AT163601B

AT163601B - Verfahren zur Herstellung gesinterter Hartstoffe aus niedrig gekohlten Karbiden des Titans und Vanadins mit Metallen der Eisengruppe.

Info

Publication number: AT163601B
Authority: AT
Original assignee: Boehler & Co Ag Geb
Priority date: 1946-01-08
Filing date: 1946-01-08
Publication date: 1949-07-25

Description

Verfahren zur Herstellung gesinterter Hartstoffe aus niedrig gekohlten Karbiden des Titans und Vanadins mit Metallen der Eisengruppe.

Die Herstellung gesinterter Hartmetalllegierungen, die im wesentlichen aus Titan-und Vanadinkarbid mit Zusätzen niedriger schmelzenden Hilfsmetalle bestehen, ist bereits bekannt. Hiefür wurden zunächst das Titankarbid TiC mit 19. 36% C und das Vanadinkarbid VC mit 19% C oder VC, mit 15% C verwendet. Unter
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Solche Hartstoffe, die aus Titankarbid mit 19. 36% C und Vanadinkarbid mit 19% C hergestellt werden, zeigen eine grosse Spannungsempfindlichkeit gegen Wärmestauungen sowie eine grosse Sprödigkeit und Schleifempfindlichkeit, so dass sie sich für den Einsatz bei der Werkstoffbearbeitung als unbrauchbar erwiesen haben.

Brauchbare Ergebnisse mit Titankarbid enthaltenden Hartmetallegierungen konnten erst erzielt werden, als man erkannt hatte, dass es ausser einem Titankarbid mit 19-36% C auch niedriger gekohlte Karbide des Titans gibt und die österreichische Patentschrift Nr. 145675 schützt gesinterte Hartmetallegierungen, die ein Titan-
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entspricht.

Die Schwierigkeiten der Beschaffung des Wolframs vor allem zwangen zu weiteren Verbesserungen der wolframfreien Hartmetalllegierungen. Umfangreiche Untersuchungen führten nun zu dem Ergebnis, dass man durch Verwendung eines Titankarbids mit nur 16-5 bis 17. 5% C, vorzugsweise mit 17-3% C in Verbindung mit einem ebenfalls niedrig gekohlten
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Nachteile der Hartstoffe aus gesättigten Titanund Vanadinkarbiden vermeiden kann. In welcher Form diese niedriger gekohlten Karbide vorliegen, ist nicht näher bekannt, wahrscheinlich liegt bei den Einzelkarbiden eine teilweise Lösung von Titan in Titankarbid und von Vanadin in Vanadinkarbid vor. Die Bruchfestigkeit einer solchen Legierung nach dem am Schluss angeführten Ausführungsbeispiel II beträgt z. B.

95 /mM, während sie sich bei Verwendung ge- sättigter Karbide nur zu 65 kgJmm2 ergibt bei einer Rockwell A-Härte von 91-5.
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gemässen Verwendung von Titankarbiden mit 16-5 bis 17-5% C der Vorteil einer bedeutend grösseren Zuverlässigkeit beim Sintern, weil sich das Ti2C bei der Versinterung zu harten Metalllegierungen leicht zersetzt. Ausserdem ist das Titansubkarbid zur Mischkarbidbildung ungeeignet, während nach dem erfindungsgemässen Verfahren die Bildung von Mischkarbiden bewusst angestrebt wird, die den Vorteil verbesserter Schneideigenschaften und grösserer Unemfindlichkeit haben und damit eine wesentliche Ursache der beobachteten Leistungssteigerung sind.

Durch die vorliegende Erfindung wurde die Möglichkeit geschaffen, ein für den praktischen Betriebsgebrauch geeignetes Hartmetall herzustellen, welches das bisher für diese Zwecke unentbehrlich erscheinende Wolframmetall für ein grosses Teilgebiet der Werkstoffzerspanung, insbesondere bei der Stahlbearbeitung, ohne Leistungseinbusse völlig einsparen lässt.

Die niedriger gekohlten Karbide des Titans und Vanadins werden durch entsprechende Bemessung des Kohlenstoffzusatzes erhalten. Zur Herstellung von Titankarbid mit 16. 5 bis 17. 5 C verwendet man 39 feinsten Lampenruss auf 100 Titandioxyd und brennt dieses Oxydkohlegemisch bei 1900 C. Das Vanadinkarbid mit 10 bis 11% C wird erhalten durch Zugabe von 33 g feinstem Lampenruss auf 100 g Vanadinsäure und Brennen des Oxydkohlegemisches bei 14500 C. Die auf diese Weise hergestellten, niedrig gekohlten Karbide werden in dem gewünschten Karbidverhältnis gemischt und bei 1550 C zu einem einheitlichen Pulverkuchen zusammengebrannt, wobei sich Mischkarbide bilden.

Man kann aber auch zur Erreichung des gewünschten Karbidgemisches unmittelbar von dem entsprechenden Oxydgemisch beider Elemente unter Zugabe des nach obigen Verhältnissen bemessenen Kohlenstoffes ausgehen und dieses Oxydkohlegemisch bei einer Temperatur von 1750 C in das fertige Karbidgemisch umwandeln.

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Claims

EMI2.2 <tb> <tb> I <tb> Ti <SEP> 35#3% <tb> V................................. <SEP> 38#0% <tb> Fe................................ <SEP> 12-0% <tb> Ni <SEP> 3. <SEP> 0% <tb> G <SEP> 11-7% <tb> entsprechend <SEP> : <tb> Titankarbid <SEP> 42-5% <tb> (mit <SEP> 17-0% <SEP> C) <tb> Vanadinkarbid <SEP> 42#5% <tb> (mit <SEP> 10-7% <SEP> C) <tb> Eisen <SEP> 12-5% <tb> Nickel <SEP> 3 <SEP> 0% <tb> EMI2.3 <tb> <tb> 11 <tb> Ti................................. <SEP> po <tb> V................................. <SEP> 19-7% <tb> Fie <SEP> 9-0% <tb> Ni <SEP> 3'0% <tb> C................................. <SEP> 13-7% <tb> entsprechend <SEP> :

<tb> Titankarbid........................ <SEP> 66'0% <tb> (mit <SEP> 17-3% <SEP> C) <tb> Vanadinkarbid...................... <SEP> 22-0% <tb> (mit <SEP> 10.5% <SEP> C) <tb> (mit <SEP> 10-5% <SEP> C) <tb> Eisen.............................. <SEP> 9'0% <tb> Nickel <SEP> 3.0% <tb> 111 <tb> Ti................................. <SEP> 53-5% <tb> V................................ <SEP> 7'8% <tb> Fe <SEP> 20-0% <tb> Ni................................ <SEP> 7.0% <tb> C <SEP> 11'7% <tb> entsprechend <SEP> : <tb> Titankarbid <SEP> 64-2% <tb> (mit <SEP> 16-7% <SEP> C) <tb> Vanadinkarbid...................... <SEP> 8-8% <tb> (mit <SEP> 10-3% <SEP> C) <tb> Eisen.............................. <SEP> 20-0% <tb> Nickel <SEP> 7-0% <tb> PATENTANSPRÜCHE : 1.

Verfahren zur Herstellung gesinterter Hartstoffe aus niedrig gekohlten Karbiden des Titans und des Vanadins mit Metallen der Eisengruppe, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemisch von 33 bis 85% Titankarbid mit 16-5 bis 17-5% Kohlenstoffgehalt, 8 bis 60% Vanadinkarbid mit 10 bis 11 % Kohlenstoffgehalt und von 7 bis 40% eines oder mehrerer der Metalle Eisen, Kobalt oder Nickel gesintert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemisch von 66% Titankarbid mit 17-3% Kohlenstoffgehalt, 22% Vanadinkarbid mit 10. 5% Kohlenstoffgehalt, 9% Eisen und 3% Nickel gesintert wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sinterung der Hartstoffe an Stelle der Einzelkarbide Mischkarbide verwendet werden, die durch Karburieren der entsprechenden Oxydgemische beider Elemente mit Kohlenstoff bei Temperaturen über 1650 C, insbesondere bei 1750 C, bereitet wurden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Hilfsmetalle Eisen und Nickel im Verhältnis 3 : 1 verwendet werden.