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Hartlegierung für Arbeitsgeräte und Werkzeuge.
Die Karbide hochschmelzender Metalle sind bekanntlich ausserordentlich hart ; einige von ihnen, wie z. B. das Wolframkarbid, kommen der Härte des Diamanten sehr nahe. Derartige Karbide bilden daher auch den Hauptbestandteil der unter der Bezeichnung Hartmetall oder Hartmetallegierung in immer steigenderem Masse zur Herstellung von Werkzeugen und Arbeitsgeräten benutzten Werkstoffe.
Auch Karbonitride enthaltende Hartlegierungen sind bereits hiefür vorgeschlagen worden.
Die Erfindung besteht nun in der Feststellung, dass auch eine Legierung aus einem gesinterten oder geschmolzenen Gemisch von Titankarbid und Titannitrid zu einem ungewöhnlich harten und gleichzeitig auch sehr festen Erzeugnis führt, das ebenfalls zur Herstellung von Arbeitsgeräten und Werkzeugen aller Art, insbesondere aber auch Schneidwerkzeugen, sehr geeignet ist. Ein besonderer Vorteil dieser Legierung besteht darin, dass Titanverbindungen, welche zur Herstellung von Titankarbid und Titannitrid dienen können, in reichlichen Mengen beim Hochofenbetrieb als Schlackenbestandteil abfallen, so dass die Grundstoffe der Legierung sehr bequem und billig beschafft werden können. Als besonders vorteilhaft hat sich eine solche Legierung erwiesen, die aus gleichen Mengen Titankarbid und Titannitrid besteht.
Eine solche Legierung mit je etwa 50% der beiden Titanverbindungen hat übrigens, wie festgestellt wurde, nicht nur einen den Schmelzpunkt des Titannitrides (etwa 2950 C) und Titankarbides (etwa 3140 C) übersteigenden Schmelzpunkt von etwa 3230 C, sondern sogar innerhalb der möglichen Legierungsreihe aus Titankarbid und Titannitrid den höchsten Schmelzpunkt. Dieser Umstand dürfte wahrscheinlich die besonders hohe Härte dieser zu je 50% aus Titankarbid und Titannitrid bestehenden Legierung begründen.
Die vorliegende Legierung kann sowohl durch Schmelzen als auch durch Pressen und nachfolgendes Sintern oder aber auch durch gleichzeitiges Pressen und Sintern der pulverförmigen Ausgangsstoffe hergestellt werden. Eine Verbesserung der Zähigkeit der vorliegenden Legierung lässt sich erreichen, wenn dieser ein oder mehrere leichter schmelzende Hilfsmetalle, wie beispielsweise Kobalt, Eisen oder Nickel, in Mengen bis zu 25% hinzugefügt werden.
Ein zweckmässiges Ausführungsbeispiel ist das folgende :
Es wird von einem Pulvergemisch aus 50% Titannitrid und 50% Titankarbid ausgegangen. Reines Titannitrid kann durch kurzes Erhitzen des käuflichen Produktes im Kohlerohrofen bei 2000 C unter Stickstoffspülung, reines Titankarbid ebenfalls durch kurzes Glühen eines Titansäurekohlegemisches im Wasserstoffstrom bei 20000 C gewonnen werden. Aus der Mischung des fein gepulverten Glühproduktes werden Formstücke gepresst, die bei 2400 C auf Kohleunterlage (unter Stickstoffspülung) hochgesintert werden, wodurch sie eine ausserordentliche Härte erlangen.
Durch den Zusatz eines Hilfsmetalles, beispielsweise 7-10% Kobalt, kann nicht nur die Zähigkeit der fertigen Legierung verbessert, sondern auch in bekannter Weise die Sintertemperatur erniedrigt werden. Man kann auch in bekannten Weise erst eine Vorsinterung bei niedrigeren Temperaturen vornehmen, sodann die Formgebung der in diesem Zustande noch gut bearbeitbaren Presslinge anschliessen und dem Produkt dann durch nachfolgendes Hochsintern die hohe Härte und Festigkeit verleihen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Hartlegierung für Arbeitsgeräte und Werkzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem gesinterten oder geschmolzenen Gemisch von Titankarbid und Titannitrid besteht, gegebenenfalls mit einem Zusatz von leichter schmelzenden Hilfsmetallen in Mengen bis zu 25%.
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