DE2204886B2

DE2204886B2 - Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Schnellarbeitsstahl-FormKdrpern

Info

Publication number: DE2204886B2
Application number: DE19722204886
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl.-Ing. 4005 Meerbusch Stadler
Original assignee: GfE Gesellschaft fuer Elektrometallurgie mbH
Current assignee: GfE Gesellschaft fuer Elektrometallurgie mbH
Priority date: 1972-02-02
Filing date: 1972-02-02
Publication date: 1979-04-05
Also published as: SE397205B; LU66935A1; GB1384658A; JPS4884707A; BE794406A; DE2204886A1; IT974464B; DE2204886C3; NL7301012A; CA980602A; FR2169937A1; FR2169937B1

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Sehnellarbeitsstahl-Formkörpern, die etwa 5% Molybdän, 6% Wolfram, 4% Chrom, 2% Vanadium, 1 % Kohlenstoff, Rest Eisen und schmelzbedingte Verunreinigungen enthalten, wobei zuerst eine komplexe Ferrolegierung als Vorlegierung erschmolzen, daraus ein Pulver erzeugt und dem Γ-iver weiteres duktiles Pulver beigemischt wird. Die Pulvererzeugung kann dabei auf verschiedene Weise erfolgen (z. B. US-PS 2383892).

Bei den bekannten gattungsgemäßen Verfahren (GB-PS 1142682) wird die Vorlegierung auf geeignete Weise, jedoch nicht als Ferrolegierung, zusammengeschmolzen und danach zu Pulver zerkleinert. Ebenso erfolgt die Herstellung des zweiten, duktilen Pulvers. Wird die Pulvermischung dann zu Formkörpern gepreßt, so sind verhältnismäßig große Preßdrücke erforderlich, um Festigkeit und geringe Porosität sicherzustellen. Diese Nachteile gelten auch für ähnliche Verfahren (US-PS 3150444, GB-PS 781083), bei denen die Beimischung der zweiten, duktilen Komponente fehlt.

Um die störend hohen Drücke zu vermeiden, ist es aus der Praxis bekannt, Karbide der Legierungselemente gesondert zu erzeugen, diese fein zu zerkleinern und in Pulverform zu überführen, mit duktilem Eisenpulver zu mischen und in der beschriebenen Weise zu pressen und zu sintern. Das gelingt mit den ir. der Pulvermetallurgie üblichen Preßdrücken, die niedriger sind als die des bekannten gattungsgemäßen Verfahrens. Die letztbeschriebene Verfahrensweise hat aber den Nachteil, daß die Herstellung der erforderlichen Metallkarbide und deren Zerkleinerung sehr aufwendig und damit unwirtschaftlich ist.

im übrigen kennt man sogenannte Ferroiegierungen (vgl. Lueger, Lexikon der Technik, Band S, 1963, S. 194 bis 197). Ferrolegierungen enthalten neben Eisen-ein Hauptelement, welches den Namen bestimmt, und evtl. noch weitere Elemente. Sie dienen zum Legieren von Stahlschmelzen sowie zur Desoxidation und Denitrjerung von Stahlschmelzen. Die Herstellung erfolgt im Hochofenverfahren, elektrothermisch, silikothermisch, aluminothermisch oder auch nach dem Wasserstoffreduktionsverfahren. Stets

ίο läßt sich erreichen, daß das Hauptelement, welches den Namen bestimmt, und gegebenenfalls auch die weiteren Elemente in karbidischer Form vorliegen. Die Existenz von Ferrolegierungen hat die Probleme um die pulvermetallurgische Herstellung von Schnell-

i^ri arbeitsstahl-Formkörpern bisher nicht beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu führen, daß die Formkörper mit sehr geringen Drücken verpreßt werden können, und zwar nichtsdestoweniger bei großer Fe-

JD stigkeit.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Vorlegierung aus

Ferrochrom mit etwa 70% Chrom und 4 bis 6% Kohlenstoff,

j·; Ferrowolfram mit etwa 80% Wolfram und 1 %

Kohlenstoff,

Ferromolybdän mit etwa 70% Molybdän und 0,1% Kohlenstoff,
Ferrovanadium mit etwa 80% Vanadium und

in 0,1% Kohlenstoff

zu einer komplexen Ferrolegierung der Zusammensetzung von etwa Wolfram 24%, Chrom 17%, Vanadium 8%, Molybdän 19%, Kohlenstoff 4%, Silizium 2%, Rest Eisen und schmelzbedingte Verunreinigun-

n gen zusammengeschmolzen und dem daraus erzeugten Pulver duktiles Eisenpulver beigemischt wird.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Schnellarbeitsstahl-Formkörper mit sehr geringen Drücken

in hergestellt werden können, und zwar mit großer Festigkeit. Darüber hinaus zeichnen sich die Formkörper bzw. die daraus hergestellten Werkzeuge durch lange Standzeiten aus. Vermutlich liegen in den Ferrolegierungen, mit denen erfindungsgemäß gearbeitet wird,

r, aber auch in der komplexen Ferrolegierung, die Karbide in einer Form vor, die für Schnellarbeitsstähle besonders günstig ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren richtet sich die Menge an duktilem Eisenpulver nach den Regeln,

-,ο die auch sonst in der Pulvermetallurgie für die Herstellung von SchneUarbeitsstahl-Formkörpern gelten. Das aus der Vorlegierung erzeugte karbidische Pulver enthält Legierungselemente in einer derart hohen Konzentration, daß überraschenderweise ein beson-

-,-, ders hoher Gehalt von handelsüblichem duktilem Eisenpulver beigegeben werden kann. Jedenfalls läßt sich das Pulver, selbst mit sehr hohem Karbidanteil, ohne weiteres etwa mit den in der Pulvermetallurgie für Eisenpulver üblichen Preßdrücken verarbeiten

_M, und in bekannter Weise sintern.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert:

Es sei beabsichtigt, einen Schnellarbeitsstahl, der etwa 5% Molybdän, 6% Wolfram, 4% Chrom, 2%

,rf Vanadium, 1 % Kohlenstoff, Rest Eisen, enthält, herzustellen. Dazu werden im Rahmen der Erfindung als Ausgangslegierungen die im Anspruch genannten eingesetzt.

Die Mengen dieser Ausgangslegierungen werden so gewählt, daß durch Zusammenschmelzen der genannten Komponenten eine sogenannte komplexe Ferrolegierung oder Vorlegierung mit folgenden Komponenten erhalten wird:

Wolfram	24%
Chrom	17%
Vanadium	8%
Molybdän	19%
Silizium	2%
Kohlenstoff	4%

Rest Eisen und schmelzbedingte Verunreinigungen.

Das Silizium fuhren die Ausgangsferrolegierungen mit. Diese Vorlegierung wird zerkleinert, Teilchengröße etwa wie bei Metallkarbiden üblich, und fm Verhältnis ein Teil Legierung, vier Teile duktiles Eisenpulver vermischt, verpreßt uüd gesintert. Die so erhaltenen Formkörper entsprechen der Zusammensetzung des angestrebten Stahls. Die Verpressung konnte dabei mit Drücken vorgenommen werden, die nicht höher sind als die zum Verpressen von Eisenpulver üblichen.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von SchneUarbeitsstahl-Formkörpern, die etwa 5% Molybdän, &% Wolfram, 4% Chrom, 2% Vanadium, 1% Kohlenstoff, Rest Eisen, enthalten - wobei zuerst eine komplexe Ferrolegierung als Vorlegierung erschmolzen, daraus ein Pulver erzeugt und dem Pulver ein weiteres, duktiles Pulver beigemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlegierung aus

Ferrochrom mit etwa 70% Chrom und 4 bis

6% Kohlenstoff,

Ferrowolfram mit etwa 80% Wolfram und

1% Kohlenstoff,

Ferromolybdän mit etwa 70% Molybdän und

0,1% Kohlenstoff,

Ferrovanadium mit etwa 80% Vanadium und

0,1% Kohlenstoff

zu einer komplexen Ferrolegierung der Zusammensetzung von etwa Wolfram 24%, Chrom 17%, Vanadium 8%, Molybdän 19%, Kohlenstoff 4%, Silizium 2%, Rest Eisen und schmelzbedingte Verunreinigungen zusammengeschmolzen und dem daraus erzeugten Pulver duktiles Eisenpulver beigemischt wird.