AT100441B - Verfahren zur Herstellung kohlenstoff- und sauerstoffreier, sehr harter bor- und siliziumhaltiger Metallegierungen. - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Herstellung   kohlenstoff-und sauerstoffreier,   sehr harter bor-und   siliziumhaltiger   Metallegierungen. 



   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung kohlenstoff-und sauerstoffreier, sehr harter   bor-und siliziumhaitiger   Metallegierungen, die der Härte des Diamanten nahe kommen bzw. diese Härte sogar übertreffen, dabei aber nicht das Merkmal der Sprödigkeit aufweisen, das eine schlechte Widerstandsfähigkeit gegen Abbröckeln und gegen Bruch mit sich bringt. Das erhaltene Produkt eignet sich insbesondere für   Sehneid-und Bearbeitungswerkzeuge,   kann aber auch für andere Zwecke verwendet werden, beispielsweise für Lagerschalen u. dgl. 



   Bei den meisten widerstandsfähigen Werkzeugen, die man bisher herstellte, steht die Härte immer in gewissen Beziehungen zum Kohlenstoffgehalt. Stahl muss durch Abschrecken gehärtet werden, wodurch eine Änderung des Gefüges entsteht, die zur Folge hat, dass die Dehnbarkeit vermindert wird, so dass eine Bearbeitung durch Schmieden, Walzen, Hämmern oder Pressen nur in sehr beschränktem Masse oder gar nicht stattfinden kann. 



   Ausserdem gibt es eine zweite Gruppe von Werkzeugen aus Metallegierungen (z. B. Siliziumkarbid, Wolframkarbid), bei denen die Härte ihre Ursache lediglich in dem Gehalt an Kohlenstoff hat. Einer besonderen Härtung durch Abschrecken bedürfen diese Materialien nicht ; sie weisen aber bezüglich der Bearbeitbarkeit ebenfalls die obigen Nachteile auf. 



   Das vorliegende Verfahren hat die Herstellung kohlenstoff-und sauerstoffreier, sehr harter bor-und   siliziumhaltigerWerkzeuge u.   dgl. zum Gegenstand, die ohne weiteres durch Schmieden, Walzen, Pressen oder Hämmern bearbeitbar sind und deren Härteeigenschaften durch diesen Bearbeitungsprozess noch verbessert werden. 



   Das Verfahren besteht darin, dass Bor und Silizium mit Eisen oder Wolfram, Titan, Chrom, Nickel oder Molybdän für sich oder kombiniert zu Legierungen verschmolzen werden, die zur Erhöhung ihrer Härte einer mechanischen Bearbeitung, z. B. durch Walzen, Hämmern oder Schmieden, unterworfen werden, wobei die einen höheren Gehalt an Zusatzmetallen   (40-90 o)   enthaltenden Legierungen für solche Werkzeuge dienen sollen, bei denen neben der Härte eine besonders grosse Zähigkeit erforderlich ist, während Legierungen, in denen der Gehalt an Zusatzmetallen auf   5-30% beschränkt   ist, für solche Zwecke dienen, bei denen neben besonders grosser   Härte   grössere Sprödigkeit auftreten kann. 



   Legierungen von Eisen mit einem hohen Gehalt von Silizium für die Herstellung säurefester Gefässe u. dgl. sind schon bekannt geworden, sowie auch Legierungen von Eisen mit Bor. Demgegenüber besteht die vorliegende Erfindung in dem gemeinsamen Zusatz von Silizium und Bor zu den obigen Metallen. 



   Das Verfahren kann beispielsweise auf zweierlei Art ausgeführt werden, wobei Grundbedingung ist, dass das Silizium mit vollkommen sauerstoffreien Metallen in Verbindung gebracht wird, da sonst eine Oxydation des Siliziums eintritt. 



   Die erste Ausführungsform besteht darin, dass man die drei Metalle in einem gegen hohe Temperaturen widerstandsfähigen Kohletiegel schmilzt. H'ebei wird Kohlenstoff aufgenommen, der dann durch bekannte Oxydations-bzw. Temperprozesse wieder beseitigt wird. Der fertige Körper kann beispielsweise in Metalloxyd eingebettet und erhitzt werden. 



   Vorteilhaft kann hiebei so vorgegangen werden, dass beim Einsetzen der Legierungsbestandteile die schwerstschmelzbare Komponente unmittelbar an die Tiegelwandung angeschichtet wird, um der 
 EMI1.1 
 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 Menge trotzdem noch aufgenommenen Kohlenstoffes durch Oxydation bzw. Tempern aus den Legierungen entfernt wird. 



   Bei der zweiten Ausführungsform des Verfahrens geht man von der Tatsache aus, dass schwerer schmelzbare Metalle sich in leichter schmelzbaren auflösen. Man schmilzt hiebei zunächst die dritte   Komponente (Eisen, Wolfram, Chrom od. dgl. ) und fügt dann Bor und Silizium hinzu, worauf sich die   Vereinigung vollzieht. Der Schmelzprozess wird in hocherhitzbaren Schmelzöfen vorgenommen, vorteilhaft kann hiezu ein elektrischer Schmelzofen verwendet werden. Ferner kann man durch Zentrifugaleinwirkung in bekannter Weise eine Verdichtung des Materials herbeiführen. 



   Das Verhältnis, in dem die drei Metalle zusammengefügt werden, kann beispielsweise so gewählt werden, dass man Bor, Silizium und das dritte Metall zu gleichen Teilen verwendet ; man kann auch Bor und Silizium zu gleichen Teilen wählen und mit dem dritten Metall bis zu 5% heruntergehen. Es ergeben sich also beispielsweise Legierungen mit etwa 331/3 Teilen Bor, 331/3 Teilen Silizium und   331/3   Teilen Wolfram oder mit 50 Teilen Bor, 50 Teilen Silizium und Wolfram herab bis zu 5 Teilen. 



   Die. Legierungenweisennachder Schmelzung kristallinische Struktur auf, die durch den mechanischen Bearbeitungsprozess in eine sehnige Struktur übergeführt wird. 



   Es kann auch in der Weise vorgegangen werden, dass man zu Bor und Silizium zwei oder mehrere Metalle hinzufügt, beispielsweise Wolfram und Eisen. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung   kohlenstoff-und sauerstoffreier,   sehr harter bor-und siliziumhaltiger Metallegierungen, dadurch gekennzeichnet, dass Bor und Silizium mit Eisen oder Wolfram, Titan, Chrom, Nickel oder Molybdän für sich oder kombiniert zu Legierungen verschmolzen werden, die zur Erhöhung ihrer Härte einer mechanischen Bearbeitung, z. B. durch Walzen, Hämmern oder Schmieden, unterworfen werden, wobei die einen höheren Gehalt an Zusatzmetallen (40-90%) enthaltenden Legierungen für solche Werkzeuge dienen, bei denen neben der Härte eine besonde. s grosse   Zähigkeit   erforderlich ist,   während Legierungen, in denen der Gehalt an Zusatzmetallen auf 5-30% beschränkt ist, für solche Zwecke   dienen, bei denen neben besonders grosser Härte grössere Sprödigkeit auftreten kann.

Claims (1)

1. 2. Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung kohlenstoffreier Legierungen nach Anspruch 1 trotz Schmelzens im Kohletiegel, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einsetzen der Legierungsbestandteile die schwerstschmelzbare Komponente unmittelbar an die Tiegelwandung angeschichtet wird, um der Aufnahme des Kohlenstoffes aus dem Tiegelmaterial möglichst entgegenzuwirken, worauf die geringe Menge trotzdem noch aufgenommenen Kohlenstoffes durch Oxydation bzw. Tempern aus den Legierungen entfernt wird.