CH433900A - Dem Verschleiss unterworfener, bewehrter metallischer, insbesondere eiserner Gegenstand, insbesondere Stahlsägezahn - Google Patents

Description

  Dem Verschleiss unterworfener, bewehrter metalliseher, insbesondere eiserner Gegenstand,  insbesondere Stahlsägezahn    Der Gegenstand der     -Erfindung    bezieht sich auf  einen dem Verschleiss unterworfenen, bewehrten  metallischen,     insbesondere        eisernen    Gegenstand, insbe  sondere Stahlsägezahn, der mit einem Überzug -ans       Hartstoffen    versehen ist.  



  Es ist schwierig und     oftmals    unmöglich, eine -gleich  mässige dünne Lage Hartmaterial auf .die Oberfläche  eines     metallischen    Gegenstandes .aufzubringen und aus  serdem eine hinreichende Bindung     an    der Grenzfläche  zwischen dem     Hartmetall    und dem     Grundmetall    zu er  zielen. Es wird daher oftmals eine verhältnismässig  dicke Schicht von aus 5 bis 30 % Chromborid und Eisen  und/oder Nickel und/oder Kobalt enthaltendem Hartme  tall auf den Gegenstand aufgebracht und deren über  schoss     wieder        abgeschliffen,    was aber nicht nur schwie  rig,     sondern    auch kostspielig ist.

   Eine     dünne        Schicht    des  Hartmetalles ist aber deswegen erforderlich, weil nur  diese die Beibehaltung     eines        bestimmten    Profilei gestat  tet und der Überzug am härtesten an seiner Oberfläche  ist. Beim     geschilderten    Abschleifen auf eine glatte Ober  fläche würde aber gerade dieser Teildes Überzuges zer  stört werden.

   Gemäss einem ferner bekanntgewordenen  Verfahren zur     Herstellung    eines Oberflächenschutzes  für Metalle wird auf die zu schützende Oberfläche eine  hochprozentige Chromstahl- oder Chromnickelstahl  schicht aufgeschweisst und in diese Schicht werden     Wolf-          ra.rnkarbidkörner    eingeschwitzt. Dieses     Aufschweissen     der     Edelstahlschicht    erfordert aber hohe Temperaturen,  wodurch die Ecken und Kanten eines     Werkzeuges        in     erheblichem Masse beeinträchtigt werden.

   Hiezu kommt  noch, dass das Wolframkarbid in der Schweisshitze  durch den     Luftsauerstoff    oxydiert wird und     somit    entar  tet.  



  Der aus     Hartstoffen    bestehende Überzug des ein  gangs geschilderten     metallischen,    insbesondere eisernen  Gegenstandes soll nun erfindungsgemäss nichtdicker als  0,38 mm sein und aus einer vorwiegend aus Kobalt,  Chrom und Wolfram bestehenden Einbettlegierung von  der Art der Stellite aufgebaut sein, die eine Vielzahl von  Teilchen aus Karbiden, Boriden, Nitriden oder Siliziden    des -Eisens, Wolframs, Molybdäns, Chroms, Tantals,  Niobs, Vanadiums, Titans, Zirkons oder Hafniums öder  aus Karbiden, Nitriden oder-Siliziden des Bors oder aus  Gemischen     dieser        Verbindungen    enthält. Diese dünne  und glatte mit dem Grundmetall verbundene, z.

   B. ver  schmolzene -Oberflächenschicht fügt sich in -die \Form  des     Gegenstandes,    -z. B. Werkzeuges, ein. Ein -nachfol  gendes Schleifen .des     infolge-    der guten     Bindung-    zwischen  der Einbettlegierung und der Metallunterlage keine Nei  gung zum Abblättern aufweisenden Gegenstandes, z. -B.       Werkzeuges,    ist nicht     erforderlich.     



  Währendes z.B. beim oben geschilderten-bekannten  Verfahren erforderlich war, 50 bis 75- % der aufgetrage  nen Schicht abzuschleifen, -mag dies bei -der     erfindungs-          gemäss    aufgebauten Überzugsschicht höchstens in den  Fällen - aber auch     dann    nur im unbedeutenden Aus  mass - notwendig werden, wenn es sich um eine Lager  fläche mit absoluter Glätte handelt.

   Ausserdem ist     zu     beachten, dass es im Wege .des Schweissens     nicht    mög  lich ist, eine so ausserordentlich     ;dünne,    harte und     bieg-          Same    Schicht der Einbettlegierung aufzubringen, wie  dies beim Gegenstand der Erfindung der Fall ist,     weil     beim     Aufschweissen    nur     verhältnismässig    dicke Schich  ten hergestellt werden können.  



  Die gute Bindung zwischen der Einbettlegierung und  der     Stahlunterlage    wird z. B. bei .einem Sägezahn da  durch     erzielt,    dass die beschichtete     Zahnoberfläche    mit  tels eines Schneidbrenners bis zum Plastischwerden des  Einbettmateriales an der Grenzfläche erhitzt wird. Bei       grösserer    Produktion verwendet man vorzugsweise Öfen  mit Schutzgasatmosphäre, die z. B. bei Induktionsöfen  meist nicht     erforderlich    ist.  



  Die vorwiegend aus Kobalt, Chrom und     Wolfram          bestehende        Einbettlegierung    ist     nämlich    im     besonderen     Masse befähigt, z. B.     Wolframkarbidteilchen    an der  stählernen Oberfläche eines Gegenstandes dadurch     zu     binden, dass sich dort sowohl das     Wolframkarbid,    als  auch zugleich     die        Stahloberfläche    löst. Die bekannte  Herstellung einer harten Oberfläche durch überziehen  eines Metallgegenstandes     mittels    eines z. B.

   Wolfram-      karbid oder Chromborid enthaltenden geschmolzenen  Bindemetalles ermöglicht diese gute Bindung mit der  Stahlunterlage     jedoch    nicht, weil diese bekannte Ein  bettlegierung keine Wolframlegierung ist. Diese ist aber  im besondere Masse befähigt, die Wolframkarbidteil  chen auf der Stahloberfläche des Gegenstandes dadurch  zu binden, dass sich das Wolframkarbid z. B. in der  Wolfram-Kobalt Chromlegierung oberflächlich zu einem  Brei löst und sich die     Stahloberfläche        gleichzeitig        in    der  Wolfram-Kobalt-Chromlegierung löst.

   Die den Überzug       bildende,    aus Kobalt,     Chrom    und     Wolfram        bestehende     Einbettlegierung besitzt nämlich einen Schmelzpunkt,  der sowohl unterhalb jenem des Hartmetalles als auch  unterhalb jenem des     Oberflächenmateriales    gelegen     ist,     sowie die Eigenschaft, sich beim     Schmelzen    sowohl     mit     dem Hartmetall als auch mit dem Oberflächenmaterial  zu verbinden.  



  Ein     Ausführungsbeispiel    des     erfindungsgemäss    be  wehrten Gegenstandes ist in der Zeichnung     ,dargestellt.     Dort zeigt Fig.l den Querschnitt der Spitze oder  Schneidkante eines Sägenzahnes in 250-facher     Vergrös-          serung.    In dieser Fig. 1 ist die Eisenbasis mit 1, der die  aus Kobalt, Chrom und Wolfram bestehende Einbettle  gierung darstellende Überzug mit 2, und die den Über  zug 2 mit der Eisenbasis 1     verbindende    Grenzschicht  mit 3 bezeichnet.

   Diese     Grenzschicht        besitzt    eine so  hohe Festigkeit, dass der Überzug 2     während    des Ge  brauches des Werkzeuges nicht     abblättert    oder abschert.  Im Überzug 2 sind die Eisenkarbidteilchen 4 eingebet  tet.

   Das Merkmal der Selbstschärfung des Werkzeuges  ist daraus ebenfalls     ersichtlich,        weil    der     gekrümmte        Teil     5 der Eisenbasis 1 dadurch entstanden ist, dass sich letz  tere     im    Gebrauch schneller     abnützt        als    der     Überzug    2,  wodurch eine scharfe Schneidkante 6 entsteht.  



  Die Fig. 2 und 3 zeigen die perspektivische Ansicht  eines Sägenzahnes, wobei in Fig. 3 der Überzug teilweise  abgebrochen ist. Dieser Sägenzahn besteht aus dem  Hauptkörper M, der mit den Schneidkanten E und den  Ecken C versehen ist. Die     Stirnfläche    F     besitzt    die übli  che Neigung S. Die     Bewehrung    A bedeckt den Kopf, die  Seiten und Ecken des Zahnes und schafft so den Beweh  rungsschutz für die Schneidkanten. Die Bewehrung A  erstreckt sich bis zu einer Linie L an dem Sägenzahn.    Fig. 4 zeigt in, 50-facher Vergrösserung den Quer  schnitt eines bereits in     Verwendung        gestandenen    Sägen  zahnes mit der Spitze 6.

   Der die Einbettlegierung dar  stellende     Überzug    2 besitzt eine Dicke von ungefähr  0,127 mm. Trotz dauernden Gebrauches wies     dieser     Sägenzahn keinen merklichen Verschleiss an der  Schneidkante auf.  



  Fig. 5 zeigt die Schmelzflussbindung an der     Grenz-          fläche    zwischen dem Überzug 2 und dem     Grundmetall,     die als ein sich zwangsläufig ergebendes interkristallines       Eindringen    bezeichnet werden kann.  



  Der Erfindungsgegenstand kann überall dort ver  wendet werden, wo es sich um     Bauteile        handelt,    die  einen starken Verschleiss durch Reibung, Stoss und  Schlag sowie durch Korrosion unterworfen sind. So z. B.  als Sägenzähne, Triebwerkstangen, Bohrer, Koksbrecher  und Ventile für Verbrennungskraftmaschinen. Insbe  sondere Schneidkanten aufweisende Gegenstände, wie  z. B. Sägenzähne, besitzen im allgemeinen Überzüge von  ungefähr 0,025 bis 0,127 mm, die sehr     hart    sind und  glatte Oberflächen     sowie    gerade Kanten besitzen, die  während ihrer     Verwendung        sich    selbst     schärfen.     



       Anstelle    einer Eisenbasis für das betreffende Werk  zeug können dafür auch Nichteisenmetalle, wie z. B.  Kupfer,     Messing,        Bronzen        oder    Nickel-, Kobalt- oder  Molybdänwerkstoffe in Betracht kommen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Dem Verschleiss unterworfener, bewehrter metalli- scher, insbesondere eiserner Gegenstand, insbesondere Stahlsägezahn, mit einem Überzug aus Hartstoffen, da durch gekennzeichnet, .dass der bis zu 0,38 mm dicke Überzug aus einer vorwiegend aus Kobalt, Chrom und Wolfram bestehenden Einbettlegierung von der Art der Stellite besteht, die eine Vielzahl von Teilchen aus Kar- biden, Boriden, Nitriden oder Siliziden des Eisens, Wolf rams, Molybdäns, Chroms, Tantals, Niobs, Vanadiums, Titans, Zirkons oder Hafniums oder aus Karbiden,

   Nitri- den oder Siliziden .des Bors oder aus Gemischen dieser Verbindungen enthält.