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Verfahren zur Herstellung von Formstiieken ans Hartmetallegierungen und geformte Hartlegierung.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung und Formgebung harter Metalllegierungen und auf Gegenstände, insbesondere Schneidwerkzeuge, Ziehwerkzeuge od. dgl. aus solchen Legierungen.
Es ist bekannt, dass durch Formen von Metallpulvern und ein-oder mehrmaliges Sintern harte Legierungen erzeugt werden können, die insbesondere für Sehneidwerkzeuge, Ziehringe u. dgl. geeignet sind. Die Erfindung bezweckt, eine einfachere Arbeitsweise, die sich auch für kontinuierlichen Betrieb eignet, und grössere Unabhängigkeit in der Anwendbarkeit von Hartlegierungen, als bisher bekannt war. zu schaffen und Gegenstände, insbesondere Schneidwerkzeuge, Ziehwerkzeuge od. dgl., aus besondere für den Zweck geeigneten Hartmetallen zu bilden.
Das Verfahren gemäss der Erfindung besteht darin, dass die zur Bildung der harten Metalllegierungen zu verwendenden Metallpulver, nachdem sie fein gemahlen, gemischt und mit einer leicht verdunstenden Flüssigkeit, wie Benzol od. dgl., angefeuchtet sind, in erdfeuehtem Zustande mittels Pressluft durch einen kräftigen Luftstrahl in die zu erzielenden Formen geschleudert werden. Die Masse erhält hiedurch, und dies ist ein wesentliches Kennzeichen der Erfindung, eine solche Festigkeit, wie sie bei den bisher bekannten Verfahren erst nach der ersten Sinterung erreicht wird. Es ist daher möglich, die Masse des mit Pressluft geformten Stückes, falls erforderlich, noch vor der Erhitzung zu bearbeiten und jedes gewünschte Formstück daraus herzustellen.
Dies bedeutet eine wesentliche Vervollkommnung der Formtechnik für Hartlegierungen, da irgendwelche Beschränkung der Formmöglichkeit kaum mehr besteht.
An Stelle des Formens mit Pressluft kann das Formen unter Erzielung fast der gleichen Wirkung durch gleichzeitiges Schütteln und Stampfen der erdfeuehten Metallgemische erfolgen.
Das Verfahren gemäss der Erfindung macht es möglich, dass man die geformte Masse nur einmal zum Sintern und Verschweissen zu erhitzen braucht. Jedes Arbeiten unter Druck oder Gasatmosphäre fällt dabei fort, was wiederum eine wesentliche Verbesserung bedeutet.
Zur Sinterung werden die Formstücke lediglich in Metallpulver gebettet, dem wiederum Ammoniak abgebende Chemikalien beigemengt werden können, um einen grösseren Schutz vor der Aussenluft zu erhalten.
Die Glühdauer und Glühtemperatur bemisst sich nach der Wandstärke der Stücke und nach der Legierungszusammensetzung. Normalerweise kommen Zeiten von zwei bis zehn Stunden in Frage. Die
Glühtemperatur liegt über 1300 C.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist anwendbar für die Herstellung der meisten bekannten Hartmetallegierungen, die Wolfram, Chrom oder Molybdän mit einem entsprechenden Hilfsmetall enthalten, oder auch solcher Legierungen, denen Titan und Bor wie auch Silizium und Silizide beigemengt sind. Diese bekannten Legierungen enthalten Karbide in irgendwelcher Form. Es ergibt sich bei ihrer Herstellung nach dem Verfahren gemäss der Erfindung nicht nur eine wesentliche Vereinfachung der Herstellung, sondern auch eine Steigerung der Zähigkeit und teilweise der Härte.
Ganz besondere Effekte in Bezug auf Steigerung der Zähigkeit neben teilweise grösserer Härte lassen sich erzielen, wenn man für das geschilderte Verfahren besondere Metallegierungen anwendet. so dass die aus ihnen bestehenden Gegenstände die erstrebenswerten Eigenschaften wie Härte, Zähigkeit,
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Widerstandsfähigkeit. gegen Stossbeanspruchungen gegenüber den nach bekannten Methoden hergestellten in wesentlich höherem Masse besitzen.
Bei der Herstellung dieser Legierungen nach der Erfindung ist nun davon ausgegangen, dass sowohl die Borkristalle allein sowie die Silizide des Bor und Titan und die Titan-Bor-Legierungen eine sehr grosse Härte haben, die der des Diamants nahekommt. Die Komponenten der zu bildenden Legierung werden in pulverförmigem Zustand mit Kobaltpulver als Hilfsmetall gemischt und dann gemäss dem geschilderten Verfahren weiterverarbeitet, wodurch sich die angestrebten Eigenschaften für Schneidwerkzeuge, Ziehwerkzeuge od. dgl. ergeben. Es ist zweckmässig, noch ferner Magnesium, Aluminium, Vanadium oder Beryllium in geringen. Mengen einzeln oder mehrere dieser Metalle zusammen einzulegieren, wodurch eine weitere Steigerung der Härte wie auch der Zähigkeit des Materials erzielt wird.
An Stelle von Bor und Titan kann auch Wolfram treten und an dessen Stelle wieder eines der andern Elemente der Chromgruppe. Wesentlich bei den Legierungen nach der Erfindung ist, dass bei ihnen die Karbide völlig fehlen.
Geringe Beimengung von Eisen ist kaum von Einfluss auf die Güte des Metalls ; es können daher auch durch Eisen verunreinigte Rohstoffe Verwendung finden.
Es ergeben sieh somit folgende Legierungen nach der Erfindung :
EMI2.1
<tb>
<tb> 1. <SEP> 40-80% <SEP> Titan, <SEP> 2. <SEP> 15-50% <SEP> Titan,
<tb> 10-50% <SEP> Silicium, <SEP> bis <SEP> 50% <SEP> Bor,
<tb> bis <SEP> 15% <SEP> Kobalt. <SEP> bis <SEP> 15% <SEP> Kobalt.
<tb>
3. Die vorstehenden Legierungen mit bis zu 10% Magnesium, Aluminium, Vanadium oder Beryllium.
4. Die Legierungen 1-3 unter völligem oder teilweisem Ersatz von Titan und Bor durch Wolfram.
Als empfehlenswert sind in Sonderheit die nachstehenden Legierungen zu bezeichnen :
EMI2.2
<tb>
<tb> 1. <SEP> 76 <SEP> % <SEP> Titan, <SEP> 3 <SEP> b. <SEP> 41 <SEP> % <SEP> Titan,
<tb> 14#5% <SEP> Silicium <SEP> 13#2% <SEP> Silicium,
<tb> 9#5% <SEP> Kobalt. <SEP> 32#6% <SEP> Bor,
<tb> 2. <SEP> 45 <SEP> % <SEP> Titan, <SEP> 12#5% <SEP> Kolbalt,
<tb> 40 <SEP> % <SEP> Bor, <SEP> 0#3% <SEP> Vanadium,
<tb> 15 <SEP> % <SEP> Kobalt. <SEP> 0#4% <SEP> Magnesium.
<tb>
3 <SEP> a. <SEP> 71 <SEP> % <SEP> Titan, <SEP> 4. <SEP> 70 <SEP> % <SEP> Wolfram,
<tb> 17#5% <SEP> Silicium, <SEP> 13 <SEP> % <SEP> Silicum,
<tb> 11 <SEP> % <SEP> Kobalt, <SEP> 10 <SEP> % <SEP> Titan,
<tb> 0#5% <SEP> Vanadium. <SEP> 0#5% <SEP> Vanadium,
<tb> 6#5% <SEP> Kobalt.
<tb>
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Formstücken aus Hartmetallegierungen, dadurch gekennzeichnet. dass das fein gemahlene und angefeuchtete Gemisch der Legierungskomponenten mit Hilfe eines kräftigen Pressluftstrahles oder durch gleichzeitiges Schütteln und Stampfen in die Form gebracht, gegebenenfalls zur Erzielung der Endform mechanisch bearbeitet und schliesslich einer einmaligen Sinterbehandlung unterworfen wird.