DE1558477C - Highly wear-resistant, machinable and hardenable sintered steel alloy - Google Patents
Highly wear-resistant, machinable and hardenable sintered steel alloyInfo
- Publication number
- DE1558477C DE1558477C DE1558477C DE 1558477 C DE1558477 C DE 1558477C DE 1558477 C DE1558477 C DE 1558477C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- alloy
- resistant
- machinable
- sintered steel
- steel alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 title claims description 13
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 16
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical compound [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052803 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- TXKRDMUDKYVBLB-UHFFFAOYSA-N methane;titanium Chemical compound C.[Ti] TXKRDMUDKYVBLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 210000002356 Skeleton Anatomy 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 230000036826 Excretion Effects 0.000 description 1
- 210000001138 Tears Anatomy 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N azanylidynechromium Chemical compound [Cr]#N CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HZEIHKAVLOJHDG-UHFFFAOYSA-N boranylidynecobalt Chemical compound [Co]#B HZEIHKAVLOJHDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 231100000078 corrosive Toxicity 0.000 description 1
- 231100001010 corrosive Toxicity 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable Effects 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Description
Die Erfindung betrifft eine hochverschleißfeste, im lösungsgeglühten Zustand bearbeitbare und durch Anlassen ausscheidungshärtbare Sinterstahllegierung nach Patent 1257 440.The invention relates to a highly wear-resistant, machinable in the solution-annealed state and through Tempering precipitation hardenable sintered steel alloy according to patent 1257 440.
Härtbare Sinterstahllegierungen, die aus einer Karbid- und Stahlkomponente zusammengesetzt und auf pulvermetallurgischem Wege zu Körpern verarbeitet werden, sind bereits bekannt. Die Karbidkomponente, die in Mengen von 25 bis 75 % der Gesamtlegierung vorhanden sein kann, wird der Stahlgrundmasse zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit zugegeben. >Hardenable sintered steel alloys, which are composed of a carbide and steel component and are processed into bodies by powder metallurgy methods are already known. The carbide component, which can be present in amounts of 25 to 75% of the total alloy, becomes the steel matrix added to increase wear resistance. >
Es sind grundsätzlich zwei Herstellungsverfahren solcher Sinterstahllegierungen mit Gehalten an Hartstoffen, wie Karbiden, Boriden oder Nitriden, üblich. Einmal kann die Legierung durch Mischen der pulverförmigen Ausgangskomponenten, Pressen und Sintern hergestellt werden, oder man erzeugt zunächst ein Hartstöff-, insbesondere Karbidskelett und tränkt dieses Skelett mit der gewünschten Stahlgrundmasse, soThere are basically two manufacturing processes of such sintered steel alloys with contents of hard materials, such as carbides, borides or nitrides, common. Once the alloy can be mixed by mixing the powdery starting components, pressing and sintering are produced, or one produced first a hard material, in particular a carbide skeleton, and soaks this skeleton with the desired steel base, see above
Gegenstand des Patents 1257 440 ist eine neue Legierung vom Typ der Sinterstahllegierungen mit eingelagertem Karbid, die hochverschleißfest, im lösungsgeglühten Zustand bearbeitbar und auch härtbar ist. Die neue Sinterstahllegierung erfüllt insbesondere die wichtige Forderung, daß die aus ihr hergestellten Gegenstände bei der auf die Fertigbearbeitung folgenden Härtung keinerlei Verzug erleiden.The subject of patent 1257 440 is a new one Alloy of the type of sintered steel alloys with embedded carbide, which is highly wear-resistant, im solution annealed condition is machinable and also hardenable. The new sintered steel alloy meets in particular the important requirement that the objects made from it when on the finishing following hardening do not suffer any delay.
Sinterstahllegierungen mit Karbidanteil, bei denen die Stahlmatrix durch "Umwandlung härtbar ist, weisen infolge der bei der Umwandlung auftretenden Volumenänderung häufig Risse im Mikrogefüge auf, die bei der Beanspruchung, insbesondere durch Schlag, Ausgangspunkt für Dauerbrüche an den im Betrieb eingesetzten Teilen darstellen.Sintered steel alloys with a carbide content, in which the steel matrix can be hardened by "conversion," often have cracks in the microstructure as a result of the change in volume that occurs during conversion.
Es sind zwar auch schon durch Ausscheidung härtbare Sinterstahllegierungen mit eingelagerter Hartstoffkomponente (Karbide, Nitride, Boride) bekannt, die infolge ihres andersartigen Verhaltens beim Härtevorgang nicht so anfällig gegen Verzug sind wie die durch-Umwandlung härtbaren Legierungen, jedoch sind die bisher bekanntgewordenen, durch Ausscheidung härtbaren Hartstofflegierungen mit Stahlmatrix infolge ihres hohen Hartstoff anteils nicht bearbeitbar. There are known even been through excretion curable sintered steel alloys having an embedded hard material component (carbides, nitrides, borides) facing arrears are not as vulnerable because of their dissimilar behavior during hardening process as the curable conversion alloys, however, are the previously known, by precipitation Hardenable hard alloys with a steel matrix cannot be machined due to their high proportion of hard material.
Zur Lösung der erwähnten Aufgabe wird in dem Patent 1 257 440 eine Sinterlegierung vorgeschlagen, die ausA sintered alloy is proposed in patent 1,257,440 to achieve the above-mentioned object, from
27 bis 35·/» Titahkarbid mit weniger als 27 to 35 · / » titanium carbide with less than
0,1 ·/» an freiem Kohlenstoff,0.1 · / »of free carbon,
12 bis 26Vo Nickel,12 to 26Vo nickel,
5 bis 11·/. Kobalt, .. .,,5 to 11 · /. Cobalt, ... ,,
3 bis 7% Molybdän,3 to 7% molybdenum,
0,15 bis 2,4 «/ο Titan,0.15 to 2.4 «/ ο titanium,
0,05 bis 0,6% Aluminium,0.05 to 0.6% aluminum,
0,03·/» Kohlenstoff,0.03 · / »carbon,
Rest Eisen sowie unvermeidbare Verunreinigungen an Phosphor, Schwefel und Silizium besteht. - The remainder consists of iron and unavoidable impurities such as phosphorus, sulfur and silicon. -
Lochblechen. Die erfindungsgemäße Legierung ist im lösungsgeglühten Zustand bearbeitbar, wofür der nicht zu hoch angesetzte Karbidanteil sowie der Charakter der Stahlmatrix verantwortlich sind. Zum anderen ist die genannte Legierung gemäß dem-Pa-,4 tent 1 257 440 durch Anlassen ausscheidungshärtbar, was sich insbesondere auf. die völlige Verzugsfreiheit beim Härten außerordentlich günstig auswirkt. Damit weist diese Sinterstahllegierung mit Karbidkomponente Eigenschaften auf, die keine bisher bekannte Legierung gleichen Typs in sich vereint.Perforated sheets. The alloy according to the invention can be machined in the solution-annealed state, for which the Not too high a carbide content and the character of the steel matrix are responsible. To the other is the said alloy according to the-Pa-, 4 tent 1 257 440 precipitation hardenable by tempering, which is particularly evident. the complete freedom from warpage has an extremely beneficial effect on hardening. This sintered steel alloy has a carbide component Properties that no previously known alloy of the same type combines.
Sie besitzt darüber hinaus noch eine weitere günstige Eigenschaft, nämlich eine hohe Warmfestigkeit, was sie für Werkzeuge, Werkzeugteile und Maschinenelemente, die gleichzeitig starkem Verschleiß und hoher Temperatur ausgesetzt sind, z. B. Werkzeuge zum Verpressen von Kunststoffen, Matrizen und Stempeln zur Warmverformung von Stahl, Leicht-, Schwer- und Buntmetallen mit Vorteil verwendbar macht.It also has another favorable property, namely high heat resistance, what they do for tools, tool parts and machine elements that are subject to heavy wear and tear at the same time exposed to high temperature, e.g. B. Tools for pressing plastics, matrices and Stamping for hot forming of steel, light, heavy and non-ferrous metals can be used with advantage power.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, die Sinterstahllegierung gemäß dem Patent 1257 440 noch korrosionsbeständig zu machen. Dies wird erfindungsgemäß durch den Ersatz von bis zu 60% des Nickelgehalts durch Chrom erreicht. Entsprechend dem genannten Prozentsatz soll also Chrom in Mengen von 7 bis 16% des Gesamtgewichts der erfindungsgemäßen Legierung zugesetzt werden können.The object of the present invention is now to provide the sintered steel alloy according to patent 1257 440 still to make corrosion-resistant. According to the invention, this is achieved by replacing up to 60% of the Nickel content achieved by chromium. Chromium should therefore be in quantities corresponding to the percentage mentioned from 7 to 16% of the total weight of the alloy according to the invention can be added.
Der erfindungsgemäßen Sinterstahllegierung können auch noch geringe Gehalte an Stickstoff bis 0,04%, Bor bis 0,01 «/0 und Zirkonium bis 0,05% hinzugefügt werden. Der Zusatz dieser Elemente kann über Chrom—Stickstoff, Ferrobor oder Kobalt—Bor bzw. Zirkonmetall erfolgen.The sintered steel alloy according to the invention can also contain low levels of nitrogen up to 0.04%, boron up to 0.01% and zirconium up to 0.05% to be added. These elements can be added via chromium-nitrogen, ferroboron or cobalt-boron or zirconium metal.
Nachfolgend wird ein Beispiel für die Herstellung von Gegenständen aus einer Legierung mit The following is an example of making articles from an alloy using
βοβο
Die genannte Legierung ist zur pulvermetallurgischen Herstellung, d. h. Mischen, Pressen und Sintern der pulverförmigen Ausgangsstoffe, von Werkzeugen und Maschinenteilen bestimmt, die beim Härten keinerlei Verzug erleiden, z. B. Matrizen zum Stanzen vonThe said alloy is used for powder metallurgy Manufacture, d. H. Mixing, pressing and sintering of powdered raw materials, tools and Determines machine parts that do not suffer any distortion during hardening, e.g. B. dies for punching
Ein Gemisch aus den einzelnen Legierungskomponenten der Stahllegierung mit dem Titankarbid wurde auf eine Korngröße von im Durchschnitt 3 bis 5 μηι gemahlen, zu Formteilen verpreßt und zwischen 1340 und 13800C, vorzugsweise 13600C im Vakuum von kleiner als 10~* nun Hg gesintert. Die Sinterlinge wurden dann bei 820 bis 860° C einer Lösungsglühbehandlung mit 4stündiger Haltezeit und anschließender LuftabkUhlung unterzogen. Die Härte betrug danach 45 HRC. In diesem Zustand, bei dem die gebildeten intermetallischen Phasen in den Kristallen gelöst sind, konnten die Teile spanend bearbeitet werden, wodurch sie ihre endgültige Form erhielten. A mixture of the individual alloy components of the steel alloy with the carbide was ground to a grain size of on average 3 to 5 μηι, pressed to give moldings and 1340-1380 0 C, preferably 1360 0 C in a vacuum of less than 10 ~ * mm Hg sintered . The sintered compacts were then subjected to a solution heat treatment at 820 to 860 ° C. with a holding time of 4 hours and subsequent air cooling. The hardness was then 45 H RC . In this state, in which the intermetallic phases formed are dissolved in the crystals, the parts could be machined, giving them their final shape.
Die Härtung der fertigbearbeiteten Teile erfolgte je nach der für den Verwendungszweck notwendigen Härte durch Anlassen bei 480° C bei einer Haltezeit von 6 Stunden auf dieser Temperatur und anschließender Luftabkühlung. Die Legierung wies danach eine Härte von 62 bis 65 HRC auf. " "The hardening of the finished parts took place, depending on the hardness required for the intended use, by tempering at 480 ° C. for a holding time of 6 hours at this temperature and subsequent air cooling. The alloy then had a hardness of 62 to 65 H RC . ""
Sowohl das Lösungsglühen als auch die Härtung durch Anlassen sollten in vollkommen neutralen Medien öder inerten Atmosphären erfolgen, um jegliche Aufnahme von unerwünschten Stoffen, z.B. Kohlenstoff und Sauerstoff, zu vermeiden.Both the solution heat treatment and the hardening by tempering should be carried out in completely neutral media or inert atmospheres to avoid any absorption of undesirable substances, e.g. carbon and oxygen, to avoid.
Nach der Härtung der Formteile durch Anlassen zeigte sich keinerlei Verzug, der zur Maßungenauigkeit der Teile oder Spannungsrissen Anlaß geben konnte. Die Teile besaßen neben der hohen Härte und Warmfestigkeit auch gute Korrosionsbeständigkeit, was sie für die Herstellung verschleißfester! Werkzeuge und Teile, die korrodierender Atmosphäre ausgesetzt sind, geeignet macht. After the moldings had hardened by tempering, there was no distortion whatsoever, leading to dimensional inaccuracy which could give rise to parts or stress cracks. The parts possessed besides the high hardness and heat resistance also good corrosion resistance, which makes them more wear-resistant! Makes tools and parts that are exposed to a corrosive atmosphere suitable.
aoao
Claims (3)
0,1% an freiem Kohlenstoff,
12 bis 26% Nickel,
5 bis 11% Kobalt,
3 bis 7% Molybdän,
0,15 bis 2,4% Titan,
0,05 bis 0,6% Aluminium,
; 0,03% Kohlenstoff,27 to 35% titanium carbide with less than
0.1% of free carbon,
12 to 26% nickel,
5 to 11% cobalt,
3 to 7% molybdenum,
0.15 to 2.4% titanium,
0.05 to 0.6% aluminum,
; 0.03% carbon,
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2722271C3 (en) | Process for the production of tools by composite sintering | |
| DE69734515T2 (en) | SINTERED HARD ALLOY | |
| DE2407410B2 (en) | Carbide hard metal with precipitation hardenable metallic matrix | |
| DE1298293B (en) | Highly wear-resistant, machinable and hardenable sintered steel alloy and process for their production | |
| DE3853000T2 (en) | COMPOSED ALLOY STEEL POWDER AND Sintered Alloy Steel. | |
| DE2244470A1 (en) | HIGHLY CORROSION RESISTANT AND WEAR RESISTANT SINTER STEEL ALLOY | |
| WO2006131129A1 (en) | Aluminium plain bearing alloy | |
| DE2048151B2 (en) | THERMAL TREATMENT CHROME-BASED CARBIDE TOOL STEEL AND THE USE OF IT | |
| DE2407411B2 (en) | Heat-resistant and wear-resistant nickel-based alloy | |
| EP3412790B1 (en) | Precipitation hardening steel and use of such a steel for thermoforming tools | |
| AT393642B (en) | USE OF AN IRON BASED ALLOY FOR THE POWDER METALLURGICAL PRODUCTION OF PARTS WITH HIGH CORROSION RESISTANCE, HIGH WEAR RESISTANCE AND HIGH TENSITY AND PRESSURE STRENGTH, ESPECIALLY FOR THE PROCESS | |
| DE102014112374A1 (en) | Steel with high wear resistance, hardness and corrosion resistance as well as low thermal conductivity and use of such a steel | |
| DE2447137A1 (en) | STEEL ALLOY RESISTANT AGAINST PITCH CORROSION | |
| DE2556102A1 (en) | PROCESS FOR PRODUCING TITANIUM NITRIDE BASED Sintered alloys | |
| DE60002669T2 (en) | HIGH-FIXED POWDER METALLURGICAL TOOL STEEL AND ITEM OBTAINED THEREFROM | |
| DE10244972A1 (en) | Refractory steel and method of manufacturing the same | |
| DE60011115T2 (en) | STEEL MATERIAL, ITS USE AND MANUFACTURE | |
| DE19909810A1 (en) | Steel composition for hot working | |
| DE1558477C (en) | Highly wear-resistant, machinable and hardenable sintered steel alloy | |
| DE2630266A1 (en) | SINTER STEEL ALLOY | |
| WO2018095610A1 (en) | Powder metallurgy produced steel material, method for producing a component from said type of steel material and component produced from the steel material | |
| DE3785746T2 (en) | Abrasion resistant, sintered alloy and its manufacture. | |
| DE1558477B1 (en) | Highly wear-resistant, machinable and hardenable sintered steel alloy | |
| DE1257440B (en) | Highly wear-resistant, machinable and hardenable sintered steel alloy and process for the production of this alloy | |
| DE2220673B2 (en) | Metallic sintered alloys, in particular sintered steel alloys |