DD222341A1

DD222341A1 - Titankarbonitrid-sinterwerkstoff, vorzugsweise fuer tribologische beanspruchung

Info

Publication number: DD222341A1
Application number: DD26055984A
Authority: DD
Inventors: Wilm Heinrich; Ralf Krumphold; Lothar Illgen; Heinz Rebsch; Klaus Voigt; Bernhard Rieger
Original assignee: Adw Ddr
Priority date: 1984-03-05
Filing date: 1984-03-05
Publication date: 1985-05-15
Also published as: CS126985A1; CS256947B1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Pulvermetallurgie. Ziel der Erfindung ist es, den Verschleisswiderstand bei vorzugsweise tribologischer Beanspruchung gegenueber dem Titan-Sauerstoff-Sinterwerkstoff zu erhoehen und die Herstellung nach der herkoemmlichen Hartmetalltechnologie zu ermoeglichen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zusammensetzung eines Sinterwerkstoffes anzugeben. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe durch einen Sinterwerkstoff geloest, der aus einem Hartstoff und aus restlichen Phasen besteht. Die Zusammensetzung des gesamten Hartmetalls in Molbruechen TiaCbNcOdMe liegt innerhalb der Grenzen a 0,42 bis 0,84, b 0,059 bis 0,39, c 0,012 bis 0,21, d 0,020 bis 0,14 und e 0,11. Fuer M stehen die Metalle Cu, Mn, Fe, Ni und/oder Co. Anwendungsgebiet sind gesinterte Formkoerper, die insbesondere tribologisch beansprucht werden, z. B. Mahlkoerper oder Dichtungsringe.

Description

Titankarbonitrid-Sinterwerkstoff, vorzugsweise für tribologische Beanspruchung

Anwendungsgebiet der Erfindung .

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Pulvermetallurgie. Objekte, für die ihre. Anwendung möglich und zweckmäßig ist, sind gesinterte Formkörper, die insbesondere tribolog'isch beansprucht werden, wie beispielsweise Mahlkörper oder Dichtungsringe.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nach der DD-PS 149750 sind hochverschleißfeste Teile bekannt, die aus Titan mit 0,5 bis 15 At-% gelöstem Sauerstoff und 0,03 bis 7,5 At-% gelöstem Stickstoff bestehen. Der Mangel besteht darin, daß der Verschleißwiderstand des Werkstoffes in vielen Fällen zu gering ist. Durch Erhöhung des Sauerstoffgehaltes läßt sich zwar die Härte steigern, allerdings tritt dann eine unvertretbare Abnahme der Biegefestigkeit ein. Weiterhin sind Hartmetalle auf Titankarbonitrid-Basis mit Zusätzen von Molybdän und Nickel bekannt.(Kieffer, R., Ettmayer, •P.: "Entwicklungen auf dem Gebiet der Nitridchemie und nitridhaltigen Hartmetalle", Radex-Rundschau (1982)4, S. 998 - 1009). Nachteilig ist dabei, daß der schädliche Einfluß des Sauerstoffes ausgeschaltet werden muß. In Weiterentwicklung dieses Harttiietalltyps wurde als Hartstoff ein Oxikarbonitrid eingesetzt (DD-PS 123 078, OS 2902 139), wobei u.a. zur Stabilisierung des Sauerstoffes im Hartmetall die Sinterung in einer speziellen

CO-Atmosphäre durchgeführt wird, um die auf die übliche Desoxidation zurückzuführende Festigkeitsminderung zu vermeiden. Von Nachteil sind die kompliziert aufgebauten bzw. rohstoffaufwendigen Bindemetallanteile sowie die aufwendige Herstellungstechnologie. ,.' '

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Verschleißwiderstand bei vorzugsweise tribologischer Beanspruchung gegenüber dem Titan-Sauerstoff-Sinterwerkstoff zu erhöhen und die Herstellung nach der herkömmlichen Hartmetalltechnologie zu ermöglichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zusammensetzung eines Sinterwerkstoffes anzugeben, der einen erhöhten Verschleißwiderstand bei vorzugsweise tribologischer Beanspruchung aufweist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Titankarbonitrid-Sinterwerkstoff aus einem Hartstoff der Grundzüsammensetzung (Ti, C, H₁ 0 ,· M) mit zusätzlichen Metallkarbiden und aus restlichen Phasen der integralen Grundzusammensetzung (Ti, 0, M) besteht. Die Zusammensetzung des gesamten Hartmetalls in Molbrüchen

'.. . ; ^Tia ^Cb ^Nc °d^Me

liegt innerhalb der Grenzen

' a = 0,42 bis 0,84 ,

' ' '. b = ,0,059 bis 0,39

c = 0,012 bis 0,21

d = 0,020 bis 0,14

e ^ 0,11.

Dabei steht für M mindestens eines der Metalle Kupfer, Mangan, Eisen, Nickel oder Kobalt. . ,;

Charakteristisch für den Hartstoff ist dabei, daß das Verhältnis von Titan zu Kohlenstoff bzw. Stickstoff vom Rand zur Mitte des Hartstoffkorns hin kleiner wird. Insbesondere bei geringeren Hartstoffanteilen kann auf die sinterfördernde Wirkung von M verzichtet werden.

Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß.der Titankarbonitrid-Sintervverkstoff zusätzlich 0,5 bis 10,0 Masse-% Karbide von Metallen der Gruppen IV a bis VI a des PSE enthält.

Ausführungsbeispiel .

Ein Titankarbonitrid-Sinterwerkstoff der Zusammensetzung ^Ti0,54 ^C 0,19 "V16 ⁰0,083 ^Cu0_/023 ^wird. ^elner Verschleißunter-,suchung nach dem Stift-Scheibe-System unterzogen. Das Verschleißverhalten bei Trockengleitreibung bei einer Geschwindigkeit von 1,3 m/s und Stahl C 60 als Gegenwerkstoff ist im zugehörigen Diagramm als Kurve 1 dargestellt. Im Vergleich dazu ist das Verschleißverhalten von Titan-Sauerstoff-Sinterwerkstoff mit 2 Masse-% Sauerstoff als Kurve 2 eingetragen.

Claims

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Erfindungsanspruch

.1. Titankarbonitrid-Sinterwerkstoff, vorzugsweise für tribologische Beanspruchung, gekennzeichnet dadurch, daß er aus einem Hartstoff der Grundzusammensetzung (Ti, C, N, 0, M) mit zusätzlichen Metallkarbiden und aus restlichen Phasen der integralen Grundzusammensetzung (Ti, 0, M) besteht, wobei die Zusammensetzung des gesamten Hartmetalls in Molbrüchen

^Tia ^CbA °dΛ innerhalb der Grenzen

a = 0,42 bis 0,84 ·

b = 0,059 bis 0,39

c = 0,012 bis 0,21

d =.. 0,020' bis 0,14

e;< 0,11 .

liegt und für M-die Metalle Kupfer, Mangan, Eisen, Nickel und/oder Kobalt stehen.
2. Titankarbonitrid-Sinterwerkstoff nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Verhältnis insbesondere von Titan zu Kohlenstoff bzw. Stickstoff vom Rand zur Mitte des Hartstoffkorns kleiner wird.
3. Titankarbonitrid-Sinterwerkstoff nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,,daß er zusätzlich 0,5 bis 10,0 Masse-% Karbide von Metallen der Nebengrüppen IV a bis Vl a des PSE enthält.

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