Harte Legierung für Arbeitsgeräte und Werkzeuge. Die Karbide hochschmelzender Metalle sind bekanntlich ausserordentlich hart; einige von ihnen, wie zum Beispiel das Wolfram karbid, kommen der Härte des Diamanten sehr nahe. Derartige Karbide bilden daher auch den Hauptbestandteil dar unter der Be- zeichnunb Hartmetäll oder Hartmetallegie- rung in immer steigenderem Masse zur Her stellung von Werkzeugen und Arbeitsgeräten benutzten Werkstoffe.
Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet nun eine harte Legierung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie Titankarbid und Titannitrid in Mischung enthält. Die neue Legierung kann ein ungewöhnlich hartes und gleichzeitig auch sehr festes Erzeugnis bil den, das zur Herstellung von Arbeitsgeräten und Werkzeugen aller Art, insbesondere aber auch Schneidwerkzeugen, sehr geeignet ist.
Ein besonderer Vorteil der neuen Legierung besteht darin, dass Titanverbindungen, welche zur Herstellung von Titankarbid und Titan nitrid dienen können, in reichlichen Mengen beim Hochofenbetrieb als Schlackenbestand teil abfallen, so dass die Grundstoffe der neuen Legierung sehr bequem und billig be schafft werden können. Als besonders vorteil haft hat sich eine solche Legierung erwiesen, die zu je etwa<B>50%</B> aus Titankarbid und Titannitrid besteht.
Eine solche Legierung hat übrigens, wie festgestellt wurde, nicht nur einen den Schmelzpunkt des Titannitrides (etwa<B>2950,'</B> C) und Titankarbides (etwa 3140' C) übersteigenden Schmelzpunkt von etwa 3230 C, sondern sogar innerhalb der möglichen Legierungsreihe aus Titankarbid und Titannitrid den höchsten Schmelzpunkt. Dieser Umstand dürfte wahrscheinlich die besonders hohe Härte dieser zu je 50% aus Tita.nkarbid und Titannitrid bestehenden Legierung begründen.
Die neue Legierung kann sowohl durch Schmelzen, als auch durch Pressen und nach folgendes Sintern, oder aber auch gleichzei tiges Pressen und Sintern der pulverförmigen Ausgangsstoffe hergestellt werden, Eine Verbesserung der Zähigkeit der neuen Le gierung lässt sich erreichen, wenn dieser ein oder mehrere leichter schmelzende Hilfs metalle, wie beispielsweise Kobalt, Eisen oder Nickel in Mengen bis zu 25% hinzu gefügt werden.
Eine zweckmässige Herstellungsweise ist die folgende: Es wird von einem Pulvergemisch von 50% Titannitrid und 50% Titankarbid aus gegangen. Reines Titannitrid kann durch kurzes Erhitzen des käuflichen Produktes im Kohlerohrofen bei 2000,' C unter Stickstoff spülung, reines Titankarbid ebenfalls durch kurzes Glühen eines Titansäurekohlege- misches im Wasserstoffstrom bei 2000 C gewonnen werden. Aus der Mischung der fein gepulverten Glühprodukte werden Form stücke gepresst, die bei 2400' C auf Kohle unterlage (unter Stickstoffspülung) hoch gesintert werden. Hierdurch erlangen sie eine ausserordentliche Härte.
Durch den Zusatzeines Hilfsmetalles, bei spielsweise 7 bis<B>10%</B> Kobalt, kann nicht nur die Zähigkeit der fertigen Legierung ver bessert, sondern auch in bekannter Weise die Sintertemperatur erniedrigt werden. Man kann auch in bekannter Weise erst eine Vor sinterung bei niedrigeren Temperaturen vor nehmen, sodann die Formgebung der in die sem Zustande noch gut bearbeitbaren Press- linge anschliessen und dem Produkt dann durch nachfolgendes Hochsintern die hohe Härte und Festigkeit verleihen.
Hard alloy for work equipment and tools. The carbides of refractory metals are known to be extremely hard; some of them, such as tungsten carbide, come very close to the hardness of diamond. Such carbides therefore also form the main constituent under the designation hard metal or hard metal alloy, materials used to an ever increasing extent for the manufacture of tools and work equipment.
The subject matter of the present invention is a hard alloy which is characterized in that it contains a mixture of titanium carbide and titanium nitride. The new alloy can be an unusually hard and at the same time very strong product bil the, which is very suitable for the manufacture of tools and tools of all kinds, but especially cutting tools.
A particular advantage of the new alloy is that titanium compounds, which can be used to produce titanium carbide and titanium nitride, fall off in abundant quantities as a slag component during blast furnace operation, so that the basic materials of the new alloy can be created very conveniently and cheaply. Such an alloy has proven to be particularly advantageous which consists of approximately 50% titanium carbide and titanium nitride.
Incidentally, as has been established, such an alloy not only has a melting point of about 3230 C which exceeds the melting point of titanium nitride (about 2950, '</B> C) and titanium carbide (about 3140 ° C), but even within possible alloy series of titanium carbide and titanium nitride has the highest melting point. This fact is likely to be the reason for the particularly high hardness of this alloy, which consists of 50% titanium carbide and titanium nitride.
The new alloy can be produced by melting as well as by pressing and subsequent sintering, or at the same time pressing and sintering the powdered starting materials.An improvement in the toughness of the new alloy can be achieved if this one or more more easily melting ones Auxiliary metals such as cobalt, iron or nickel can be added in amounts of up to 25%.
An expedient method of manufacture is as follows: A powder mixture of 50% titanium nitride and 50% titanium carbide is used. Pure titanium nitride can be obtained by briefly heating the commercially available product in a carbon tube furnace at 2000.degree. C. while flushing with nitrogen; pure titanium carbide can also be obtained by briefly annealing a mixture of titanium acid and carbon in a stream of hydrogen at 2000.degree. From the mixture of the finely powdered annealing products, molded pieces are pressed, which are sintered to a high level at 2400 ° C on a carbon base (with nitrogen flushing). This gives them an extraordinary hardness.
By adding an auxiliary metal, for example 7 to 10% cobalt, not only can the toughness of the finished alloy be improved, but the sintering temperature can also be lowered in a known manner. It is also possible in a known manner to first pre-sinter at lower temperatures, then to shape the compacts, which can still be easily processed in this state, and then give the product its high hardness and strength through subsequent high-sintering.