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Gesinterte Hartlegierung für Werkzeuge und Arbeitsgeräte.
Die Erfindung bezieht sich auf gesinterte Hart-und Schneidmetalle sowie auf die Hprstel1ung von Werkzeugen und Arbeitsgeräten aus sogenannten Hart-und Schneidmetallen.
Gesinterte Werkzeuge und Arbeitsgeräte, die mit oder ohne Beimischung von Hilfsmetallen der
Eisengruppe (Kobalt) aus Karbiden der schwer schmelzenden Metalle (z. B. Wolfram) bestehen, sind schon bekannt. Es sind ferner Werkzeuge und Arbeitsgeräte aus geschmolzenen Hartlegierungen bekannt mit hohem Gehalt an Wolfram und Zusätzen von Eisen, Molybdän, Vanadin und Chrom ; es wurde auch bereits vorgeschlagen, solchen geschmolzenen Legierungen geringe Mengen von Titan. Zirkon. Thor oder Zer zuzusetzen.
Den Gegenstand der Erfindung bilden hingegen gesinterte Hartmetallegierungen. die aus mindestens einem der Elemente Silizium, Zirkon. Titan. Zer oder Thor und Kohlenstoff als Hauptbestandteil im Ausmasse von mindestens 25 Gewichtsprozenten und aus Elementen der Chromgruppe (Chrom, Molybdän, Wolfram) und (oder) Eisengruppe (Eisen, Kobalt, Nickel, Mangan) bestehen. Solche Hartmetalle sind also nicht auf Wolframkarbide aufgebaut. Der Gesamtvolumsanteil der Elemente Kohlenstoff, Silizium, Zirkon, Titan, Zer und Thor muss hiebei grösser sein als der Volumsanteil der Summe der Elemente der Chrom-oder Eisengruppe und stellt somit den Hauptbestandteil der Legierung dar.
Gesinterte Hartmetalle dieser Zusammensetzung und aus diesen gefertigte Werkzeuge und Arbeit- geräte zeichnen sich. wie eingehende Vergleichsversuche einwandfrei ergeben haben, durch besonders gute und lange Schneidhaltigkeit und Zähigkeit bei sehr grosser Härte aus und eignen sich daher besser als die bisher bekannten Hartmetalle zum Bearbeiten von Metallen. Glas, Kohle und Gestein.
Die Bindung der Elemente Kohlenstoff, Silizium, Zirkon. Titan, Zer, Thor und der übrigen Bestandteile der Legierung erfolgt durch einen Sintervorgang. Zu diesem Zwecke werden z. B. die pulverförmigen Karbide mit den ebenfalls pulverförmigen Bindemitteln innigst gemischt, zu Formlingen gepresst und einer nicht bis zum Schmelzpunkt führenden Erhitzung unterworfen, die die Presskörper in einen metallisch harten und festen Zustand überführt. Das Erhitzen des Pulvergemisches muss in bekannter Weise in einer gegen Oxydation schützenden Atmosphäre erfolgen, z. B. in Wasserstoff oder in Leuchtgas.
Werden mehrere Karbidarten verwendet, dann sind die Karbide aus den Oxyden oder Metallen nicht gemeinsam, sondern für sieh allein herzustellen ; eine Vorbehandlung (etwa ein Vorbrennen) der so hergestellten Karbide ist weder nötig noch zweckmässig. Die Metalle der Chrom-und (oder) Eisengruppe können auch erst nachträglich dem Formkörper zugeführt werden.
Der Kohlenstoff der Legierung wird vor allem durch die Elemente Silizium, Zirkon, Titan, Zer und Thor in Form von Karbiden gebunden. Durch diesen Herstellungsvorgang ist jedoch bedingt, dass Kohlenstoff gegebenenfalls auch von Elementen der Chromgruppe gebunden werden kann, und es lässt sich oft nicht mehr feststellen, an welches Element eine solche Bindung stattgefunden hat. Es kann beispielsweise Wolframkarbid und Chromkarbid enthalten sein, wenn auch bei der Herstellung von Titankarbid mit Wolfram und Chrom von deren elementarem Zustand ausgegangen wurde.
Als besonders geeignet haben sich jene Hartmetalle gezeigt, die Titankarbid als Hauptbestandteil enthalten. Diese Legierungen zeigen neben ausgezeichneter Härte und Verschleissfestigkeit auch ein besonders geringes spezifisches Gewicht, welches. gegenüber Wolframkarbidmetallen etwa die Hälfte beträgt.
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Ausfiihrungsbeispiele der den Gegenstand der Erfindung bildenden Hartmetallegierung sind z. B. folgende :
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<tb> 1. <SEP> 35-45 <SEP> % <SEP> Titan, <SEP> 2. <SEP> 40-50 <SEP> % <SEP> Zirkon,
<tb> 20-30 <SEP> Nickel, <SEP> 20-30 <SEP> Kobalt,
<tb> 5-10 <SEP> Chrom, <SEP> 5-10 <SEP> Chrom,
<tb> 10-20., <SEP> Wolfram, <SEP> 10-20 <SEP> Molybdän,
<tb> 6-10 <SEP> Kohlenstoff. <SEP> 4-7 <SEP> Kohlenstoff.
<tb>
3. <SEP> 30-40 <SEP> % <SEP> Titan, <SEP> 4. <SEP> 27-70 <SEP> % <SEP> Zirkon,
<tb> 15-25"Kobalt, <SEP> 30-10 <SEP> Molybdän,
<tb> 15-25 <SEP> Chrom, <SEP> 40-10 <SEP> Chrom,
<tb> 15-25 <SEP> Wolfram. <SEP> 3-10 <SEP> Kohlenstoff.
<tb>
7-10 <SEP> Kohlenstoff.
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Gesinterte Hartlegierung für Werkzeuge und Arbeitsgeräte, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus mindestens 25 Gewichtsprozenten Kohlenstoff in gebundener Form und einem oder mehreren der Elemente Silizium, Zirkon, Titan, Zer, Thor sowie aus Elementen der Eisen-und (oder) Chromgruppe besteht, wobei der Gesamtvolumsanteil der Elemente Kohlenstoff, Silizium, Zirkon, Titan, Zer, Thor grösser ist als der Volumsanteil der Summe der Elemente der Chrom-oder Eisengruppe.