DE2063846C3 - Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus Schnellarbeitsstahl - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus Schnellarbeitsstahl

Info

Publication number
DE2063846C3
DE2063846C3 DE2063846A DE2063846A DE2063846C3 DE 2063846 C3 DE2063846 C3 DE 2063846C3 DE 2063846 A DE2063846 A DE 2063846A DE 2063846 A DE2063846 A DE 2063846A DE 2063846 C3 DE2063846 C3 DE 2063846C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
steel
sintered
matrix
speed steel
starting mixture
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.)
Expired
Application number
DE2063846A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2063846A1 (de
DE2063846B2 (de
Inventor
Thomas Eugene Warren Mich. Hale (V.St.A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carboloy Inc
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE2063846A1 publication Critical patent/DE2063846A1/de
Publication of DE2063846B2 publication Critical patent/DE2063846B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2063846C3 publication Critical patent/DE2063846C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • C22C33/0278—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5%
    • C22C33/0292—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5% with more than 5% preformed carbides, nitrides or borides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/067—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds comprising a particular metallic binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/08—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on tungsten carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus Schnellarbeitssiahl, bei dem ein WC, Co und Fe enthaltendes Ausgangsgemisch verpreßt, der Preßkörper gesintert und schließlich zur Überführung der Co-Fe-Matrix in Martensit gehärtet wird.
Formkörper aus Schnellarbcilssiahl wurden bisher hauptsächlich aus gegossenem und anschließend zur Verfeinerung des Gefüges warnibearbciielen. beispielsweise gewalztem oder geschmiedetem Ausgangsniaicrial hergestellt. Diese Hersicllungswcise ist verhältnismäßig aufwendig.
F.s wurde auch bereits versucht. Formkörper aus Schnellarbeitsstahl auf pulvcrmeialliirgischcni Wege herzustellen. Dabei ergaben sich jedoch Formkörper, die eine durchgehende Karbiclphase aufwiesen und daher außerordentlich spröde waren.
Aus der FR-PS 15 4 J 214 ist bereits ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, bei dem normalerweise ein aus Woframkarbid, Eisen und Kohlenstoff bestehendes Atisgangsgcmisch verwendet wird. Dabei kann ein Teil des Eisens durch Nickel allein oiler durch Nickel und Kobalt ersetzt werden. Im letzteren Fall erzielt man einen besonderen Härteeffekt. wenn die Matrix aus 80% Eisen, zwischen IO und 18% Nickel und /wischen 2 und 10% Kobalt bestehi. Heim Ansteigen des Koballgehaltes auf über 10% nimmt die Häric wieder ab.
Der Erfindung liegt die Ausgabe zugrunde, ein möglichst einfaches Verfahren /um Herstellen von Formkörpern aus Schncllarbeilssiahl /u schaffen, die sich gut /ur Zerspanung von Metallen eignen und sieh dabei im Vergleich zu bekannten Schncllarbeiissiählen durch besonders gute Stand/eil auszeichnen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist. daß ein Ausgangsgemisch verwendet wird, (.las aus I ~> bis 73% WC. Rest Co und Ie mit einem Gewichlsverhältnis von Co : Fc im Bereich /wischen 0(v> und 2.0 besteht, und der uns dem Ausgangsgemisch gebildete l'reßkörper bei einer Temperatur im Hereich von 1200 — 1400 C, bei der die Fe-Cn-MaIm sich teilweise verflüssigt, vollkommen dicht gesintert wird.
Ein nach dem Verfahren der Erfindung hergestellter Formkörper enthalt ein feines Gefüge aus Karbidteilchen, die in einer mariensilischen Fermmatrix eingelagert sind. Die Karbidteilchen bestehen dabei im wesentlichen vollständig aus Karbiden vom MC-Typ. Bei den in herkömmlicher Weise hergestellten Formkörpern aus Schnellarbeitsstahl bilden die Karbidteilchen ein sprödes Gitternetzwerk und bestehen hauptsächlich aus Karbiden vom MbC- und MjjCh-Typ. Die
ίο nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Formkörper aus Schnellarbeitsstahl zeichnen sich aufgrund des andersartigen Gefüges durch besonders gute Standzeit beim Einsatz als Werkzeug zur spanabhebenden Metallbearbeitung aus.
is Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Formkörper können gegebenenfalls auch noch warmausgelagcrt werden, um eine Ausscheidlingshärtung herbeizuführen. Diese Formkörper zeichnen sich durch eine besonders gute Warmhärte aus.
Das Sintern des aus dem Ausgangsgemisch gebildeten Prcßkörpers erfolgt bei einer Temperatur, bei der sich die Eisen Kobalt Matrix teilweise verflüssigt, der flüssige Anteil jedoch nicht so groß ist, daß der Preßkörper seine Form verliert. Die Sintertemperatur liegt im Bereich von 1200—I400°C und wird je nach Zusammensetzung des Ausgangsgemisches so gewählt, daß sich die Eisen-Kobalt-Matrix teilweise verflüssigt und der Preßkörper trotzdem seine Form beibehält. Für einen Preßkörper der beispielsweise aus 20% Eisen.
)0 20% Kobalt. 46.9% Wolfram und 3.1% Kohlenstoff besteht, und der zunächst in Wasserstoff bei 500"C verpreßt und dann in Vakuum gesiniert wird, liegt beispielsweise der kritische Sintertemperaiurbereich zwischen 1325 und I355"C. Der Sinterkörper wird /um
is Aushärlcn einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterworfen, bei der die Mairixphase in ein austenitisches Gefüge überführi wird, und /war über einen Zeitraum von einigen Minuten bis einigen Stunden. Die Legierung wird dann rasch abgekühlt.
■to beispielsweise durch Abschrecken mit Öl. um dadurch die austenilische Matrix in Mitrlcnsil /u verwandeln. Die Legierung kann daraufhin mittels Warmauslagcrung bis 650"C weiter gehiirlel werden. Die Auslagerung bewirkt eine sehr feine Ausscheidung, die die
·("> Warmhärte der Legierung erhöhl. Sowohl das Härten als auch das Warmauslagern sind Behandlungsschrille, die den bei Schnellstählen bekannten ähnlich sind.
Fs wurde ferner festgestellt, dal) die I lochlemperalurhärlc des Fe-Co-WC-Werk/eugstahls durch Vcrwen-
vi dung kleinerer Ziisiil/.c von Molybdän, Vanadium und Chrom, beispielsweise Mengen unter 10% der Matrix, weiter gesteigert werden kann. Wenn diese Zusätze richtig gemachl werden, werden das Grundgefüge und das Warmbehandliingscrgebnis nicht geändert, jedoch
Vi eine bedeutende I läriesteigerung bei allen Temperaturen bis wenigstens 704"C erzielt.
Die folgenden Heispiele dienen /ur Vcranschaulichung des Erfindiingsvorschlags. wobei alle Prozentsätze auf das Gewicht bezogen sind.
W Heispiel I
Ein Fe-Co-WC-Werkzeugstahl mit der Zusammensetzung 20% I c. JO%Co.47% W. {% C. wurde dadurch hergestellt, daß feine Pulver aus Fe, Co \uu\ WC hr> 24 Stunden lang in einer einen Durchmesser von 10,16 cm aufweisenden Kugelmühle gemahlen wurden, wobei Aceton als Mahlflüssigkeil verwendet wurde. Dann wurden I"/» Paraffin als Schmiermiiiel /ugcsclzi
und unter einem Druck von 2,1 MN/m-' wurden PreQkörper hergestellt. Die Preßkörper wurden daraufhin bei 5000C in einer Wasserstoffatmosphäre vorgesinlert, um das Paraffin zu entfernen, und 10 Min. lang bei I34O"C in einem Vakuumofen gesintert, währenddessen nur eine Teilverflüssigung des Bindemittels erfolgte. Der Sinterkörper war vollkommen dicht, eine Tatsaehe, die durch vollständiges Fehlen von Poren in dem Feingefüge erkenntlich wurde, das aus feinen diskreten WC-Teilchen bestand, die in der Ferro-Matrix eingebettet waren. Der Sinterkörper wurde daraufhin 20 Min. lang bei 1200"C wärmebehandelt, mit öl abgeschreckt und dann zwei Stunden bei 550°C warniausgelagert, wonach eine Abkühlung auf Raumtemperatur erfolgte, und sich ein weiteres zweistündiges Warmauslagern bei 550"C anschloß. Nach der Wärmebehandlung betrug die Rockwellhärte 70 und die Zugfestigkeit 3340 N/ mm2.
Warmhärteversuche zeigten, daß das in der obigen Weise wärmebehandeltc Material hüner als ein handelsüblicher T-15- Werkzeugstahl war. und /.war bis zu einer Temperatur von 600 'C, und geringfügig weicher als der T-15-Stahl bei 700"C. Der Τ-15-Siahl ist ein teuerer Werkzeugschnellstahl, der im allgemeinen als Stahl angesehen wird, der in der Werkzcugstahiklas- « se die besten melallspanenden Eigenschaften aufweist. Die einseitige Zerspanming von 1045-Stahl zeigte, daß die hier beschriebene Legierung in bezug auf Verschleißwiderstand nahezu mitdemT-|5-Stahl vergleichbar ist und auch in wesentlichen die gleiche Leistungsfähigkeit zeigt, d. h. die Abnahme der Lebensdauer des Werkzeugs entsprach mehr derjenigen eines Werkzeugstahls als eines einsatzgehärteten Karbids. Die Leistungsfähigkeit konnte also als für einen Werkzeugsehnellstah! sehr gut angesehen werden, der mit Hilfe der verhältnismäßig einfachen und preiswerten pulvermetallurgischen Technik hergestellt wurde.
Beispiel Il
Eine Legierungszusammenseizung eines Fe-Ce-WC-Werkzeugstahls wurde durch Zusetzen von Mo und Cr so geändert, daß die folgende Zusammensetzung erhalten wurde: 23,3% Fe, 233% Co. 47% W, 1,5% Mo. 1,5% Cr, 3,4%C. Diese Zusammensetzung wurde auf pulvermetallurgischem Wege und durch das im Beispiel I angewendete Wärmebehandlungsverfahren hergestellt. Die Rockwellhärte nach der Warmbehandlung betrug 74 und die Zugfestigkeit 1790 N/mm-. Die Warmhärte dieser Zusammensetzung war derjenigen des handelsüblichen T-15-Stahls bei allen Temperaturen bis zu 704"C überlegen. Wenn der hier beschriebene Stahl zur Bearbeitung von 1045-Stahl wie im obigen Beispiel I verwendet wurden ergab sich eine Werkzcugslandzeit, die derjenigen des T-15-Werkzeugstahls entsprach.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus Schnellarbeitsstahl, bei dem ein WC, Co und Fe enthaltendes Ausgangsgemisch verpreßt, der PreB-körper gesintert und schließlich zur Überführung der Co-Fe-Matrix in Martensit gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgangsgemisch verwendet wird, das aus 15 bis 75% WC, Rest Co und Fe mit einem Gewichtsverhältnis von Co : Fe im Bereich zwischen 0,65 und 2,0 besteht, und der aus dem Ausgangsgemisch gebildete Preßkörper bei einer Temperatur im Bereich von 1200—140O0C, bei der die Fe-Co-Matrix sich teilweise verflüssigt, vollkommen dicht gesintert wird.
2. Verfahren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß der gesinterte und gehärtete Preßkörper zur Erzielung einer Ausscheidungshärtung warmausgelagert wird.
DE2063846A 1969-12-29 1970-12-24 Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus Schnellarbeitsstahl Expired DE2063846C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US88885969A 1969-12-29 1969-12-29

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2063846A1 DE2063846A1 (de) 1971-07-01
DE2063846B2 DE2063846B2 (de) 1980-01-24
DE2063846C3 true DE2063846C3 (de) 1980-09-18

Family

ID=25394046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2063846A Expired DE2063846C3 (de) 1969-12-29 1970-12-24 Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus Schnellarbeitsstahl

Country Status (6)

Country Link
US (1) US3658604A (de)
JP (1) JPS4923964B1 (de)
DE (1) DE2063846C3 (de)
FR (1) FR2074262A5 (de)
GB (1) GB1288133A (de)
NL (1) NL175644C (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3909310A (en) * 1973-08-24 1975-09-30 Ford Motor Co Apex seal design
JPS5619361B2 (de) * 1973-09-14 1981-05-07
US4002471A (en) * 1973-09-24 1977-01-11 Federal-Mogul Corporation Method of making a through-hardened scale-free forged powdered metal article without heat treatment after forging
JPS5168172U (de) * 1974-11-25 1976-05-29
DE19520354C2 (de) * 1995-06-07 1997-07-10 Bt Magnettechnologie Gmbh Verfahren zum Einsatzhärten von höhermolybdänlegierten Sinterstählen
US6013225A (en) * 1996-10-15 2000-01-11 Zenith Sintered Products, Inc. Surface densification of machine components made by powder metallurgy
DE19800689C1 (de) * 1998-01-10 1999-07-15 Deloro Stellite Gmbh Formkörper aus einem verschleißfesten Werkstoff
SE519235C2 (sv) 1999-01-29 2003-02-04 Seco Tools Ab Hårdmetall med härbar bindefas
AT501801B1 (de) * 2005-05-13 2007-08-15 Boehlerit Gmbh & Co Kg Hartmetallkörper mit zähem oberflächenbereich
US7722803B2 (en) * 2006-07-27 2010-05-25 Pmg Indiana Corp. High carbon surface densified sintered steel products and method of production therefor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2176802A (en) * 1937-05-05 1939-10-17 Philips Nv Method of making hard metal alloys
US2637671A (en) * 1948-03-13 1953-05-05 Simonds Saw & Steel Co Powder metallurgy method of making steel cutting tools
US2789073A (en) * 1953-08-24 1957-04-16 Melvin F Kesting Method of heat treatment of carbide tips for tools to increase their working life
US3053706A (en) * 1959-04-27 1962-09-11 134 Woodworth Corp Heat treatable tool steel of high carbide content
US3183127A (en) * 1959-04-27 1965-05-11 Chromalloy Corp Heat treatable tool steel of high carbide content

Also Published As

Publication number Publication date
JPS4923964B1 (de) 1974-06-19
NL175644C (nl) 1984-12-03
DE2063846A1 (de) 1971-07-01
DE2063846B2 (de) 1980-01-24
US3658604A (en) 1972-04-25
GB1288133A (de) 1972-09-06
NL175644B (nl) 1984-07-02
FR2074262A5 (de) 1971-10-01
NL7018362A (de) 1971-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3864809A (en) Process of producing by powder metallurgy techniques a ferritic hot forging of low flow stress
DE19651740B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer Eisensinterlegierung mit Abschreckungsstruktur
US4954171A (en) Composite alloy steel powder and sintered alloy steel
AT505699B1 (de) Verfahren zur herstellung eines sintergehärteten bauteils
DE69512223T2 (de) Verfahren zur herstellung gesinterter teile
DE1298293B (de) Hochverschleissfeste, bearbeitbare und haertbare Sinterstahllegierung und Verfahren zu deren Herstellung
EP3007842B2 (de) Verfahren zur herstellung von warmbeständigen und verschleissfesten formteilen, insbesondere motorkomponenten
DE2650766A1 (de) Stahllegierungspulver
DE2063846C3 (de) Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus Schnellarbeitsstahl
DE102018201855A1 (de) Werkstoff, geeignet für additive Fertigung
DE69005402T2 (de) Verfahren zur Infiltration eines rohrförmigen Elements.
DE2903082C2 (de)
DE1962495C3 (de) Verfahren zur Herstellung von gesintertem Chromstahl hoher Dichte
DE2125534C3 (de) Verwendung von gesinterten Eisenlegierungen als Werkstoff für Ventilsitze im Brennkraftmaschinenbau
DE2049546B2 (de) Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung eines dispersionsverfestigten Legierungskörpers
DE4215851C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Hochtemperaturlagerlegierung
DE2645574A1 (de) Verfahren zur herstellung von mit kohlenstoff hoch legierten harten legierungen
DE69530129T2 (de) Hochfeste gesinterte legierung und verfahren zu deren herstellung
DE2220673C3 (de) Metallische Sinterlegierung, insbesondere Sinterstahllegierung
EP0149210B1 (de) Verfahren zum Herstellen hochfester, duktiler Körper aus Kohlenstoffreichen Eisenbasislegierungen
DE2903083A1 (de) Verguetbarer titancarbid-werkzeugstahl
DE2507375A1 (de) Eisenhaltige sinterlegierung mit verbesserter verschleissfestigkeit und verfahren zu deren herstellung
DE69419474T2 (de) Artikel aus Schwefel enthaltenden Werkzeugstahlpulver und Verfahren zu seiner Herstellung
DE19513911C2 (de) Lagerteile für die Anwendung bei hohen Temperaturen
DE3128236C2 (de) Selbstschmierende Hartstofflegierung

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: CARBOLOY, INC. (N.D.GES.D.STAATES DELAWARE), WARRE

8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: VOSSIUS, V., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. TAUCHNER, P., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. HEUNEMANN, D., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT. RAUH, P., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. HERMANN, G., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., PAT.-ANWAELTE, 8000 MUENCHEN