CH162519A - Hartmetallegierung, insbesondere für Werkzeuge. - Google Patents

Description

      Hartmetallegierung,        insbesondere        für        Werkzeuge.       Es ist in der letzten Zeit mehrfach ver  sucht worden, .die guten Eigenschaften der  in der Hauptsache aus dem sehr harten     Wolf-          ramkaAid    bestehenden     Sinterhartmetalle     durch Ersatz eines Teils .des Wolfram  karbids     @durch    einen andern Hartstoff weiter  zu verbessern.

   So ist vorgeschlagen worden,  pulverförmiges     Wolframkaxlbid,    dessen Koh  lenstoffgehalt zwischen 3 bis 7 % liegt, mit       Metallen    der Eisengruppe, wie Kobalt, Eisen,  Nickel, zu     vermischen,    und zu dieser Mi  schung noch 0,1 bis<B>30%</B> eines Karbids des       Vanadins,        Niobiums    oder     Tantals    hinzuzu  geben. Diese und ähnliche Massnahmen haben  sich als zweckmässig     erwiesen,    um die       Leistung    .der Hartmetalle bei der Bearbei  tung gewisser Werkstoffe zu steigern.

   Es  hat sich     einwiesen,    dass durch derartige Zu  sätze gewisse physikalische Eigenschaften  der     Wolframkarbidsinterhartmetalle    in einer  für den     Zerspanungsvorgang        günstigen     Weise beeinflusst, und für die Standzeit der       Hartmetallwerkzeuge        schädliche        Wirkungen          vermieden    werden.

      Versuche haben nun     gezebt,    -     dass    eine  Beeinflussung der für .die Güte der     Schneid-          hartinetalle    wesentlichen Eigenschaften auch  nach einem andern, dem Erfindungsgedan  ken zugrunde liegenden Gesichtspunkt in  weit stärkerem Mass erreicht werden kann.  



  Es ist bekannt,     @dass    Gemische vieler der  harten und meist auch hochschmalzenden       Verbindungen,    im besonderen gewisse Kar  bide, aber auch     Karbid-Nitridgemische,     weitgehende     Löslichkeit    oder Mischkristall  bildung untereinander zeigen. In einzelnen       Fällen,    bei     denen    .eine nahe strukturiden  tische Verwandtschaft vorhanden ist, kann es  zu unbegrenzter und lückenloser     Miech-          kristallreihe    kommen. Es ist weiterhin be  kannt, dass durch     Mischkristallbildung    die  Härte von Regierungen in der Regel sehr  stark gesteigert wird.

   So nimmt zum Beispiel  die Härte des Goldes durch     Hinzulegierung     von     Silber    um das Doppelte zu. In andern  Legierungsreihen werden noch grössere Härte  steigerungen erreicht.  



  Durch Versuchs an harten Karbids3rste-           men    und     Karbid-Nitridsystemen    wurde fest  gestellt,     ,dass    auch hier starke Härteerhöhun  gen durch     Mischkristallbildung        eintreten,    so  zum Beispiel in den Systemen     TiC-TaC,          TiC-NbC,        ZrC-TaC,        ZrC-TiC,        Zr-VC,        ZrC-          NbC.    An Stelle des     ZrC    kann in allen     Fäl-          len-auch    das HIC treten.

   Das Maximum der  Härte !liegt, nicht immer, ,aber meist dann  vor, wenn .die Mischung .der !beiden Bestand  teile im gleichen molekularen Verhältnis,  also     zum    Beispiel im .System     TiC-TaC,    zu  <B>23,7%</B> Gewichtsprozente     TiC    und 76,3 Ge  wichtsprozente     TaC        erfolgt    ist.

   Besonders  auffällig ist die prozentuale Härtesteigerung  dann, wenn die eine Komponente ,des     Misch-          kristalles    aus einem     Nitrid        besteht,    so zum  Beispiel in .den Systemen     TiN-TaC,        TaN-          TaC,        TiN        TiC,    oder     TaN-TiC.     



  Die     Hartmetallegierung,    insbesondere für  Werkzeuge, die den Gegenstand vorliegender  Erfindung     bildet,    zeichnet sich nun dadurch  aus, dass sie neben     Wolframkarbid    und einem  Hilfsmetall einen Zusatz von     mindestens    ein  hartes Karbid enthaltenden Mischkristallen.  enthält. Die Legierung-kann beispielsweise:       einen.    Gehalt an     Wolframkarbid    von 50     bis     <B>98%</B> aufweisen.

   Der Gehalt an Hilfsmetall  kann beispielsweise ein Gehalt wenigstens       eines        Metalles    .der Eisengruppe in einer  Menge bis zu<B>205,15</B> sein.     Beispielsweise    kann  die- Legierung einen Gehalt an     Woffram-          karbid,

      ferner an wenigstens     einem    Metall  der Eisengruppe bis zu 20% und einen     Züt-          satz    von mindestens ein hartes     Karbid    ent  haltenden Mischkristallen in einer Menge  von 2     !bis    30 %     aufzieisen.    Die Mischkristalle  können solche mindestens     zweier        Karbide     sein, zum Beispiel     Titankarbid-Tantalkarbid,     oder ,solche, die aus mindestens einem Kar  bid     und    einem     Nitrid    bestehen, zum-Beispiel       Tantalkarbi,d    und     Tantalnitrid.     



  Dis     Herstellung    von     Hartrnetallen,    die,  abgesehen von einem     Zusatzmetall,der    Eisen  gruppe in geringer Menge;     ausschliesslich    aus  mehreren Karbid- oder     Karbid-Nitrid-Misch-          kristallen    bestehen, ist an sich möglich. Man  kann aber     bexeitis    schon mit Erfolg von der  Härte: -der beschriebenen     Mischkristalle    tech-         nisch    dadurch Gebrauch machen, dass man  sie. als Zusatz     zum.        Wolframkarbid    in Men  gen     zwischen    2 und 30 % zugibt.

   Dadurch  erzielt man noch folgende Wirkung. Es  zeigt sich nämlich, dass diese     Zusatzstoffe     eine starke Erniedrigung der Wärmeleit  fähigkeit, wie sie sich praktisch als     günstig     erwiesen hat, herbeiführen. Auf die geringe  Wärmeleitfähigkeit der     Mischkristalle    selbst  deutet übrigens auch .die     bekannte    Tatsache  hin,     dass    die elektrische Leitfähigkeit von  Mischkristallen gegenüber     .der    der Kompo  nenten meist- stark erniedrigt wird.  



  Zur Erzielung einer     Mischkristalibildung     können die möglichst reinen Komponenten,  also etwa     TiC    und     TaC    in     molekularem    Ver  hältnis,     innig    miteinander gemischt und  dann in einem von Wasserstoff .durchström  ten     Kohlerohrofen    so hoch :erhitzt werden,  dass eine     Mischkristallbildung        erzwungen     wird. In .dem gewählten Beispiel ist hierzu  eine     halbstündige    Erhitzung auf eine Tem  peratur von 2000   C erforderlich.

   Die Misch  kristalle; die auch bei Abkühlung auf Zim  mertemperatur bestehen bleiben, werden nun  beispielsweise in einer Menge von 10 Ge  wichtsprozent einem     Hartmetallpulver,    das  zu 95 % aus WC und 5 % aus Co besteht,       binzugesetzt.    Die Mischung kann alsdann       in.        bekannter    Weise in     Kugelmühlen    längere  Zeit     gemahlen,    gepresst und     -schliesslich    in  einem von Wasserstoff durchströmten Kohle  rohrofen bei einer Temperatur von 1500   C  während einer Zeit von 1 bis 2     Stunden    gesin  tert werden.

   Gegebenenfalls ist eine     Nachsin-          terung    :bei     1400     C im Stickstoff- oder     Stick-          stoff-Wassersto@ff,    oder einem mit     Ammoniak     beladenen     Stickstoffstrom    zweckmässig:

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Hartmetallegierung, insbesondere für Werkzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass sie neben Wolframkarbid und einem Hilfsmetall einen Zusatz von mindestens ein hartes Kar bid-enthaltenden Mischkristallen enthält. . UNTERANSPRüCHE: 1. Legierung nach Patentanspruch I, ge kennzeichnet :durch einen -Gehalt an Wolframkarbid von 50 bis<B>98%.</B> 2. Legierung nach Patentanspruch I, ge kennzeichnet durch .einen Gehalt wenig stens eines Metalles .der Eisengruppe in einer Menge bis zu 20 %. 3.

   Legierung nach Patentanspruch I und Unteranspruch 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an ZVolframkarbid, ferner an wenigstens einem Metall der Eisen gruppe bis zu 20% und mindestens ein hartes Karbid enthaltenden Mischkristal len in Mengen von 2 bis<B>30%.</B> -1. Legierung nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2 und 3, dadurch ge kennzeichnet, dass die Mischkristalle sol che mindestens zweier Karbide sind. 5. Legierung nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2 und 3, dadurch ge kennzeichnet, .dass die Mischkristalle aus mindestens einem Karbid und einem Ni trid bestehen. 6.

   Legierung nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2 bis 4, dadurch ge- kennzeichnet, dass .die Mischkristalle aus TiC und TaC bestehen. 7. Legierung nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass ,die Mischkristalle aus TiC und NbC bestehen. B. Legierung nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die Mischkristalle aii: ZrC und VC bestehen.

   9. Legierung nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2 bis 4, .dadurch ge kennzeichnet, dass die Mischkristalle aus HIC und VG bestehen. 10. Legierung nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2 bis 4, dadurch ge kennzeichnet,. dass die Mischkristalle aus ZrC und TaC bestehen. 1.1. Legierung nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die Mischkristalle aus HfC und TaC bestehen.

   12. Legierung nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2 bis 4, .dadurch ge kennzeichnet, dass die Mischkristalle aus ZrC und NbC bestehen. 13. Legierung nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die Mischkristalle aus HfC und NbC bestehen. 14.

   Legierung nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, .dass .die Mischkristalle aus TiC und ZrC bestehen. 15. Legierung nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die Mischkristalle aus TiC und HfC bestehen. 16. Legierung nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, .dass die Mischkristalle aus TiN und TiC bestehen. 17.

   Legierung nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass .die Mischkristalle aus TiN und TaC bestehen.. 1g. Legierung nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2, 3 und 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die Mischkristalle aus TaN und TaC bestehen. 19. Legierung nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2, 3 und 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die Mischkristalle aus TaN und TiC bestehen. 20.

   Legierung nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Misch kristalle aus molekularen Mengen der Komponenten bestehen. PATENTANSPRU CH II Verfahren zur Herstellung einer Hart metallegierung nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass man,ein Gemisch aus Wolframkarbid, wenigstens einem Me tall der Eisengruppe und mindestens ein har tes Karbid enthaltenden Mischkristallen presst und .sintert. UNTERANSPRUCH: 21.

   Verfahren nach Patentanspruch II, da- @durch gekennzeichnet, dass man die Le gierung in einer Sticekstoffatmosphäre nachsintert.