Verfahren zur Herstellung stahlgebundener Karbidhartlegierungen mit
genau voraus-. bestimmbarem Kohlenstoffgehalt der Grundlegierung Bei der Herstellung
von stahlgebundenen Karbidhartlegierungen spielt der Gehalt an freiem Kohlenstoff
im gesinterten Endprodukt eine wesentliche Rolle. Wird das Karbid einer austenitischen
Grundlegierung zugemischt, beispielsweise einer rostfreien Chrom-Nickel-Stahl-Legierung,
so ist möglichst kein Kohlenstoff in der Grundmasse erwünscht. Wird im anderen Fall
Kohlenstoff für die Härtung der Stahlgrundlegierung benötigt, so soll der Kohlenstoffgehalt
in genau abgewogener Menge zugesetzt werden können. Ist der Zusatz an Kohlenstoff
zu gering, so tritt eine unvollständige Härtung der Grundlegierung ein, die durch
nachträgliches Zulegieren von Kohlenstoff jedoch im allgemeinen verhältnismäßig
einfach auszugleichen ist. Wird dagegen nachträglich ein überangebot an Kohlenstoff
in der Grundmasse festgestellt, der als freier Graphit im Gefüge eingelagert ist,
so ist das Produkt in den meisten Fällen wegen der verschlechterten Festigkeitseigenschaften
Ausschuß. In begrenztem Umfang kann der freie Kohlenstoff durch Zumischen von Karbidbildner
gebunden werden, doch ist eine solche Verfahrensweise umständlich und teuer und
setzt die genaue analytische Bestimmung des Gehalts an freiem Kohlenstoff voraus,
die aber stets mit Ungenauigkeiten behaftet ist.Process for the production of steel-bonded carbide hard alloys with
exactly ahead. determinable carbon content of the base alloy during manufacture
the content of free carbon plays a role in steel-bonded carbide hard alloys
plays an essential role in the sintered end product. The carbide becomes an austenitic one
Basic alloy mixed in, for example a rustproof chrome-nickel-steel alloy,
as far as possible, no carbon is desired in the matrix. Will in the other case
Carbon is required for hardening the steel base alloy, so should the carbon content
can be added in precisely weighed amounts. Is the addition of carbon
too low, then incomplete hardening of the base alloy occurs
however, subsequent addition of carbon is generally proportionate
is easy to balance. If, on the other hand, there is subsequently an oversupply of carbon
found in the base mass, which is embedded in the structure as free graphite,
so is the product in most cases because of the deteriorated strength properties
Committee. To a limited extent, the free carbon can be added by adding carbide formers
be bound, but such a procedure is cumbersome and expensive and
requires the precise analytical determination of the free carbon content,
but which is always fraught with inaccuracies.
Eine genaue Vorausbestimmung des Kohlenstoffbedarfs für die härtbare
Grundmasse von Karbidhartlegierungen wird durch die bisherige Verfahrensweise, nämlich
die Verwendung hoch an Kohlenstoff abgesättigter Karbide, praktisch unmöglich gemacht.
Desgleichen wird die Korrosionsbeständigkeit austenitischer Grundmassen infolge
zu hohen Angebots an Kohlenstoff durch die abgesättigten Karbide stark verschlechtert.
Der Wunsch nach Absättigung der Karbide, die bisher Verwendung fanden, verlangt
schon bei der Herstellung dieser Komponente eine möglichst hohe Zugabe von Kohlenstoff,
die praktisch einen stöchiometrischen überschuß bedeutet, weil sonst die theoretisch
höchstmögliche Aufnahme des Karbids an Kohlenstoff, die dem absoluten, d. h. stöchiometrisch
errechenbaren Sättigungswert entspricht, der bei Titankarbid 20,05 % Kohlenstoff
beträgt, nicht gewährleistet ist. Als Folge stellt sich ein freier Kohlenstoffgehalt
im Karbid von 0,3 bis 2,5 0/0 ein. Dadurch ergibt sich ein nicht genau meßbares
Angebot an Kohlenstoff zur Grundlegierung, was bei kohlenstofffreien austenitischen
bzw. bei aushärtenden Grundlegierungen, die durch Zugabe von Kohlenstoff ausgehärtet
werden sollen, in vielen Fällen zu einer unerwünscht hohen Aufkohlung führt.An accurate prediction of the carbon requirements for the hardenable
The basic mass of carbide hard alloys is obtained by the previous procedure, namely
made the use of carbides highly saturated in carbon practically impossible.
Likewise, the corrosion resistance of austenitic base materials is a consequence
too high supply of carbon is greatly impaired by the saturated carbides.
The desire to saturate the carbides that have hitherto been used demands
the highest possible amount of carbon added during the manufacture of this component,
which practically means a stoichiometric excess, otherwise the theoretical one
highest possible absorption of the carbide in carbon, which corresponds to the absolute, d. H. stoichiometric
The calculable saturation value corresponds to that of titanium carbide with 20.05% carbon
is not guaranteed. As a result, there is a free carbon content
in the carbide from 0.3 to 2.5 0/0. This results in something that cannot be precisely measured
Supply of carbon to the base alloy, what with carbon-free austenitic
or in the case of hardening base alloys which are hardened by adding carbon
in many cases leads to an undesirably high level of carburization.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wird gemäß der Erfindung zur Herstellung
stahlgebundener Karbidhartlegierungen mit genau vorausbestimmbarem Kohlenstoffgehalt
der Grundlegierung vorgeschlagen, die Karbidkomponente, insbesondere Titankarbid,
unterkohlt zuzusetzen, so daß der gebundene Kohlenstoffgehalt wenigstens 0,5 %,
höchstens jedoch 2,5 0/0 unter dem absoluten, d. h. stöchiometrisch errechenbaren
Sättigungswert liegt, während der freie Kohlenstoffgehalt höchstens 0,1% beträgt.To avoid these disadvantages, according to the invention for production
steel-bonded carbide hard alloys with a precisely predictable carbon content
proposed the base alloy, the carbide component, in particular titanium carbide,
add undercarburized so that the bound carbon content is at least 0.5%,
but at most 2.5 0/0 below the absolute, i.e. H. stoichiometrically calculable
Saturation value is, while the free carbon content is at most 0.1%.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, nämlich die bewußte Vermeidung
der Absättigung des Karbidzusatzes zur Karbidhartlegierung, wird erreicht, daß kein
überschüssiges Angebot an Kohlenstoff im Karbid vorhanden ist, das die Grundlegierung
unzulässig hoch aufkohlen könnte.By the measure according to the invention, namely the deliberate avoidance
the saturation of the carbide addition to the carbide hard alloy, it is achieved that none
excess supply of carbon is present in the carbide, which is the base alloy
could carburize inadmissibly high.
Der für die Härtung der Grundmasse etwa notwendige Kohlenstoff wird
hier in genau abgemessener Form als Graphit zugegeben. Eine nachträgliche Sättigung
des Karbids durch den der Grundlegierung zugesetzten Kohlenstoff während des Sinterns
tritt nicht auf, weil die vollständige Absättigung insbesondere von Titankarbid
erst bei Temperaturen oberhalb 1800° C erfolgt. Die Sintertemperaturen für karbidhaltige
Legierungen mit beispielsweise 30 bis 70 % martensitischer oder sonstiger durch
Kohlenstoff aushärtender Grundmasse liegen niemals über 1600° C, so daß eine Aufkohlung
des Karbids bis zur Sättigung nicht eintritt.The carbon that is necessary for the hardening of the base material is
here added in precisely measured form as graphite. A subsequent saturation
of the carbide due to the carbon added to the base alloy during sintering
does not occur because the complete saturation especially of titanium carbide
only takes place at temperatures above 1800 ° C. The sintering temperatures for carbide-containing
Alloys with, for example, 30 to 70% martensitic or other through
Carbon-hardening base material is never above 1600 ° C, so that carburization
of the carbide does not enter until saturation.
Neben der Möglichkeit, Karbidhartlegierungen mit für die Aushärtung
der Grundmasse genau vorausbestimmbarem Kohlenstoffgehalt zu erzeugen, bietet das
erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß bei einer Zersetzung der Karbide während
des Sinterns im Vakuum kein oder nur vernachlässigbar wenig Kohlenstoff frei wird.
Ähnlich wie bei der Kohlenstoffabspaltung von Wolframkarbid beim
Übergang
in W.C im Schmelzfluß wurde bei der Sinterung von hochtitankarbidhaltigen Eisenlegierungen
starker Titankarbidzerfall an den dem Vakuum zugänglichen Stellen, im wesentlichen
also den Oberflächen des Sinterlings, beobachtet. Der frei werdende Kohlenstoff
kohlt die Grundlegierung so stark auf, daß es infolge der dadurch bedingten Herabsetzung
des Siedepunktes zu -starken Abdampfungen an der Oberfläche kommt, welche den bekannten
Nachteil, die Oberflächenporosität des Sinterkörpers, mit sich bringen. Diese porös
gewordene Oberflächenschicht muß nach der Sinterung abgeschliffen werden. Da weder
reines Titankarbid noch die Grundlegierung allein bei derselben Vakuumsinterung
diese Neigung zeigen, muß eine katalytische Wirkung der Grundlegierung auf das Titankarbid
angenommen werden. Durch Zusatz von unterkohlten Karbiden zur Hartstofflegierung
wird der Karbidzerfall zwar nicht vollständig verhindert, jedoch so weit unterbunden,
daß er nur in der alleräußersten Oberflächenschicht auftritt. Das beruht darauf,
daß der Anteil an frei werdendem Kohlenstoff geringer ist als bei vollständig abgesättigten
Karbiden, so daß ein geringerer Anteil der Grundmasse auf der Oberfläche durch die
Aufkohlung abdampft.In addition to the option of using carbide hard alloys for hardening
To produce a carbon content that can be precisely determined in advance of the base mass, this offers
The method according to the invention has the advantage that during decomposition of the carbides
sintering in a vacuum does not release any or only negligibly little carbon.
Similar to the elimination of carbon from tungsten carbide in
crossing
in W.C in the melt flow was used in the sintering of high titanium carbide iron alloys
strong titanium carbide decay at the points accessible to the vacuum, essentially
i.e. the surfaces of the sintered compact, observed. The released carbon
carbonizes the base alloy so strongly that it is due to the resulting degradation
of the boiling point comes to strong evaporation on the surface, which the well-known
The disadvantage, the surface porosity of the sintered body, bring with it. This porous
The surface layer that has become must be ground off after sintering. Since neither
pure titanium carbide still the basic alloy alone with the same vacuum sintering
show this tendency, the base alloy must have a catalytic effect on the titanium carbide
be accepted. By adding undercarburized carbides to the hard material alloy
the carbide disintegration is not completely prevented, but prevented to the extent that
that it occurs only in the very outermost surface layer. This is based on
that the proportion of released carbon is lower than with completely saturated
Carbides, so that a smaller proportion of the matrix on the surface through the
Carburization evaporates.