CH274017A - Verfahren zum Herstellen eines Sinterhartmetalles. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Herstellen eines     Sinterhartmetalles.       Die Güte eines     Sinterhartmetalles    ist be  kanntlich in hohem Masse davon abhängig,  welche Korngrösse die Kristalle, insbesondere  die     Carbidkristalleder        Sinterlegierung    besit  zen. Je feinkörniger die     Kristallstruktur    der  gesinterten     Hartmetallegierung    ist, desto gün  stiger sind die Eigenschaften :des     Hartmetall-          les.    Dies äussert sich sowohl in einer Erhö  hung der Dichte, in einer geringeren     Porosität          als    auch in einer grösseren Härte und Festig  keit des Materials.

    



  Bei der Herstellung der     Sinterhartmetalle     steuert man daher bewusst auf eine möglichst  feine Kristallstruktur hin. Diese Bemühungen  setzen bereits bei der Gewinnung der Aus  gangsstoffe ein, indem darauf geachtet wird,  dass möglichst feinkörnige Pulver entstehen.

    Das Gesagte gilt sowohl für die als Hilfs  metalle verwendeten Metallpulver, beispiels  weise der     Eisengruppe    (Kobalt, Nickel), als  auch für die     Schwermetallpulver    und die  daraus gebildeten     Carbide,        Nitride,        Carbo-          nitride    oder     Boride.    Zu diesem Zwecke wer  den auch     Zwischenmahlungen    der Schwer  metallverbindungen angewendet, was insbe  sondere dann vorteilhaft ist, wenn Misch  kristalle aus     Carbiden    gebildet werden, da  die hierfür benötigten, teilweise sehr hoch  liegenden Temperaturen leicht zu einer Korn  vergrösserung Veranlassung geben.

   Vor dem  Pressen und Sintern der     Hartmetallegierun-          gen    werden die fertigen Pulver ausserdem       noch    während längerer Zeit, in der Regel 48  bis 144 Stunden, in Kugelmühlen gemahlen.    Auch der     Sinterungsvorgang    wird zur Er  zielung einer hochwertigen     Sinterlegierung     bewusst so gesteuert, dass keine nennenswerte       Kornvergröberung    eintritt, indem zu hohe       Sintertemperaturen    tunlichst vermieden wer  den und die     Sinterdauer    begrenzt wird.  



  Trotz Einhaltung aller genannten Mass  nahmen kann sich unter Umständen eine Er  scheinung unangenehm bemerkbar machen,  nämlich die     Rekristallisation,    welche eine       Kornvergröberung    herbeiführt. Bei Sinter  temperaturen unter 15000 C findet im allge  meinen eine wesentliche     Kornvergröberung     durch     Rekristallisation    nicht statt. Dagegen  kann diese Erscheinung leicht dann auftre  ten, wenn höhere     Sintertemperaturen    notwen  dig sind.

   Dies ist bei der Verwendung hoch  schmelzender     Carbide,        Nitride,        Carbonitride     oder     Boride    als Bestandteile des     Sintermate-          rials    der Fall, im besonderen, wenn der     Hilfs-          metallgehalt    nur gering ist. Solche     Carbide     sind z. B.     Zirkon@,        Hafnium-    und     Titancarbid     für sich allein oder in     Gemischen    unterein  ander oder mit andern     Carbiden.     



  Die vorliegende Erfindung will dem ge  schilderten Nachteil abhelfen und betrifft ein  Verfahren zum Herstellen eines     Sinterhart-          metalles.    Das Verfahren ist dadurch gekenn  zeichnet, dass dem     Sintermaterial    vor der     Sin-          terung    ein Zusatz von mindestens einem die       Rekristallisation    hemmenden Stoff beigefügt.  wird.  



  Als     rekristallisationshemmende    Stoffe kön  nen z. B.     Th02,        Si02,        A1203    sowie Oxyde der      seltenen Erden, einzeln oder in Mischung, in  einer     Menge    von 0,1 bis 1  /o zugefügt werden.

    Als Oxyde der seltenen Erden eignen sich bei  spielsweise     Cer-,        Lanthan,    und     Erbiumoxyd.     Alle die genannten Oxyde sind nur schwer  reduzierbar     und        carburierbar,    weshalb sie sich  als Zusatz     zum        Sintermaterial    besonders gut       eignen.    Irgendwelche Nachteile, wie     Härte-          oder    Festigkeitsverminderung, treten bei den  erwähnten Zusätzen nicht auf, sofern ihre  Menge die angegebenen Grenzen nicht     übexl-          schreitet.     



  Der die     Rekristallisation    hemmende Zu  satz wird     zweckmässigerweise    erst vor dem  letzten Feinmahlen des     Sintermaterials    zuge  geben. Es kann auch eine wässerige Lösung  eines Salzes, welches den die     Rekristallisation     hemmenden Stoff bildet, zugegeben werden.  So kann z. B.     Th(N03)4    oder     Na2Si03    oder  ein     ähnliches    Salz in Wasser gelöst dem     Sin-          termaterial    vor dem Mahlen beigefügt werden.  



       Wenn    ein Zusatz der genannten Art ver  wendet wird, kann das Hartmetall bei Tempe  raturen oberhalb 15000 C fertig gesintert  werden, damit es eine grösstmögliche Dichte  erhält, ohne     .dass    dabei eine nennenswerte       Kornvergröberung    durch     Rekristallisation     stattfindet.  



  Sofern Oxyde der seltenen Erden in dem  die     Rekristallisation    hemmenden Zusatz vor  handen sind, können diese Oxyde gleichzeitig  auch dazu dienen, eine spätere Identifizie  rung des     Hartmetalles    zu ermöglichen. Durch  eine einfache     spektr        alanalytische        Unter-          suehung,    gegebenenfalls auch durch das     Fun-          kenspektrum,    kann nämlich später genau fest  gestellt werden, was für seltene Erden in der  Form von Oxyden im     Sintermetall    vorhanden  sind, und in welchem     Mischungsverhältnis,

       sofern mehr als ein solches Oxyd dem     Sinter-          material    zugesetzt wurde. Da die Intensität  der charakteristischen Linien des     Spektrums     für die Oxyde der seltenen Erden verhältnis  mässig hoch ist, sind zur Führung eines  sicheren Nachweises schon Mengen von 0,001       bis        0,05        %        ausreichend.        Je        nach        der        Art        und     der     Zusammensetzung,    das heisst Mischung,

      der Oxyde von seltenen Erden kann man  daher eine bestimmte Sorte Hartmetall durch  den Zusatz genau und eindeutig kennzeich  nen. Darüber hinaus lässt sieh mit Hilfe     de"     Zusatzes auch die Erzeugungszeit., der Her  steller und anderes mehr zur Ermöglichung  der späteren Identifizierung dem Hartmetall  gleichsam mitgeben. Wer mit dem Code des  Zusatzes an seltenen Erden vertraut ist, kann  somit jederzeit und ohne Zerstörung des Ma  terials mit Hilfe des Spektrums leicht alles  Wissenswerte über die Herkunft eines be  stimmten     Hartmetalles    erfahren.  



  Wenn die Oxyde von seltenen Erden in       einer        Gesamtmenge        von        weniger        als        0,1%        vor-          handen    sind, so haben sie an sieh selbstver  ständlich noch keine ausreichende Wirkung,  um die     Rekristallisation    zu verhindern. In  diesem Falle muss noch mindestens ein ande  res Oxyd, z.

   B.     Thorium-,    Silizium oder Alu  miniumoxyd, :dem     Sintermaterial        zugefügt     werden, wobei die Menge des gesamten     @rekri-          stallisationshemmenden    Zusatzes     zweckmässi-          g-erweise        jedoch        1%        nicht        überschreiten        soll.     



  Das beschriebene     Herstellungsverfahren     ist insbesondere für solche     Hartmetallegierun-          gen    von Vorteil, welche     Carbide,        Nitride,          Carbonitride    oder     Boride    von Schwermetallen  und mindestens ein niedriger schmelzendes  Hilfsmetall der Eisengruppe enthalten, wobei       der        Hilfsmetallgehalt        zwischen    3     und        20        %     liegt.

   Bei .diesen     Hartmetallegierungen    macht  sich sonst die     Rekristallisation    wegen der  nötigen hohen     Sintertemperatur    besonders  störend bemerkbar.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Herstellen eines Sinter hartmetalles, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sintermaterial vor der Sinterung ein Zu satz von mindestens einem die Rekristallisa- tion hemmenden Stoff beigefügt wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als rekristallisa- tionshemmender Zusatz wenigstens Th02 bei gefügt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als rekristallisa- tionshemmender Zusatz wenigstens Si02 bei gefügt wird. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als rekristallisa- tionshemmender Zusatz wenigstens A1203 bei gefügt wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als rekristallisa- tionshemmender Zusatz wenigstens ein Oxyd der seltenen Erden beigefügt wird. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der die Rekristal- lisation hemmende Zusatz in einer Menge von 0,1 bis 1 % beigefügt wird. 6. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass noch mindestens ein Oxyd der seltenen Erden in einer Menge von 0,001 bis 0,05 % beigefügt wird. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass eine wässrige Lö sung mindestens eines Salzes, welches den die Rekristallisation hemmenden Stoff bildet, vor dem Mahlen des Sintermaterials beigefügt wird. B. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Hartmetall bei Temperaturen oberhalb<B>15000</B> C fertig gesin tert wird.