DE2129789A1

DE2129789A1 - Werkzeug zum Pressen von Ferritpulvern in einem Magnetfeld und seine Herstellung

Info

Publication number: DE2129789A1
Application number: DE19712129789
Authority: DE
Inventors: Oswald Foglar; Pierre Labernede
Original assignee: Ugine Carbone
Current assignee: Ugine Carbone
Priority date: 1970-06-18
Filing date: 1971-06-16
Publication date: 1971-12-23
Also published as: CA952546A; GB1350634A; DE2129789C3; NL7108345A; ZA713883B; NL171727C; FR2097258A5; CH540733A; IL37014A0; DE2129789B2; IL37014A

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING, VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 15.6.1971 Ke/Ax

UGINE-CARBONE ,

92 Rue Ampere, Grenoble (Frankreich).

Werkzeug zum Pressen von Ferritpulvern in einem Magnetfeld und seine Herstellung

Die Erfindung betrifft verbesserte Dorne und Matrizen, die zur Formung von Ferritpulvern durch Pressen in einem Magnetfeld dienen.

Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung von Magneten werden Ferritpulver auf Basis von Ba und/oder Sr in einem Magnetfeld trocken oder als Suspension in einer Flüssigkeit gepresst, wobei eine bevorzugte Orientierung der Körner im Preßling erzielt wird. Diese Preßlinge werden anschließend gesintert. Die so hergestellten Dauermagnete v/erden als hartmagnetische Ferrite bezeichnet.

Dieses Preßverfahren in einem Magnetfeld erfordert die Verwendung von Werkzeugen aus einem sehr schwach magnetischen oder unmagnetischen Metall. Im allgemeinen werden unmagnetische Steinte verwendet, die jedoch den Nachteil einer ungenügenden Verschleißfestigkeit haben.

Es wurde daher vorgeschlagen, Matrizen zu verwenden, die aus einem wirksamen Teil aus Hartmetall auf Basis von WC und Co bestehen, der in einen Stahlrahmen eingesetzt ist, der dem Hartmetall eine Vorspannung verleiht, die vermeidet, daß es im Betrieb zu großen Biege- und Zugbeanspruchungen ausgesetzt

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wird, denen es schlecht widersteht. Diese Matrizen müssen jedoch für die Verwendung in einem Magnetfeld aus einem unmagnetischen Werkstoff bestehen. Beispielsweise bestehen die Rahmen aus austenitisehem Stahl oder einer Nichteisenlegierung, z.B. Cu-Al und Cu-Ni. Für den wirksamen Teil aus Hartmetall wurde vorgeschlagen, den Anteil des als Bindemittelkomponente in einer Legierung auf Basis von WC dienen-Co auf K% zu reduzieren, aber diese Legierung ist spröde und brüchig, und ihre magnetische Sättigung ist noch zu hoch.

Ψ Durch Verwendung von hartmagnetischen Legierungen auf Basis von WC mit reduziertem C- und Co-Anteil beispielsweise für Drahtzieheisen wurde die Verschleißfestigkeit verbessert, aber die Sprödigkeit noch verstärkt.

Von der Anmelderin wurden für das Pressen von Ferritpulvern in einem Magnetfeld Werkzeuge entwickelt, die mechanische Festigkeit und eine sehr schwache magnetische Sättigung aufgrund spezieller Hartlegierungen in sich vereinigen.

Die Werkzeuge gemäß der Erfindung, die aus einem unrnagnetischen Rahmen beispielsweise aus austenitischem Stahl und einem wirksamen Teil aus einem Sinterhartmetall bestehen, ψ sind durch die folgende Zusammensetzung (in Vol«-?») gekennzeichnet;

WC und/oder TiC 80 bis

Ni oder unmagnetische Ni-Legierung 5 bis Metalle der Gruppen TV, V, VI

oder ihre Carbide O bis 10$.

Die Menge des als Bindemittel dienenden Metalls (Ni oder Ni-Legierung) kann in Abhängigkeit von der Dichte der Legie rungj, d.h. in Abhängigkeit vom Mengenverhältnis von WC und TiC, die sehr unterschiedliche Dichten haben, eingestellt werden. Vorzugsweise wird Ni als Bindemetall verwendet, jedoch kann man ihm andere Metalle wie Cu, Fe, Co, Mn, Re

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und Edelmetalle (Os, Ir, Pt, In, Rh, Ru, Pd) in einer Menge bis zu 30 Vol.-# der Legierung zulegieren.

Wenn WC als Grundearbid des Hartmetalls vorliegt, werden Mo und Cr als Zusatzmetalle (oder ihre Carbide) bevorzugt. Wenn das Grundearbid aus TiC besteht, v/erden Ta, V, Hf, Nb, Zr und W als Zusatzmetalle verwendet. Bevorzugt als Zusatz wird Mo₀C + TaC.

Bevorzugt für die Werkzeuge gemäß der Erfindung wird eine Hartlegierung auf Basis von WC der folgenden Zusammensetzung (in Vol.-%):

WC 80 bis 91,5#

Ni 8 bis 1556

Mo und/oder Cr und/oder

ihre Carbide 0,5 bis 5#

Das ebenfalls in den Rahmen der Erfindung fallende Verfahren zur Herstellung dieser Hartlegierungen besteht darin, daß man die zu feinen Pulvern gemahlenen Bestandteile mischt und das Gemisch mechanisch oder isostatisch preßt und die Preßlinge unter Vakuum oder unter Wasserstoff bei etwa 14OO°C sintert. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein WC-Pulver mit einem Gehalt an gebundenem Kohlenstoff zwischen 5,50 und 6,13 Gew.-$ und einer Korngröße unter 3 A*> vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5 M> verwendet.

Es ist häufig vorteilhaft, Zusatzelemente in Form von gemischten Carbiden zuzugeben.

Beispiel

Ein Pulvergemisch, das 93,5 Gew.-^ WC, 5,5 Gew.-% Ni und 1 Gew.~£i Mo enthält und eine Korngröße von 0,8 λι hat, wird

hergestellt, mechanisch gepreßt und unter Vakuum bei gesintert. Hierbei wird ein Hartmetall erhalten, das eine Dichte von 1^J1,9, eine magnetische Sättigung von 1,6 Gauss crrr/g entsprechend einer Induktion bei Sättigung von ?3,8

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Gauss, eine Vickers-Härte von l600 kg/mm und eine Biege-

festigkeit von I50 kg/mm hat. Dieses Hartmetall wird bearbeitet und dann in einen Rahmen aus austenitischem Stahl unter Ausübung einer geregelten Vorspannung eingesetzt. Auf diese Weise wird ein Werkzeug erhalten, mit dem vor dem Verschleiß zehn- bis zwanzigmal mehr Ferritformteile als mit einem gleichen Werkzeug aus Stellit hergestellt werden können.

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Claims

Patentansprüche

1. Werkzeug zum Pressen von Perrltpulvern in einem Magnetfeld, bestehend aus einem unmagnetischen Rahmen beispielsweise aus austenitischem Stahl und einem wirksamen Teil aus Sinterhartmetall, gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung des Hartmetalls:

WC und/oder TiC ßO bis 95 Vol.-#

Ni oder Ni-Legierung 5 bis 20 # Metalle der Gruppe IV, V, VI

oder ihre Carbide 0 bis 10

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartmetall 80 bis 95 Vol.-Ji WC, 5 bis 20 Vol.-Ni oder Ni-Legierung und nicht mehr als 5 Vol.-j6 Molybdän und/oder Molybdäncarbid enthält.

5. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartmetall 80 bis 95 Vol.-Ji WQ 5 bis 20 Vol.-% Ni oder Ni-Legierung und nicht mehr als 5 Vol.-J^ Chrom und/oder Chromcarbid enthält.

4. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartmetall 80 bis 95 Vol.-Ji TiC, 5 bis 20 Vol.-Ji Ni oder Ni-Legierung und einen Zusatz wenigstens eines der Metalle Mo, Cr, Ta, V, Hf, Nb, Zr, W und/oder ihrer Carbide enthält.

5· Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartmetall Mo₂C + TaC als Zusatz enthält.

6. Verfahren zur Herstellung von Hartmetall für die Herstellung von Werkzeugen nach Anspruch 1 bis 5* wobei man die zu feinen Pulvern gemahlenen Bestandteile mischt und das Gemisch presst und unter Vakuum oder Wasserstoff bei etwa l400 C sintert, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial ein WC-Pulver verwendet, das 5»5 bis 6,15

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Gew.-% gebundenen Kohlenstoff enthält und eine Teilchengröße unter ~5 u, vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5 M hat.

7· Verfahren zur Herstellung von Hartmetall nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mo in Form von reinem Metall eingeführt wird.

8. Verfahren zur Herstellung von Hartmetall nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß man dem TiC und Ni Mischkristalle von TiC + MOpC + TaC zumischt.

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