has now been created, suitable Manufacture cutting tools from sintered cemented carbide, which are suitable for the above Purpose are particularly suitable if the components of the hard metal alloy in relatively narrow areas can be chosen. The term »cutting tool« within the meaning of the description includes both entire cutting tools and cutting inserts (i.e., inserts that are secured in a fixture to provide a Cutting tip equipped tool).

Nach der Erfindung wird ein solches Schneidwerkzeug unter Verwendung einer gesinterten Hartmetall-Legierung hergestellt, die aus 3 bis 5 % TiC, 11 bis 13% TaC/NbC, 23 bis 270/0 Hilfsmetall aus Kobalt und/oder Nickel, Rest Wolframkarbid, besteht. Die Legierung wird wohl auch gewisse Verunreinigungen enthalten: so enthalten z. B. die Komponenten TaC/ NbC, welche für Hartmetall-Legierungen Verwendung finden, immer geringe (unbedeutende) Mengen an Sauerstoff und Stickstoff, und manchmal kann WC geringe (unbedeutende) Mengen an Molybdänkarbid enthalten. Das Hilfsmetall besteht dabei aus zumindest 95% Co/Ni.According to the invention, such a cutting tool is used a sintered hard metal alloy made from 3 to 5% TiC, 11 to 13% TaC / NbC, 23 to 270/0 auxiliary metal made of cobalt and / or nickel, remainder tungsten carbide, consists. The alloy will probably also contain certain impurities: so contain z. B. the components TaC / NbC, which are used for hard metal alloys, always small (insignificant) amounts of oxygen and nitrogen, and sometimes can WC contain small (insignificant) amounts of molybdenum carbide. The auxiliary metal is made at least 95% Co / Ni.

In der Beschreibung und in den Ansprüchen bedeutet die Bezeichnung TaC/NbC, daß in der Legierung entweder eine oder beide Verbindungen enthalten sind und daß die für TaC/NbC angegebenen Prozentwerte sich auf den Gehalt an (TaC+NbC) in der Legierung beziehen. Ebenso beziehen sich die angegebenen Prozentsätze für Co/Ni auf den Gehalt an (CO+Ni) in der Legierung. Alle angegebenen Prozentsätze stellen Gewichtsprozente dar.In the description and in the claims, the designation means TaC / NbC means that either one or both compounds are contained in the alloy and that the percentages given for TaC / NbC relate to the content of (TaC + NbC) refer in the alloy. The percentages given also relate to Co / Ni on the content of (CO + Ni) in the alloy. All specified percentages represent weight percentages.

Es waren zwar bereits Hartmetall-Legierungen bekannt, deren Gehaltsgrenzen diejenigen der bei der Erfindung verwendeten Legierung umfassen. Auch war es bekannt, daß bei WC-TaC-TiC-Co-Hartmetallen sich ein kleines Verhältnis von TiC zu TaC einerseits und ein hoher Hilfsmetallgehalt andererseits günstig auf die Biegebruchfestigkeit ausüben. Schließlich waren auch TiC-TaC-Co/Ni-WC- Legierungen bekannt, welche zum Hobeln von Paketen aus Vierkantgtahl mit höheren Schnittgeschwindigkeiten als es bei Schnellstahl möglich ist, geeignet sind. Trotzdem fehlte es bisher an einem Hartmetall-Schneidwerkzeug für die angegebenen Arbeitsbedingen, wie sie insbesondere beim Hobeln von Schiffsblechen auftreten.Hard metal alloys were already known, their content limits include those of the alloy used in the invention. It was also known that with WC-TaC-TiC-Co hard metals there is a small ratio of TiC to TaC on the one hand and a high auxiliary metal content, on the other hand, has a beneficial effect on the flexural strength exercise. Finally, TiC-TaC-Co / Ni-WC alloys were also known, which for Planing of packages of square steel at higher cutting speeds than it with high-speed steel is possible, are suitable. Nevertheless, one was missing so far Carbide cutting tool for the specified working conditions, such as those in particular occur when planing ship sheet metal.

Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Legierung jedoch können Schneidwerkzeuge mit hoher Verschleißfestigkeit, großer Härte und Zähigkeit erzeugt werden, einer Härte, welcher der des Schnellstahls gleichkommt oder sie sogar übertrifft. Im Gegensatz zu gewissen anderen bereits getesteten Hartmetall-Legierungen für die erwähnten Zwecke neigt die erfindungsgemäße Legierung bei übergroßer Beanspruchung, welche die normale Belastung weit übersteigt, zu plastischer Deformation, ohne dabei zu splittern. Eine wesentliche Voraussetzung dafür, daß die guten Resultate mit dem erfindungsgemäßen Schneidwerkzeug erzielt werden, ist die genaue Einhaltung der angegebenen Gehaltsgrenzen.Using the alloy of the present invention, however, cutting tools with high wear resistance, great hardness and toughness, one Hardness that equals or even exceeds that of high-speed steel. In contrast to certain others already tested Carbide alloys for the alloy according to the invention tends to achieve the above-mentioned purposes in the event of excessive stress, which far exceeds the normal load, to plastic deformation without doing so to splinter. An essential requirement for having good results the cutting tool according to the invention can be achieved, is the exact compliance the specified salary limits.

Im folgenden sind Beispiele von Legierungen gemäß der Erfindung aufgeführt: Beispiel 1 TiC .................... 4% TaC/NbC . . . . . . . . . . . . . . . 12% Co ..................... 25% WC .................... 590% Beispiel 2 TiC .................... 4% TaC/NbC . . . . . . . . . . . . . . . 12% Ni ..................... 23% WC .................... 610% Beim Hobeln von Schiffsblechen mit Hilfe eines Schneidwerkzeugs, das aus einer der obigen Legierungen besteht, wurden beste Ergebnisse bei einer Schneidegeschwindigkeit von 50 m/Min. erzielt, während eine entsprechende Bearbeitung mit Schnellstahlschneiden bei einer Geschwindigkeit von nur 10 bis 15 m/Min. auseeführt werden konnte.The following are examples of alloys according to the invention: Example 1 TiC .................... 4% TaC / NbC. . . . . . . . . . . . . . . 12% Co ..................... 25% WC .................... 590% Example 2 TiC .................... 4% TaC / NbC. . . . . . . . . . . . . . . 12% Ni ..................... 23% WC .................... 610% When planing ship sheet metal with the help of a cutting tool that consists of a of the above alloys, best results have been obtained at one cutting speed from 50 m / min. achieved while a corresponding machining with high-speed steel cutting at a speed of only 10 to 15 m / min. could be exported.

Claims

Claim: Use of a sintered hard metal alloy made of 3 to 5% titanium carbide, 11 to 13% niobium and / or tantalum carbide, 23 to 27% auxiliary metal made of nickel and / or cobalt, the remainder being tungsten carbide as a material for cutting tools, the type of stresses occurring when planing ship sheet metal. Documents considered: German Patent No. 662 058; Austrian Patent No. 167,201; British Patent No. 407,781; USA. Patent No. 1973 428th; R. Kieffer and P. Schwarzkopf, Hartstoffe und Hartmetalle, 1953, p. 492; CG Goetzel, Treatise an Powder Metallurgy, Vol. 1 1 ( 1 950), p. 131.