DD223169A1

DD223169A1 - Titankarbid-sinterwerkstoff, vorzugsweise fuer tribologische beanspruchung

Info

Publication number: DD223169A1
Application number: DD26055784A
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: 1985-06-05
Also published as: JPS60215574A; CS126785A1; CS256946B1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Pulvermetallurgie. Ziel der Erfindung ist es, den Verschleisswiderstand bei 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 dadurch geloest, dass der Sinterwerkstoff aus mehr als 35 Vol.-% Hartstoff und weniger als 65 Vol.-% restlichen Phasen besteht. Die Zusammensetzung des gesamten Hartmetalls in Molbruechen Tia Cb Oc Md liegt innerhalb der Grenzen a0,41 bis 0,85, b0,10 bis 0,44, c0,020 bis 0,15, d0,11. 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

Titankarbid-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 tribologisch 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 Yerschleißwiderstand des Werkstoffs in vielen Fällen zu gering ist. Durch Erhöhung des Sauerstoff-. gehaites läßt sich zwar die Härte steigern, allerdings tritt dann eine unvertretbare Abnahme der Biegefestigkeit ein.

Nach der am 18. 12. 52 bekanntgemachten DE-Patentanmeldung 557033 ist es bekannt, aus Titankarbid >60 Masse-% und Titan als Hilfsmetall ein Hartmetall herzustellen, wobei der . wirksame Hartstoff ±m Endprodukt in seiner Menge nahezu unverändert bleibt. Dabei wird unbedingt ein duktiles und damit sauerstoffarmes Titanhilfsmetall gefordert. Dementsprechend gehen alle Ausführungen zum Herstellungsverfahren davon aus,

eine Sauerstoffaufnahme zu vermeiden· Auf die schädliche Wirkung von Sauerstoff in TiC-Basis-Hartmetallen weist der Erfinder selbst hin (Skaupy, ¹F.: "Metallkeramik", Verlag Chemie, ν Weinheim/Bergstr. 1950, S. 195). Die zur Einhaltung dieser niedrigen Sauerstoffgehalte erforderlichen Verfahrensschritte sind technologisch sehr aufwendig, so daß dieser Hartmetalltyp keine praktische Bedeutung erlangt hat (Kieffer, R., Kölbl, F.: "Wolfräinfreie Hartmetalle", Metallkundliche Berichte, Bd. 24, Verlag Technik, Berlin 1951).

Außerdem sind rohstoffgünstige, insbesondere wolfrämkarbid- und kobaltfreie bzw, -arme Hartmetalle auf Titankarbidbasis

V , mit Zusätzen, vorzugsweise von MogC und Nickel, bekannt, z. B.

'" 55 - 80 Masse-% TiC, 15 Masse-% Ui, Rest Mo₂C, -Eueren Nachteile bestehen darin, daß ein TiC von weitgehend stöchiometrischer Zusammensetzung eingesetzt und der schädliche Einfluß des Sauerstoffs ausgeschaltet werden muß.

Ziel der Erfindung

: Ziel der Erfindung ist es, den VerschleißwideTstand bei tribologischer Beanspruchung gegenüber dem Titan-Sauerstoff-Sinte„rwerkstoff zu erhöhen, und die Herstellung nach der herko'inin-' liehen Hartmetalltechnologie zu ermöglichen,

Darlegung des Wesens der Erfindung '.·-..

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zusammensetzung ^xeines Sinterwerkstoffes anzugeben, der einen erhöhten Verschleiß&iderstand bei tribologischer Beanspruchung aufweist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Titankärbid-Sinterwerkstoff aus mehr als 35 Vol.-% Hartstoff der Grundzusammensetzung (Ti, C, 0, M) mit zusätzlichen'Metallkar-, biden und aus weniger als 65 Vol,-% restlichen Phasen der integral en 'Grund zusammensetzung (Ti, 0, M) besteht. Die Zusammenv setzung des gesamten Hartmetalls in Molbrüchen Ti' C-^ 0_c M^ liegt'innerhalb der Grenzen ' ν

a = 0,41 bis 0,85

b = 0,10 bis 0,44 .

c = 0,020 bis 0,15

d ό 0,11.

Pur M steht mindestens eines der Metalle Kupfer, Mangan, Eisen, Nickel und/oder Kobalt. Charakteristisch für die Zusammensetzung des Hartstoffs im Endprodukt ist dabei, daß das Verhältnis von Titan zu Kohlenstoff vom Rand zur Mitte des Hartstdffkornes kleiner wird. Insbesondere bei geringeren Hartstoffanteilen kann auf die sinterfördernde Wirkung von M verzichtet werden· Eine Variante der Erfindung sieht vor,- daß der Titankarbid-Sinterwerkstoff zusätzlich 0,5 - 10,0 Masse-% Karbide von Metallen der Uebengruppen IVa bis VIa des PSE enthält·

AusführungsbeispieI

Ein Titankarbid-Sinterwerkstoff der Zusammensetzung (Ti_Q er 33 °o 084 ^Cu0 023^ ^{mii: einem} Hartstof fanteil von ca, VI% i

92 VoI,-% und einem Anteil an restlichen Phasen von ca. 8 VoI.-% wird einer Verschleißuntersuchung nach dem Stift-Scheibe-System unterzogen· Das Verschleißverhalten bei Trokkengleitreibung 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

Erfindungsanspruch.

T. Titankarbid-Sinterwerkstoff, vorzugsweise für tribologi-.., sehe Beanspruchung, gekennzeichnet dadurch, daß er aus mehr als 35'Vol.-$ Hartstoff der Grundzusammensetzung ' (Ti-, C, 0, M) mit zusätzlichen Metallkarbiden und aus we niger als 65 Vol.-% restlichen Phasen- der integralen Grund zusammensetzung (¹Ti, 0, M) besteht, wobei die Zusam mensetzung des gesamten Hartmetalls in Molbrüchen . ,

innerhalb der Grenzen .

a -- 0,41 bis 0,85

b = 0,10 bis 0,44
c =0,020 bis 0,15

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liegt, und für M die Metalle Kupfer, Mangan, Eisen, Nickel - und/oder Kobalt stehen,
2. Titankarbid-Sinterwerkstoff nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Verhältnis insbesondere von Titan zu Kohlenstoff vom Rand zur Mitte des Hartstoffkorns kleiner wird,
3.•Titankarbid-Sinterwerkstoff nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß er 0,5 bis 10,0 Masse-% zusätzliche Karbide . von Metallen der Nebengruppen IYa bis 71a des PSE enthält.