AT208605B - Hochtitankarbidhaltige Hartmetall-Legierung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

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  Hochtitankarbidhaltige Hartmetall-Legierung und Verfahren zu ihrer Herstellung 
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Wolframkarbid-Hartmetall-Legierungen, die als Grundkomponente Wolframkarbid verwenden, heranreichen. Als besonders störend wird auch empfunden, dass die bekannten Legierungen schlechte Löteigenschaften aufweisen, was seinen Grund darin hat, dass alle Metallkarbide, deren Oxyde nicht wasserstoffreduzierbar sind, an an sich schlechte Löteigenschaften haben. 



   Zum bekannten Stand der Technik gehören ferner Hartmetall-Legierungen auf der Basis von Titankarbid, welche allgemein mehr als   66 Gew. do, bevorsugt   etwa 85 % Titankarbid, neben bis zu 20% Hilfsmetallen und daneben eine oder mehrere hochschmelzende Komponenten enthalten, wobei letztere vorzugsweise Wolframkarbid,   Molyhdänkarbid   und (oder) Tantalkarbid sind und der Hilfsmetallanteil stellitartige Zusammensetzung aufweist, d. h., aus Legierungen auf der Basis Co, Cr und W bestehen soll. 



  Die erforderlichen Sintertemperaturen können bis über   2000    C betragen. 



   Es wurde gefunden, dass die Nachteile der bekannten Legierungen, besonders hinsichtlich der erforderlichen hohen Sintertemperaturen bzw. der Notwendigkeit der Verwendung von aus dem Schmelzfluss   gewonnenem, hochgereinigtem Titankarbid beseitigt werden   können und eine Herstellung von Hartmetalllegierungen auf der Basis von Titankarbid in wirtschaftlicher Weise und im grosstechnischen Massstab er- 
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 Karbides eines Metalles der 6. Gruppe des Periodensystems, wie   Wolframkarbid, 2, 5-5 Gew.-%   eines Karbides eines Metalles der 5. Gruppe des Periodensystems, wie Vanadinkarbid, und   5 - 8 Gew. -Ufo   eines Bindemetalles, bestehend aus einer Legierung aus Metallen der Eisengruppe und aus Chrom, zusammengesetzt ist. Diese Zusammensetzung des Bindemetalls ist, wie gefunden wurde, für die erzielten Effekte wesentlich.

   Als zweckmässig hat sich eine Eisen-Nickel-Chrom-Legierung erwiesen, u. zw. in einer Menge von 5 bis 8 % der Gesamtlegierung. Die   erfindungsgemässe   Bindemetallegierung besteht überwiegend aus Metallen der Eisengruppe (wie Eisen, Nickel, Kobalt) und zum geringeren Teil   (40 %   und weniger) aus Chrom, wobei sich die Einbringung des Chroms in Form einer Ferro-Chrom-Legierung vorteilhaft auswirkt. 



   Die Herstellung der Hartmetall-Legierung nach der Erfindung ist folgende. Es wird zunächst ein Mischkristall bestehend   aus TiC, WC und VC   hergestellt u. zw. z. B. in den Mengen 91 % TiC, 5   %   WC und 4 % VC. Die Bildung des Mischkristalles erfolgt bei der   Karburiemng :   der Karbide aus den Oxyden mit Kohlenstoff bei Temperaturen von   1900 bis 2200oC. Dabei   hat sich ein geringer Zusatz eines Hilfsmetalles   der Eisengruppe wie beispielsweise Kobalt in Mengen von etwa 0, 5 % als vorteilhaft erwiesen, da dadurch    die Karburierung erleichtert und die Sinterfreudigkeit der Legierung erhöht wird. Ein derartig hergestelltes Mischkarbid wird in der aus der Hartmetalltechnik bekannten Weise weiter verarbeitet.

   Vor dem Mah- 
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 50 % Nickel und 50   je einer Ferrochromlegierung (30 : 70).   Die weitere Verarbeitung durch Mahlen und Pressen entspricht den üblichen Verfahren der Hartmetalltechnik. Wichtig ist die Durchführung der Hochsinterung, welche bei einer Legierung nach der Erfindung zweckmässig im Vakuum oder in einem inerten Gas durchgeführt wird, um jegliche Veränderung des Kohlenstoffgehaltes, wie sie bei Sinterung in Kohlerohröfen unvermeidbar ist, zu verhindern. 



   Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, dass die Sinterung einer erfindungsgemässen Legierung in Verbindung mit der Durchführung derselben im Vakuum schon bei extrem niederen Temperaturen stattfinden kann, was keineswegs vorauszusehen war. Während die bekannten hochtitankarbidhaltigen Hartmetall-Legierungen im allgemeinen, um einigermassen dicht zu sintern, Sintertemperaturen von 1700 bis   2000    C und mehr verlangen, ist es bei Legierungen nach der Erfindung   möglich,   Sintertemperaturen im Gebiet von 1300 bis   15000   C anzuwenden, wobei Sintertemperaturen an der unteren Grenze und   kürzere-Sinterzeiten   sich sogar vorteilhaft auf die vorgeschlagene Legierung auswirken.

   Es lassen sich Sinterkörper erhalten, deren Porosität mit Sicherheit unter 2 % liegt und deren Festigkeit und Zähigkeit höher ist, als sie bisher bei hochtitankarbidhaltigen Hartmetall-Legierungen erreicht werden konnten. Eine   erfindungsgemässe Legierung zeigt   eine Wichte von etwa 5, 7 bis 6, 0   g/cm,   eine Härte RA von 92 bis 94 und eine Biegebruchfestigkeit von 60 bis 80   kg/mm   und mehr. Dazu kommt, dass Sinterkörper nach der Erfindung ausreichende Löteigenschaften aufweisen, so dass ein Aufbringen derselben auf Stahlschäfte in der herkömmlichen Art möglich ist. 



   Es ist beispielsweise auch möglich, bei der Zerspanung von Stahl Schnittgeschwindigkeiten anzuwenden, die bisher in der Zerspanungstechnik unmöglich   schienen. Die verhältnismässig   geringe Festigkeit der nach der Erfindung hergestellten Schneidplatten begrenzt ihre Anwendung allerdings auf   Sclilchtar-   beiten oder solche im Halbschruppschnitt. Insbesondere ist es zweckmässig, nicht zu hohe Vorschübe anzuwenden.

   Es ist aber durchaus möglich,   Vorschübe von 0, 6 mm/U bei Spantiefen von beispielsweise   

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 Legierung, die sich durch ein niedriges spezifisches Gewicht und einen niedrigen Preis auszeichnet und bei deren Herstellung im wesentlichen auf leicht zugängliche Rohstoffe zurückgegriffen wird, zeigt   Schneidleistungen, welche die einer besten Oxydschneidkeramik um ein Mehrfaches übertreffen. Es wurde z. B bei der Zerspanung von Stahl mit einer Festigkeit von 95 kg/mm eine Schnittgeschwindigkeit von   280 m/min bei einer Standzeit von einer Stunde ermittelt. 



   Die Anwendung der neuen Legierung ist jedoch keineswegs auf die Zerspanung langspanender Werkstoffe wie Stahl begrenzt. Es ist auch möglich, sie mit Erfolg bei der Zerspanung kurzspanender metallischer Werkstoffe sowie von Kunst- und Isolierstoffen einzusetzen, schliesslich kann sie wegen ihrer hohen Härte und ihres hohen Verschleisswiderstandes auch als verschleissfestes Material Anwendung finden. Es liegt auch im Sinne der Erfindung, die vorgeschlagene Legierung überall dort anzuwenden, wo der Einsatz besonderer oxydationsbeständiger Hartstofflegierungen notwendig ist. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1.   Hoch1itankarbidha1tige     Hartmetall-Legierung, dadurch gekennzeichnet, dass   sie aus   82-89, 5 Gew. -0/0   in üblicher Weise, ohne Rücksicht auf einen besonders hohen Reinheitsgrad hergestelltem Titankarbid, 
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 aus Chrom zusammengesetzt ist.

Claims (1)

1. 2. Verfahren zur Herstellung einer Hartmetall-Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Karbide in Form von Mischkristallen mit dem Bindemetallpulver, welches das Chrom vorzugsweise als Ferrochrom enthält, gemischt und gepresst werden und der Pressling bei etwa 15000 C, vorzugsweise bei 1300 - 14000 C, im Vakuum oder in inerter Atmosphäre gesintert wird.