DE1019470B

DE1019470B - Use of a hard metal alloy

Info

Publication number: DE1019470B
Application number: DEA19344A
Authority: DE
Inventors: Dr Josef Hinnueber
Original assignee: Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Current assignee: Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Priority date: 1953-12-16
Filing date: 1953-12-16
Publication date: 1957-11-14

Description

Verwendung einer Hartmetallegierung Zusatz zum Patent 851552 Die üblichen gesinterten Hartmetalle auf Wolframkarbidgrundlage werden bekanntlich außer für Zerspanungszwecke in großem Ausmaß als Werkstoff für auf Verschleiß beanspruchte Werhzeug-und Maschinenteile verwendet, beispielsweise für Düsen, für die Bestückung von Meßgeräten und für Führungen in der Textil- und Kunststoffindustrie.Use of a hard metal alloy Addition to patent 851552 The usual sintered hard metals based on tungsten carbide are known to be used to a large extent as a material for tool and machine parts that are subject to wear and tear, for example for nozzles, for the assembly of measuring devices and for guides in the textile industry Plastics industry.

In den Anwendungsfällen, in denen neben der reinen Verschleißbeanspruchung noch eine Korrosionsbeanspruchung auftritt, hat es sich aber als nachteilig erwiesen, daß das in diesen Hartmetallen enthaltene Kobalt bzw. die in ihnen enthaltenen Kobalt-Wolframkarbid-Mischkristalle unter der Einwirkung bestimmter Stoffe, insbesondere Säuren, verhältnismäßig leicht aus dem Hartmetallverband herausgelöst werden. Dadurch wird der Zusammenhalt der harten Wolframkarbidkristalle so weit geschwächt, daß diese ausbrechen. Eine solche Einwirkung auf das Gefüge der Oberflächenschicht eines Hartmetalls läßt sich beispielsweise bei polierten Teilen, wie Walzringen, die für das Walzen von dünnen Drähten oder Folien bestimmt sind, bereits dann feststellen, wenn diese nur mit Handschweiß in Berührung gekommen sind und daraufhin eine längere Zeit lagern. Derartige Teile verlieren dann an den Berührungsstellen ihren Glanz.In those applications in which, in addition to pure wear and tear corrosion stress still occurs, but it has proven to be disadvantageous that the cobalt contained in these hard metals or the cobalt-tungsten carbide mixed crystals contained in them relatively easy when exposed to certain substances, especially acids are detached from the hard metal bandage. This creates the cohesion of the hard tungsten carbide crystals weakened to such an extent that they break out. Such Action on the structure of the surface layer of a hard metal can be, for example in the case of polished parts, such as roll rings, which are used for rolling thin wires or Foils are intended to be determined when they only enter into with sweat from the hand Come into contact and then store it for a longer period of time. Such parts then lose their shine at the points of contact.

Als korrosionsbeständiger harter Werkstoff werden neuerdings gesinterte Chromkarbid-Nickel-Legierungen verwendet. Diese Legierungen weisen zwar eine sehr gute Korrosionswiderstandsfähigkeit auf, sie haben jedoch im Verhältnis zu den Wolframkarbid-Kobalt-Hartmetallen eine geringere Festigkeit bzw. Zähigkeit.Sintered ones are recently used as a corrosion-resistant hard material Chromium carbide-nickel alloys are used. These alloys have a very good corrosion resistance, but they have in relation to the tungsten carbide-cobalt hard metals a lower strength or toughness.

Das Patent 851552 betrifft eine ohne Druck gesinterte Hartmetallegierung, die bis zu 25% aus Kobalt, das wenigstens zum Teil als feinkörnige 8-Phase vorliegt, Rest Wolframkarbid, in der Hauptsache von einer Korngröße von weniger als 1 ,u, besteht.Patent 851552 relates to a hard metal alloy sintered without pressure, up to 25% cobalt, which is at least partially present as a fine-grained 8-phase, Remainder tungsten carbide, mainly with a grain size of less than 1, u, consists.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer solchen Hartmetallegierung nach Patent 851552, bei der das Kobalt vorzugsweise zum überwiegenden Teil als feinkörnige d-Phase und das Wolframkarbid wenigstens zum überwiegenden Teil als Monowolframkarbid vorliegt, als Werkstoff für Gegenständen, die neben hoher Verschleißfestigkeit und guter mechanischer Festigkeit eine gute Korrosionswiderstandsfähigkeit und Polierbarkeit aufweisen müssen.The present invention relates to the use of such a hard metal alloy according to patent 851552, in which the cobalt is preferably predominantly in the form of fine-grained d-phase and the tungsten carbide is at least predominantly in the form of monotungsten carbide, as a material for objects which, in addition to high wear resistance and good mechanical strength must have good corrosion resistance and polishability.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Nachteil der nicht genügenden Korrosionsbeständigkeit bei denjenigen gesinterten Wolframkarbid-Kobalt-Hartmetallen nicht auftritt, bei denen das Kobalt anstatt in magnetischer Phase wenigstens zum überwiegenden Teil in einer unmagnetischen Kobalt-Wolframkarbid-Verbindung, der sogenannten d-Phase vorliegt, die neuerdings auch im deutschen Schrifttum überwiegend als -Phase bezeichnet wird. Die d-Phase verbessert aber nicht nur die Korrosionsbeständigkeit, sondern erhöht durch ihre eigene Härte in hervorragender Weise auch die Verschleißfestigkeit der genannten Hartmetallegierungen. Gegenüber der magnetischen Kobaltphase in den üblichen Wolframkarbid-Kobalt-Legierungen weist die d-Phase eine um etwa 1500 Vickerseinheiten höhere Härte auf. Die Erzeugung der 8-Phase in den gemäß der Erfindung zu verwendenden Hartmetallegierungen kann durch die Anwendung einer geringfügig oxydierend wirkenden Atmosphäre beim Sintern der Legierungen bewirkt werden. Der Kohlenstoffunterschuß ist dann so gering, daß er analytisch kaum in Erscheinung tritt.The invention is based on the knowledge that the disadvantage of insufficient corrosion resistance of those sintered tungsten carbide-cobalt hard metals does not occur, in which the cobalt instead of in the magnetic phase at least for predominantly in a non-magnetic cobalt-tungsten carbide compound, the so-called d-phase is present, which recently also predominantly in German literature is referred to as the phase. The d-phase not only improves the corrosion resistance, but also increases the wear resistance in an excellent way due to its own hardness of the hard metal alloys mentioned. Compared to the magnetic cobalt phase in the common tungsten carbide-cobalt alloys, the d-phase has around 1500 Vickers units higher hardness. The generation of the 8-phase in those to be used according to the invention Carbide alloys can have a slightly oxidizing effect through the use of a Atmosphere can be caused during sintering of the alloys. The carbon deficit is then so small that it hardly appears analytically.

Für die angegebenen Zwecke werden vorteilhafterweise nur solche Hartmetallegierungen verwendet, bei denen das Wolframkarbid möglichst weitgehend, wenigstens aber zum überwiegenden Teil aüs dem zähen Monowolframkarbid besteht. Diese Hartmetalllegierungen besitzen im Gegensatz zu den unter Druck gesinterten Hartmetallegierungen, die aus in der d-Phase vorliegendem Kobalt und Monowolf ramkarbid mit einem hohen Anteil an Diwolframkarbid bestehen, eine wesentlich größere Zähigkeit und lassen sich darüber hinaus auf dem einfacheren Wege der drucklosen Sinterung herstellen.Only such hard metal alloys are advantageously used for the stated purposes used in which the tungsten carbide as much as possible, but at least for consists predominantly of the tough monotungsten carbide. These hard metal alloys In contrast to hard metal alloys sintered under pressure, they have Cobalt and mono-tungsten carbide present in the d-phase with a high proportion consist of di-tungsten carbide, have a much greater toughness and can be exceeded produce in the simpler way of pressureless sintering.

Die Erfindung ist nicht nur auf die Anwendung reiner, die b-Phase enthaltender Wolframkarbid-Kobalt-Legierungen beschränkt, denn es hat sich gezeigt, daß auch Wolframkarbid-Kobalt-Legierungen, in denen das Wolframkarbid zum Teil durch andere feinkörnige, harte Karbide, z. B. Titankarbid, Tantalkarbid, Niobkarbid, Vanadinkarbid, Molybdänkarbid, Chromkarbid, einzeln oder gemischt, ersetzt ist, nach Patent 851552, und in denen die anderen, feinkörnigen, harten Karbide in gesättigter Form und in Mengen von insgesamt etwa 0,5 bis 251/o vorhanden sind, als Werkstoffe für Gegenstände geeignet sind, die neben hoher Verschleißfestigkeit und guter mechanischer Festigkeit eine gute Korrosionswiderstandsfähigkeit und Polierbarkeit aufweisen müssen.The invention is not limited to the use of pure tungsten carbide-cobalt alloys containing the b-phase, because it has been shown that tungsten carbide-cobalt alloys in which the tungsten carbide is partly replaced by other fine-grained, hard carbides, e.g. . B. titanium carbide, tantalum carbide, niobium carbide, vanadium carbide, molybdenum carbide, chromium carbide, individually or mixed, is replaced, according to patent 851552, and in which the other, fine-grained, hard carbides in saturated form and in amounts totaling about 0.5 to 251 / o are available, are suitable as materials for objects which, in addition to high wear resistance and good mechanical strength, must have good corrosion resistance and polishability.

Ein besonderer Vorteil der gemäß der Erfindung zu benutzenden Hartmetallegierungen besteht darin, daß bei einer Beanspruchung auf mechanischen Verschleiß wegen der praktisch gleichen Härte von Bindephase und Karbidphase die Materialabtragung annähernd gleichmäßig erfolgt, also eine Reliefbildung vermieden wird, während bei den Hartmetallegierungen, die das Kobalt in der magnetischen Phase enthalten, immer das weiche Kobalt zuerst angegriffen wird.A particular advantage of the hard metal alloys to be used according to the invention consists in the fact that when subjected to mechanical wear because of the practically the same hardness of the binding phase and the carbide phase, the material removal approximately occurs evenly, i.e. a relief formation is avoided, while with the hard metal alloys, which contain the cobalt in the magnetic phase, always the soft cobalt first is attacked.

Diese Eigenschaft wird beispielsweise vorteilhaft ausgenutzt bei der Verwendung der vorgeschlagenen Hartmetallegierungen als Werkstoff für Führungen von Kunstfasern in säurehaltigen Lösungen sowie für Schreibgeräte, wie Schreib- und Ziehfederspitzen, die sowohl korrosionsbeständig sein müssen als auch beim Verschleiß keine Reliefbildung zeigen dürfen.This property is used to advantage, for example, in the Use of the proposed hard metal alloys as a material for guides of synthetic fibers in acidic solutions as well as for writing implements such as writing and extension spring tips, which must be resistant to both corrosion and wear must not show any relief formation.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. The use of a hard metal alloy, preferably sintered without pressure, consisting of up to 2511 / o cobalt, which is at least partially, preferably predominantly, as a fine-grained 8-phase, the remainder being tungsten carbide, mainly with a grain size of less as 1 1, i, exists, according to patent 851552, and in which the tungsten carbide is at least predominantly in the form of monotungsten carbide, as a material for objects which, in addition to high wear resistance and good mechanical strength, must have good corrosion resistance and polishability.

2. The use of a hard metal alloy according to claim 1, in which the tungsten carbide is partially replaced by other fine-grained, hard carbides, according to patent 851552, and in which the other fine-grained hard carbides in saturated form and in total amounts of about 0.5 to 25% are present for the purpose of claim 1.

3. The Use of a hard metal alloy according to Claim 1 or 2 as a material for guides of synthetic fibers in acidic solutions.

4. The use of a hard metal alloy according to claim 1 or 2 as a material for writing implements, such as writing and drawing nibs.

Documents considered: German Patent No. 851552; Swiss Patent No. 292 474; French Patent No. 981829; Industrie-Rundschau, 1953, issue

6. p. 20; R. Kieffer and P. Schwarzkopf, "Hard Materials and Hard Metals", 1953, pp. 392, 396, 402 and 432.