AT144572B - Gesinterte Hartmetall-Legierung. - Google Patents

Description

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  Gesinterte Hartmetall-Legierung. 



    Unter gesinterten Hartmetall-Legierungen sind Karbid3chneidmetalle bekannt geworden, deren Wesen darin besteht, dass hochschmelzende Hartstoffe durch wesentlich niedriger schmelzende Hilfsmetalle verfestigt werden. Als hochschmelzende Hartstoffe kommen bei derartigen Legierungen die Karbide, Nitride oder Boride der Elemente der vierten, fünften oder sechsten Gruppe des periodischen Systems in Frage, also von Silizium, Titan, Zirkon, Cer, Thorium, Vanadin, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram. Als niedriger schmelzende Hilfsmetalle kommen fast ausschliesslich die Metalle der Eisengruppe, Eisen, Kobalt, Nickel, in Anwendung. Daneben sind auch schon Kupfer und Aluminium oder deren Legierungen mit den Metallen der Eisengruppe vorgeschlagen worden.

   Von den Metallen der Eisengruppe wiederum haben lediglich Kobalt und Nickel praktische Bedeutung erlangt, während Eisen als Gruppenmitglied in den einschlägigen Patentschriften wohl stets mit angeführt ist, trotzdem aber für die Hartmetall-Legierungen nicht mit Erfolg nutzbar gemacht werden konnte. Der Grund hiefür liegt darin, dass das Eisen infolge seiner verschiedenen Phasenumwandlungspunkte die Warmhärte der Karbidschneidmetalle so weit herabsetzt, dass nur noch ganz untergeordnete Schneidleistungen erzielt werden. Diese Erkenntnis führte in Fachkreisen so gar dazu, bei der Herstellung der Karbidschneidmetalle durch Verwendung möglichst reiner Ausgangsstoffe die Eisenverunreinigungen dieser Legierungen weitgehendst herabzudrücken.

   Deshalb ging man auch für die Feinmahlung der pulverförmigen Ausgangsstoffe dazu über, für den Mahlprozess mit Hochleistungslegierungen armierte Zerkleinerungs-und Mahlmaschinen zu verwenden. 



  Gemäss der vorliegenden Erfindung wurde nun erkannt, dass karbidische Eisen und Mangan als niedrigerschmelzende Hilfsstoffe für Karbidschneidmetalle von ausschlaggebender Bedeutung sind. 



  Neben Eisen-und Mangankarbid kann auch nitriertes Eisen-und Mangankarbid mit Vorteil angewendet werden. Der technische Fortschritt liegt also in der Verwendung von Eisen-und Mangankarbid in freiem oder nitriertem Zustande als niedriger schmelzendes Bindeglied für die hoehsehmelzenden Hartstoffe, so dass die ganze Sinterlegierung absolut karbidischen Charakter trägt. Die Sinterlegierung gemäss vorliegender Anmeldung besteht nicht mehr, wie bisher, aus einer Bindung von harten Karbidteilchen mit weicheren Metallen, sondern unterscheidet sich grundsätzlich von allen bisherigen Sinterhartmetallen dadurch, dass als Hilfsstoffe ein Karbid von wesentlich niedrigerem Schmelzpunkt verwendet wird.

   Durch die angeführten Massnahmen wird erreicht, dass eine weitere Härtesteigerung für diese Sinterhartmetalle eintritt, wobei durch die Verwendung von Eisen-und (oder) Mangankarbid in freiem oder nitriertem Zustande noch eine genügende Zähigkeit und gute Sinterungsfähigkeit gewährleistet ist. Mit der Verwendung der angeführten Hilfsstoffe ist auch eine ausgezeichnete Warmhärte gegeben. 



  Eisen-und Mangankarbid können leicht in feinster Pulverform erhalten werden dadurch, dass man die feinst verteilten Metallpulver mit Kohlenstoff karburiert. Bei der Herstellung von nitriertem Eisen-und Mangankarbid müssen kleine Anteile von Stoffen vorhanden sein, die sich als Stickstoff- überträger eignen. Solche Stoffe sind dem Fachmann bekannt. Es kommen hiezu alle Stoffe die mit Stickstoff Nitride zu bilden vermögen in Frage, z. B. Bor, Aluminium, Molybdän, Titan usw. Den Metallpulvern von Eisen und Mangan werden zu diesem Zwecke 0'5-3% dieser Stoffe zugemischt. 



  Zum Karburieren können vorteilhaft amorpher Kohlenstoff, z. B. Lampenruss oder Zuckerkohle oder auch karburierende Gase verwendet werden. Zum Zwecke der Nitrierung werden diese Stoffe mit Ammoniakgas oder sonstigen Stickstoff abgebenden, nicht oxydierenden Gasen bei Temperaturen von 1000 bis 1200  C bei gewöhnlichem oder erhöhtem Druck behandelt.   

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   Dem Fachmann ist bekannt, dass man durch ein Nitrierverfahren an bestimmten Stahllegierungen eine   Oberflächenhärtung   erzielen kann. Bei der Nitrierung feinster Pulverteilchen, wie sie vorstehend beschrieben ist, wird erreicht, dass jedes einzelne Teilchen durchgehärtet wird. Die Verwendung von niedriger schmelzenden karbidischen Hilfsstoffen, die durch eine Nitrierung noch weiterhin gehärtet werden, ist von ausschlaggebendem technischen Erfolg begleitet. 



   Soweit bisher Eisen als   Hilfsmetall   vorgeschlagen und versucht worden ist, kann geltend gemacht werden, dass dieses im Fertigerzeugnis auch zum Teil als Karbid enthalten ist. Die Karbidbildung vollzieht sich aber in diesem Falle auf Kosten der übrigen Karbidteilchen, die einen Teil ihres Kohlenstoffs an das Eisen abgeben und dadurch an Härte verlieren. Für den technischen Erfolg der vorliegenden Erfindung ist es grundlegend wichtig, dass der pulverförmigen Mischung der Sinterhartmetalle nicht Eisen bzw. 



  Mangan, sondern Eisenkarbid bzw. Mangankarbid oder deren nitrierte Verbindungen zugesetzt werden. 



  Dieser Zusatz kann, ohne die Härte wesentlich herabzusetzen, bis zu 30% betragen. In den Fällen, wo es auf eine besonders hohe Zähigkeit der Karbidschneidmetalle ankommt, z. B. bei Schlagbohrern oder Hobelstählen, kann der Legierung bis zu 10% Kupfer oder dessen Legierungen mit Nickel oder Kobalt zugegeben werden. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Gesinterte Hartmetall-Legierung aus hochschmelzenden Hartstoffen (Karbiden, Nitriden, Boriden der Elemente der vierten, fünften oder sechsten Gruppe des periodischen Systems) und einem bis 30% betragenden Zusatz niedriger schmelzender Hilfsstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass der niedriger schmelzende Hilfsstoff aus Eisen-und (oder) Mangankarbid bzw. aus nitriertem Eisen-und (oder) Mangankarbid besteht.

Claims (1)

1. 2. Gesinterte Hartmetall-Legierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen bis zu 10% betragenden Gehalt an Kupfer oder dessen Legierungen mit Nickel oder Kobalt.

   3. Gesinterte Hartmetall-Legierung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 80% Titankarbid, 8% Titannitrid, 10% Eisenkarbid und 2% Mangankarbid besteht.

   4. Gesinterte Hartmetall-Legierung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 42% Wolframkarbid, 16% Molybdänkarbid, 32% Titankarbid, 8% nitriertem Eisenkarbid und 2% nitriertem Mangankarbid besteht.

   5. Gesinterte Hartmetall-Legierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 48% Wolframkarbid, 11-5% Molybdänkarbid, 27% Titankarbid, 2% Chromkarbid, 6-3% Eisenkarbid, 1-2% EMI2.1