<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Gegenstände aus Wolframkarbid, insbesondere Werkzeuge und Geräte, wurden früher durch Schmelzen und Giessen hergestellt. Wie alle aus dem Schmelzfluss erstarrten Metalle mehr oder weniger, zeigen besonders solche Wolframkarbide erhebliche Kristallspannungm, die sich in Sprödigkeit und damit schnellem Unbrauchbarwerden der Werkzeuge äussern. Da nun durch Sintern gewonnene Metalle oder Legierungen sich durchwegs durch Spannungsfreiheit auszeichnen, ist man dazu übergegangen, die Wolframkarbide auf diesem Wege zu verformen und herzustellen. Damit man sie aber nicht bis auf ihren weit über 2000 C liegenden Erweichungspunkt erhitzen muss, ist vorgeschlagen worden, ihnen vor der Sinterung erheblich niedriger schmelzende Metallpulver in Mengen bis zu etwa 20% zuzusetzen.
Diese Hilfsmetalle haben somit die Aufgabe, die einzelnen Pulverteilchen der Wolframkarbide miteinander zu verkleben oder zu verlöten.
Die auf diesem Wege hergestellten Formstücke haben schon eine beachtenswert Festigkeit, so dass sie zur Verwendung von z. B. spanabhebenden Werkzeugen in der Metallbearbeitung u. a. befähigt sind. Der Zweck dieser Verwendungsart ist die Erzielung wesentlich höherer Sehneidleistungen, wobei die Werkzeuge beträchtlichen Anforderungen hinsichtlich ihrer mechanischen Festigkeit unterworfen sind. Da die Wolframkarbide an sich neben ihrer hohen Härte auch eine beträchtliche Verschleissfestigkeit aufweisen müssen, so ist es klar, dass die die Karbidteilchen verklebenden Hilfsmetalle diese Eigenschaften
EMI1.2
verwenden kann.
Die Anforderungen, welche z. B. an die Schneiden von Werkzeugen aus Wolframkarbid gestellt werden, sind ausser der erwähnten genügenden mechanischen Festigkeit auch solche thermischer Widerstandsfähigkeit, denn bei den gebräuchlichen Schnittgeschwindigkeiten werden die Schneiden vielfach rotglühend. In diesem Zustand dürfen die verklebenden Hilfsmetalle weder ihre mechanische Festigkeit noch ihren Widerstand gegen Verschleiss vermindern.
Es liegt auf der Hand, dass eine Reihe bisher vorgeschlagener Hilfsmetalle, wie z. B. das Eisen, infolge des Verlustes seiner Härte und seiner Erweichung in rotglühendem Zustande als nicht besonders geeignet bezeichnet werden muss. So ist z. B. als ein Hilfsmetall u. a. auch Kobalt vorgeschlagen worden. Aber auch dieses Metall ergibt noch keine befriedigenden Ergebnisse, da die Schneiden von mit Kobalt gesintertem Wolframkarbid bekanntlich sehr zum Ausbrechen neigen.
Im Gegensatz zum bisher Bekannten werden gemäss der vorliegenden Erfindung als Hilfsmetalle gerade hochsehmelzende Metalle, u. zw. aus der Chromgruppe, ausser den bekannten Metallen der Eisengruppe verwendet. Durch die Gegenwart von Metallen der Chromgruppe, wie z. B. Wolfram oder Chrom oder beiden, neben z. B. Kobalt erhalten die Hartlegierungen nach der Erfindung einen Charakter ähnlich den Stelliten, von denen es bekannt ist, dass sie neben ihrer aussergewöhnlichen Verschleissfestigkeit auch ihre natürliche Härte bei Temperaturen bis zu nahezu 1000 C bewahren. Auch die Verwendung von Wolfram und Kobalt allein als Hilfsmetalle ergibt schon Hartlegierungen von einer mechanischen Festigkeit und Wärmebeständigkeit, die dem mit Kobalt allein legierten Wolframkarbid überlegen sind.
Während nun bei der Verwendung der bisher gebräuchlichen Hilfsmetalle der Zusatz nicht über 20% hinausgehen konnte, um die Legierungen nicht unbrauchbar zu machen, hat sich gezeigt, dass die Hilfsmetalle der Erfindung in erheblich grösseren Mengen als bisher zugesetzt werden können mit dem
<Desc/Clms Page number 2>
Ergebnis, dass die Sehneidhaltigkeit noch verbessert und die Sprödigkeit und damit auch das Ausbrechen der Schneidkanten vermindert werden. Dieses Ergebnis ist insofern einleuchtend, als die Hilfsmetalle der Erfindung infolge ihres stellitartigen Charakters selbst schon in hohem Masse als Schneidmetalle befähigt sind.
Es wurde gefunden, dass der Gehalt an hochschmelzenden Hilfsmetallen in diesen Legierungen zweckmässig nicht viel unter 5% liegen soll ; ein Zusatz über 30% bringt keine Verbesserung der Eigenschaften mehr hervor.
Es wurde ferner gefunden, dass Wolframkarbid mit gutem Erfolg durch die Wolframkarbonitride (W. e C N) ersetzt oder mit diesen vermischt werden kann. Diese komplexen Verbindungen weisen gegenüber den Karbiden bei höchster Härte schon eine wesentliche Steigerung der mechanischen Festig- keit auf ; auch ihre Verschleissfestigkeit liegt über derjenigen der reinen Karbide.
Als erfindungsgemässe Zusatzmetalle können neben den Metallen der Eisengruppe (Fe, Mn, Ni, Co) die Metalle der Chromgruppe' (Cr, W, Mo, U) einzeln oder mehrere gleichzeitig Verwendung finden, wobei ein Teil der Zusatzmetalle durch die Karbide dieser Metalle ersetzt werden kann. Ein geringer Zusatz von Bor kann in bekannter Weise noch die Härte steigern, wo dies erwünscht ist. Die Herstellung der Legierungen erfolgt in bekannter Weise durch Zusammenpressen der pulverförmigen Bestandteile und Sintern in nichtoxydierender Atmosphäre.
Eine Legierung nach der vorliegenden Erfindung, die insbesondere als spanabhebendes Werkzeug hohe Schneidleistungen aufweist, hat z. B. folgende Zusammensetzung : 78% WC, 11% Co, 11% W.
Bei Verwendung eines Wolframkarbonitrides ergibt eine Legierung als Drehwerkzeug aussergewöhnlich hohe Schneidleistungen, z. B. von folgender Zusammensetzung : 67% WC, 5% 2 WC. 1/8W3N2, 18% W, 8% Co, 2% CrC,.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Durch Pressen und nachfolgendes Sintern der gemischten pulverförmigen Bestandteile hergestellte Hartlegierungen aus Wolframkarbid mit Zusätzen von Metallen der Eisengruppe, d. h. Eisen, Mangan, Nickel und Kobalt, als Hilfsmetalle in Mengen bis zu etwa 20%, dadurch gekennzeichnet, dass auch Metalle der Chromgruppe (Chrom, Wolfram, Molybdän, Uran) im Ausmass von ungefähr 5 bis maximal 30% zugesetzt sind.