DE2063846C3 - Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus Schnellarbeitsstahl - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus SchnellarbeitsstahlInfo
- 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
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)
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.
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)
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)
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 |
-
1969
- 1969-12-29 US US888859A patent/US3658604A/en not_active Expired - Lifetime
-
1970
- 1970-12-09 GB GB5847170A patent/GB1288133A/en not_active Expired
- 1970-12-16 NL NLAANVRAGE7018362,A patent/NL175644C/xx not_active IP Right Cessation
- 1970-12-24 FR FR7046610A patent/FR2074262A5/fr not_active Expired
- 1970-12-24 DE DE2063846A patent/DE2063846C3/de not_active Expired
- 1970-12-29 JP JP45121964A patent/JPS4923964B1/ja active Pending
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 |