AT144828B - Verfahren zur Herstellung pulverförmiger Ausgangsstoffe für gesinterte Hartmetall-Legierungen. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung pulverförmiger Ausgangsstoffe für gesinterte Hartmetall-Legierungen. 



   Bei der Erzeugung von gesinterten Hartmetall-Legierungen ist man bisher so vorgegangen, dass die verwendeten Karbidpulver durch Zerkleinerung der vorher geschmolzenen Karbide und deren feinste Vermahlung gewonnen wurden, oder dass die vorher feinstgemahlenen Metallpulver oder deren Oxyde mit fein verteiltem Kohlenstoff innig vermischt und bei höherer Temperatur einem Brennprozess bis zur völligen Karbidbildung unterworfen wurden. Bei den hiefür notwendigen hohen Temperaturen sinterten die einzelnen   Karbidteilchen   zu grösseren Kristalliten zusammen, die nur durch einen sehr zeitraubenden Mahlvorgang von vielen Stunden auf die erforderliche Feinheit gebracht werden konnten. 



  Durch die hohe Brenntemperatur der verschiedenen Karbide vergröbert sich aber nicht allein das Korn, das durch langdauerndes Mahlen wohl wieder zerkleinert werden kann, sondern es wird dem Korn durch die erfolgte Frittung auch ein Teil der Elastizität und Zähigkeit genommen. 



   Die Karbidpulver, die gemäss vorliegender Erfindung hergestellt werden, ermöglichen die Erzeugung von Sinterlegierungen mit sehr dichtem Gefüge und grosser mechanischer Festigkeit. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren bezweckt eine möglichst Vermeidung des Kornwachstum bei der Herstellung des Karbidpulvers, so dass die Karbide als ein amorphes, feinmehliges Pulver von nahezu   unfüMbarer   Feinheit erhalten werden. Dies wird dadurch erreicht, dass die mit feinstem Kohlenstoff vermischten Ausgangsstoffe einer mehrmaligen Brennung bei verschiedenen Temperaturstufen unterworfen werden. Die Höhe der verschiedenen Temperaturstufen hängt von dem jeweiligen Ausgangsstoff und von dem Sinterungsvermcgen der einzelnen Karbide ab und liegt z. B. für Titankarbid bei   1400-1700      C,   für Chromkarbid und Vanadinkarbid bei   1100-1300  C,   für Wolframkarbid bei 900 bis   12000 C.

   B3Ï schwer   reduzierbaren Oxyden wird vorteilhaft von einer Oxyd-Koblenmischung ausgegangen, wie z. B. bei der Herstellung von Titankarbid und Chromkarbid. 



     Bsi   Wolframkarbid, dessen Oxyd sehr temperaturempfindlieh ist und bei höheren Temperaturen sehr zur Kristallisation neigt, wird   zweckmässig   aus einem durch besonders vorsichtig Reduktion hergestellten, spezifisch leichten, feinen amorphen Wolframmetallpulver ausgegangen, das durch innige Vermischung mit feinstem Kohlenstoff in drei Stufen bei   9500 C, 10500 C, 12000 C   gebrannt wird. Wichtig ist, dass für das zu karburierende Wolframmetallpulver bei seiner Gewinnung aus Wolframsäure mittels Wasserstoff die Reduktionsbedingungen, das heisst die   Gasströmungsgeschwindigkeit,     Gastrocknung.   



  Reduktionstemperatur und Füllhöhe des Materials in den   Bsschickungsschiffchen   so gewählt werden, dass ein leichtes, schwarzes Metallpulver von grösster Feinheit erhalten wird. Diese Art der Reduktion von Wolframsäure zu Wolframpulver wurde früher für Spritzfäden vielfach verwendet und ist aus der Literatur bekannt. Das in äusserst feiner Verteilung erhaltene Wolframpulver wird dann nach innigster Vermischung mit feinstem Kohlenstoff einer stufenweisen Karburierung bei den vorher genannten Temperaturen unterworfen, so dass ein Kornwachstum nicht erfolgen kann. 



   Als Beispiel für die Karburierung eines schwer reduzierbaren Oxydes sei das Titanoxyd angeführt. 



  Zur Entfernung von noch enthaltener Feuchtigkeit und sonstigen flüchtigen Bestandteilen wird es zunächst bei   12000 C   vorgeglüht. Dieses geglühte Titanoxyd wird mit der auf Titankarbid berechneten Menge fein verteilten Kohlenstoffes, z. B. feinstem Lampenruss oder Zuckerkohle, innigst in einer Kugelmühle gemischt und vermahlen ; dann wird das Gemisch nach dem Einfüllen in Kohleformen in KohlerohrWiderstandsöfen jeweils 30 Minuten auf Temperatur gehalten. Die Brennstufen fangen bei 1400  C an 

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 und steigen bis 1700  C jeweils um   1000 C. Jedem   Brennvorgang folgt ein intensives Wenden, Mischen und Mahlen des Pulvers, das sehr kurzzeitig in einer   Schlagstiftmühle   von   höchster   Tourenzahl erfolgen kann. 



   Das Verfahren kann zur Herstellung aller pulverförmigen Metallkarbide angewendet werden, die einzuhaltenden Temperaturen richten sich nach dem   Schmelz-Kristallisations-und Frittungspunkt   der einzelnen Stoffe. 



   Die für Karbidsinter-Legierungen weiterhin verwendeten niedriger schmelzenden Hilfsmetalle, z. B. Eisen, Kobalt oder Nickel, können ebenfalls in stufenweiser Reduktion aus ihren Oxyden mittels Wasserstoff gewonnen werden. Dazu verwendet man   zweckmässig   einen elektrisch geheizten Röhrenofen und reduziert das Metalloxyd in drei Temperaturstufen bei 400,500 und 600  C. Die Strömungsgeschwindigkeit des reduzierenden Gases beträgt dabei z. B. bei einer lichten Weite des Reduktionrohres von   50,Mm zweckmässig 800-1000 !/Std.   



   Das erhaltene Metallpulver ist von grösster Feinheit und zeigt pyrophore Eigenschaften. Es muss deshalb eine Nachbehandlung des erkalteten Metallpulvers in einem leichten Kohlensäurestrom erfolgen. 



   Die nach vorliegendem Verfahren erhaltenen Karbid-und Metallpulver von sehr grosser Feinheit werden zur Gewinnung von gesinterten Hartmetall-Legierungen in einer Kugelmühle einem intensiven   Misch-und   Mahlvorgang unterzogen. Da bei der Herstellung der verschiedenen Karbidpulver mit stufenweiser Karburierung je nach dem Charakter des Karbides höhere oder niedrigere Temperaturen notwendig sind, ist es erforderlich, jedes Karbid für sich herzustellen, und diese dann in entsprechenden Anteilen 
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 doch lassen sich hiebei die Karbide nicht in so grosser Feinheit erzielen, da dann ein Kornwachstum und eine Zusammenfrittung niedriger sinternder Karbidteilchen unvermeidlich ist, und sich ausserdem Karbidkomplexe bilden, die sich bei dem späteren Fertigerzeugnis weniger günstig auswirken. 



   Die neue Erkenntnis für die Herstellung gesinterter Hartmetalle ist gemäss vorliegenden Verfahren die, dass die Herstellungsweise der verschiedenen Komponenten einen wesentlichen Einfluss auf die Festigkeit, Zähigkeit und Schneidleistung des Fertigerzeugnisses ausübt, und dass nicht allein die Kornfeinheit, sondern auch insbesonders alle andern physikalischen Eigenschaften des einzelnen Korns eine ausschlaggebende Rolle spielen. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung pulverförmiger Ausgangsstoffe für gesinterte Hartmetall-Legierungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Karbide in stufenweiser Karburierung gewonnen werden, unter Vornahme einer jeweiligen Feinstmahlung zwischen den einzelnen Brennstufen, so dass ein Kornwachstum bei den erforderlichen   Erhitzungsvorgängen   vermieden bleibt und das Korn selbst in weicher, feinmahliger, amorpher Form erhalten wird. 



   2. Verfahren zur Herstellung pulverförmiger Ausgangsstoffe für gesinterte Hartmetall-Legierungen, dadurch gekennzeichnet, dass die als Bindemittel verwendeten niedriger schmelzenden Hilfsmetalle in stufenweiser Reduktion bei hoher Strömungsgeschwindigkeit des reduzierenden Gases gewonnen werden. so dass ein ausserordentlich feines, spezifisch leichtes, voluminöses Metallpulver erhalten wird. 

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Claims (1)

1. 3. Verfahren zur Herstellung pulverförmiger Ausgangsstoffe für gesinterte Hartmetall-Legierungen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Karbide sowohl als auch die niedriger schmelzenden Hilfsmetalle einzeln in stufenweiser Reduktion, beziehungsweise Karburierung gewonnen werden, so dass ein möglichst weiches, feinmahliges Pulver erhalten wird. **WARNUNG** Ende CLMS Feld Kannt Anfang DESC uberlappen**.