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Sinterwerkstoff hoher Härte.
Es ist bekannt, dass Borkarbid eine ausserordentlich hohe Härte besitzt und es ist daher auch schon verschiedentlich vorgeschlagen worden, Borkarbid entweder für sich allein oder in Verbindung mit anderen Stoffen, beispielsweise Legierungen, als Hartstoff zu benutzen. So ist es z. B. bekannt, Borkarbid in geringer oder auch überwiegender Menge solchen Sinterkörpern einzuverleiben, die aus Karbiden hochschmelzender Metalle und Hilfsmetallen bestehen. Solche borkarbidhaltige Hartmetalle haben sich aber in der Praxis nicht eingeführt, obwohl sie ausserordentlich hohe Härte besitzen. Der Grund ist offenbar darin zu suchen, dass die Körper infolge ihrer hohen Härte verhältnismässig spröde sind.
Demgegenüber befasst sich die Erfindung mit Sinterwerkstoffen auf der Borkarbidgrundlage, die trotz ihrer hohen Härte den oben bezeichneten Nachteil nicht aufweisen und Stoffe enthalten, die bisher in Verbindung mit Borkarbid keine Verwendung gefunden haben. Der Sinterwerkstoff, der sich durch seine hohe Härte auszeichnet, enthält gemäss der Erfindung 50-97 % Borkarbid, der Rest besteht aus einem oder mehreren hochschmelzenden Metall-bzw. Metalloidoxyden, wie z. B. Aluminiumoxyd, Siliziumoxyd, Boroxyd, Magnesiumoxyd, Zirkonoxyd und Titanoxyd. Der Werkstoff kann ferner Mullit oder Sillimanit enthalten.
Zur Herstellung dieser Körper wird so verfahren, dass die pulverförmigen Ausgangswerkstoffe innig gemischt und zu Formkörpern in der Kälte gepresst werden. Die so gepressten Körper werden bei 2000 und mehr unter Druck gesintert. Der Sinterdruck beträgt zweckmässigerweise 100 bis 500 kgfcm2. Es kann auch so vorgegangen werden, dass die Pulvermischung unmittelbar in die Drucksinterform eingefüllt wird und die Formgebung ausschliesslich bei der Drucksinterung erfolgt.
Durch beide Verfahren werden Formkörper hergestellt, die einen metallischen Bruch aufweisen und vollkommen dicht sind. Die Körper besitzen eine ausserordentlich hohe Härte, die 94-98 Rockwell C beträgt. Die Härte der Körper ist so gross, dass bei der Rockwell-Härteprüfung eine ungewöhnliche Zerstörung der Diamanten des Prüfgerätes beobachtet wird. Die Härte des neuen Werkstoffes scheint daher der des Diamanten sehr nahe zu kommen.
Infolge der ausserordentlich hohen Härte ist der Werkstoff geeignet für die Herstellung solcher Formkörper, die einem hohen Verschleiss unter- worfen sind. Insbesondere sind zu nennen Führungsbüchsen und Sandstrahldüsen. Auch Ziehsteine und Spritzdüsen zum Ummanteln von Schweissdrähten können aus diesem Werkstoff hergestellt werden. Er kann ferner dort eingesetzt werden, wo bisher für Zerspanungsvorgänge Diamanten benutzt worden sind. Ein weiteres Anwendungsgebiet sind Abrichtwerkzeuge für die Bearbeitung von Schleifscheiben. Der Werkstoff eignet sich des weiteren in hervorragendem Masse zur Herstellung von Schleifwerkzeugen in jeder Form, wie beispielsweise von Schleifsteinen, Schleifrädchen, Schleifstiften u. dgl.
Die Härte lässt sich den einzelnen Verwendungszwecken anpassen und im allgemeinen kann gesagt werden, dass die Härte umso höher ist, je höher der Borkarbidgehalt gewählt wird. Die Härte hängt jedoch auch teilweise davon ab, welche Metall-bzw. Metalloidoxyde benutzt werden.
Besonders bewährt hat sich ein Werkstoff mit 80 % Borkarbid und 20 % Aluminiumoxyd für die Herstellung von rädchenförmigen Abrichtwerkzeugen. Ein Werkstoffmit60% Borkarbid, 3 % Boroxyd, 25% Zirkonoxydund 12% Siliziumoxyd zeigt ebenfalls eine ausserordentlich hohe Härte und kann vorwiegend benutzt werden für Abrichtwerkzeuge und Führungsbüchsen. Ein Werkstoff mit 90% Borkarbid und 10% Mullit (3AI203.
2 Si02) hat sich geeignet erwiesen als Werkstoff für Sandstrahldüsen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Sinterwerkstoff hoher Härte, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 50-97 % Borkarbid und einem oder mehreren hochschmelzenden Metallbzw. Metalloidoxyden, wie Aluminiumoxyd, Siliziumoxyd, Boroxyd, Magnesiumoxyd, Zirkonoxyd, Titanoxyd, Mullit und Sillimanit.
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