DE2556102C3 - Verfahren zum Herstellen hxxochverschleißfester Sinterhartmetalle auf Titannitridbasis - Google Patents
Verfahren zum Herstellen hxxochverschleißfester Sinterhartmetalle auf TitannitridbasisInfo
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- 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
Description
Titannitrid lenkt als geeignetes Material für spanabhebende
Werkzeuge wegen seiner ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit und hohen Würmeschockbestandigkeit
die Aufmerksamkeit auf sich. Es ist jedoch nur sehr schwach mit den als Bindemetall verwendeten
Metallen der Eisengruppe benetzbar, so daß es zur Zeit nur mit Legierungen auf TiC-Basis oder WC-Basis
in Mengen von etwa 10 bis 20Gew.-% verbunden werden kann. Wenn die beigelugte Menge 30 Gew.-1Zo
überschreitet, bilden sich in dem erhaltenen Sinterhartmetall Lunker, und die Festigkeit nimmt ab.
Dagegen ist TiC mit den als Bindemetall verwendeten Metallen der Eisengruppe ausgezeichnet benetzbar,
wenn letztere zusammen mit WC oder Mo2C vorliegen, so daß dann dichte Sinterhartmetalle gebildet
werden können. Deshalb könnte es als wirkungsvoll angesehen werden, auf der Oberfläche von TiN-Teilchen
eine dünne TiC-Schicht auszubilden. Die Größe der TiN-Tcilchen ist jedoch sehr gering (in der
Größenordnung von Mikron), so daß es technische Schwierigkeiten bereitet, eine feste Haftung einer einheitlichen
TiC-Schicht auf der Oberfläche der TiN-Teilchen mit Hilfe eines beliebigen Beschichtungsverfahrens,
wie Dampfphasenabscheidung, Elektrophorese, gemeinsame Ausfällung u. dgl., herbeizuführen.
Zufriedenstellende Ergebnisse konnten jedenfalls bis j.;tzt nicht erzielt werden.
Die Erfinder haben nun festgestellt, daß beim Erhitzen eines Formkörpers, aus pulverförmigem TiN,
einem pulverförmigen Bindemetall und einer kleinen Menge pulverförmipen Kohlenstoffs das Bindemetall
bei etwa 1280' C zu schmelzen beginnt und bei weiterer Temperaturerhöhung feine Teilchen des pulverförmigen
TiN und feine Teilchen des pulverförmigen Kohlenstoffs in der Bindemetallschmelze gelöst werden,
wobei Stickstoff aus dem gelösten TiN ausdampft, und daß dann der gelöste Kohlenstoff mit dem gelösten
Titan reagiert und sich TiC an der Oberfläche von großen TiN-Teilchen abscheidet. Auf dieser Erscheinung
beruht die Erfindung.
Der Erfindung liegt dementspiechend die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen hochverschlcißfester Sinterhartmetall auf Titannitridbasis, die
sich für die spanabhebende Hochgeschwindigkeitsbearbeitung eignen, anzugeben.
2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf ein Pulvergemisch, in dem nicht mehr als 50%
der TiN-Menge durch Titankarbid, Wolframkarbid und/oder Tantalkarbid ersetzt worden sind.
3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf ein Pulvergemisch mit Acetylenruß als Kohlenstoff.
4. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf ein Pulvergemisch mit organischen kohlenstoffhaltigen
Stoffen als Kohlenstoff-Quelle.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet.
Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen im einzelnen erläutert.
TiN, Mo2C, Ni, Co und Mo, die jeweils eine durchschnittliche
Teilchengröße von etwa 1,2μπι hatten und
üblicherweise als Ausgangsstoffe fürSinterhartmctalle
für spanabhebende Werkzeuge verwendet werden, sowie Acetylenruß mit einer Reinheit von 98% wurden
in den in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Mischungsverhältnissen gemischt. Hierbei wurde die
Menge an beigemischtem Acetylenruß auf 3 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile TiN festgesetzt. Die erhaltenen
Mischungen wurden im Naßverfahren etwa 40 Stunden lang auf konventionelle Weise in einer
rostfreien Stahlkugelmühle mit Sinterhartmetallkugeln durchmischt und pulverisiert. Nach dem Pulverisieren
hatten die Gemische eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,6 bis 0,8 μΐη. Die Gemische wurden gepreßt
und die Preßkörper bei 1550 bis 1730"C 30 Minuten lang im Vakuum /u Sinterplättchen für spanabhebende
Werkzeuge gesintert. Die Querbruchfestigkeit und die Härte der Plättchen wurden gemessen. Außerdem
wurden weitere Sinterplättchen für spanabhebende Werkzeuge unter den vorstehend beschriebenen
Bedingungen hergestellt und auf eine Länge von 12,7 mm, eine Breite von 12,7 mm und eine Dicke von
4,8 mm (R =0,8 mm) geschliffen und poliert, wonach die folgenden Haltbarkeitsprüfungen durchgeführt
wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angeführt.
Schnittbedingungen
Gußeisenstange FC-20
Schneidgeschwindigkeit
Schneidtiefe
Vorschub
Schneidzeit
Schneidtiefe
Vorschub
Schneidzeit
kontinuierliche spanabhebende Bearbeitung
180 m/min
1,0 mm
0,31 mm/Umdrehung
60 min
Wie | 3 | Zusammensetzung | Mo | Mo2C | Binde | 25 56 102 | Menge an | Sinter- | Eigenschaften der | Härte | 4 | Bemerkungen | 100 Gewichtsteile an im Ge | |
ben I | (Gewichtsteile | metall | -"ulvergemisch aus TiN, Mo und/ | tempe- | plättchen | (HRA) | festgesetzt war und bei denen | |||||||
TiN | I"ritU Γ | Quer | Sinter- | |||||||||||
bruch | ||||||||||||||
Tabelle 1 | 2 | Ni 3 | festigkeit | 92,6 | Flanken | |||||||||
Probe | 5 | Ni 5 | Acetylen | ( C) | (N/mm2) | 92,5 | verschleiß | |||||||
Nr. | 95 | 10 | Ni 5 | ruß | 1730 | 970 | 92,5 | |||||||
90 | 5 | Ni 10 | 1700 | 990 | 92,2 | (mm) | ||||||||
85 | 5 | Co 10 | 1650 | 980 | 92,0 | 0,91 | ||||||||
85 | 5 | Ni 5 | 2,85 | 1650 | 1090 | 0,21 | ||||||||
85 | Co 5 | 2,70 | 1650 | 1090 | 92,2 | 0,21 | ||||||||
1 | 85 | 5 | Ni 10 | 2,55 | 92,2 | 0,22 | ||||||||
2 | 3 | 2 | Ni 10 | 2,55 | 1650 | 1080 | 92,2 | 0,22 | ||||||
3 | 85 | 15 | Ni 5 | 2,55 | 1650 | 1080 | 92,4 | |||||||
4 | 85 | 10 | Ni 10 | 1650 | 1080 | 92,1 | 0,21 | |||||||
I 4a | 80 | 20 | Ni 3 | 2,55 | 1600 | 1020 | 92,7 | 0,21 | ||||||
I 4b | 80 | 15 | Ni 10 | 2,55 | 1600 | 1100 | 92,1 | 0,21 | ||||||
\ | 77 | 10 | Ni 15 | 2,55 | 1600 | 980 | 91,9 | 0,22 | ||||||
j 4c | 75 | 20 | Co 10 | 2,40 | 1580 | 1050 | 92,2 | 0,21 | ||||||
' 4d | 75 | 20 | Ni 10 | 2,40 | 1580 | 1170 | 92,1 | 0,19 | ||||||
I 5 | 70 | 15 | 5 | Ni 10 | 2,31 | 1570 | 1090 | 92,2 | 0,20 | |||||
Ϊ 6 | 70 | 5 | 15 | Co 10 | 2,25 | 1570 | 1050 | 92,2 | 0,25 | |||||
I 7 | 70 | 20 | Ni 15 | 2,25 | 1570 | 1060 | 92,1 | 0,21 | ||||||
i 8 | 70 | 12 | Ni 1 | 2,10 | 1570 | 1060 | 90,1 | 0,22 | ||||||
! 9 | 65 | 2,10 | 1570 | 1160 | 0,21 | |||||||||
ί 10 | 77 | 2,10 | 1600 | 580 | 0,20 | Außerhalb | ||||||||
; 10a | 22 | Ni 3 | 2,10 | 91,1 | 0,24 | der Erfin | ||||||||
10 b | 1,95 | Zerspa | dung (Ni) | |||||||||||
\ 10c | 75 | 2,31 | 1580 | 780 | nung nach | Außerhalb | ||||||||
ii 11 | 22 | Ni 10 | 89,3 | 5 min | der Erfin | |||||||||
t 12 | Zerspa | dung (Mo) | ||||||||||||
/.; | 68 | 2,25 | 1570 | 860 | nung nach | Außerhalb | ||||||||
ti | 21 | Ni 16 | 90,2 | 7 min | der Erfin | |||||||||
I 13 | , Zerspa | dung (Mo) | ||||||||||||
63 | 2,04 | 1550 | 850 | nung nach | Außerhalb | |||||||||
11 min | der Erfindung | |||||||||||||
14 | 12 | Ni 25 | 88,5 | 0,45 | (TiN, Ni, | |||||||||
1,89 | Mo) | |||||||||||||
63 | 1550 | 950 | Außerhalb | |||||||||||
15 | der Erfin | |||||||||||||
10 | Ni 17 | 89,2 | 0,88 | dung (TiN, | ||||||||||
1,89 | Ni) | |||||||||||||
73 | 1580 | 920 | Außerhalb | |||||||||||
16 | 1 | Ni 10 | 90,1 | der Erfin | ||||||||||
0,41 | dung (Ni) | |||||||||||||
89 | 2,19 | 1700 | 860 | Außerhalb | ||||||||||
1 | Ni 2 | 90,5 | der Erfin | |||||||||||
\ 17 | Zerspa | dung (Mo) | ||||||||||||
97 | 2,67 | 1730 | 650 | nung nach | Außerhalb | |||||||||
3 min | der Erfin | |||||||||||||
' 18 | aus Tabelle 1 | ersichtlich | Zerspa | dung (TiN, | ||||||||||
bis 19, | bei denen die | 2,91 | nung nach | Ni, Mo) | ||||||||||
Acetylenruß ζι | dem | oder Mo2C und I | 10 min | Jindemetall oder -metallen auf 3 Ge- | ||||||||||
• 19 | wichtsteile, bezogen auf | |||||||||||||
V | misch \ | |||||||||||||
, hatten von den Pro | vorhandenem TiN, | |||||||||||||
zugesetzte | ||||||||||||||
die Anteile der Komponenten des Ausgangsgemisches variiert wurden, die Proben 1 bis 11, bei welchen die
Mengen an allen Komponenten innerhalb der erfindungsgemäß definierten Bereiche lagen, eine sehr viel
bessere Lebensdauer als die Proben 12 bis 19, bei denen mindestens eine Komponente außerhalb der erfindungsgemäßen
MengenbereicKe lag.
Bei den Proben 4 bis 4 d und 10 bis 10 c wurde der unterschiedliche Einfluß der Bindemetalie auf die
Eigenschaften der Sinterplättchen unter der Bedingung geprüft, daß die TiN-Menge in der Nähe des
Mittelwertes des erfindungsgemäß definierten Bereiches und die Menge an Mo und/oder Mo2C auf 5%
oder 20 % festgesetzt wurden. Die Untersuchung der Proben 4 bis 4 d und 10 bis 10c ergab, daß die Unterschiede
der Bindemetalle keinen nennenswerten Einfluß auf die Eigenschaften der Sinterplättchen haben.
Beispiel 2
100 Gewichtsteilen des Pulvergemisches der
100 Gewichtsteilen des Pulvergemisches der
Probe 6 gemäß Tabelle 1, welches aus 80 % TiN, 10% Mo und 10 % Ni als Bindemetall bestand, wurden unterschiedliche
Mengen an Acetylenruß, wie sie in der folgenden Tabelle 2 angegeben sind, zugesetzt; die
Gemische wurden auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise behandelt, wobei die Sinterplättchen 21 bis 28
erhalten wurden. Ihre Eigenschaften sind ebenfalls in Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2 | Zusammensetzung | Mo | Binde | Acetylenruß | Sinter | Eigenschaften der Sinterplättchen | Härte | Flanken- | Bemerkungen |
Probe | (Gewichtsteile) | metall | tempe ratur |
(HRA) | vcrschleiß | ||||
Nr. | TiN | Quer | |||||||
bruch | (mm) | ||||||||
10 | Ni 10 | 0 | festigkeit | 89,0 | Zerspanung | ||||
< C) | (N/mm2) | nach 1 min | |||||||
80 | 10 | Ni 10 | 0,16 (0,2) | 1600 | 560 | 92,0 | 0,23 | Außerhalb der | |
21 | 10 | Ni 10 | 0,48 (0,6) | 92,1 | 0,23 | Erfindung | |||
80 | 10 | Ni 10 | 0,8 (1,0) | 1600 | 1050 | 92,1 | 0,22 | ||
22 | 80 | 10 | Ni 10 | 2,4 (3,0) | 1600 | 1090 | 92,1 | 0,21 | |
23 | 80 | 1600 | UOO | ||||||
24 | 80 | 10 | Ni 10 | 4,0 (5,0) | 1600 | 1100 | 92,0 | 0,21 | Entsnricht |
25 | 10 | Ni 10 | 5,45 (6,8) | 91,9 | 0,26 | Probe 6 | |||
80 | 10 | Ni 10 | 5,6 (7,0) | 1600 | UOO | 90,3 | 0,86 | ||
26 | 80 | 1600 | 1090 | ||||||
27 | 80 | 1600 | 1010 | Außerhalb der | |||||
28 | Anmerkung: | Erfindung | |||||||
Die in Klammern angegebenen Acetylenrußmengen sind Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile TiN.
Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß sich die Wirkung von Acetylenruß schon bei einer sehr kleinen Menge
entwickelt (0,2 %, bezogen auf die TiN-Menge), während die Eigenschaften der Sinterplättchen sich rapide
verschlechtern, wenn der Acetylenruß 6,8 % überschreitet.
Auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise wurden wurde, wie in der Tabelle 3 angegeben. Die Eigen-
Sinterplättchen hergestellt, mit der Ausnahme, daß 50 schäften der erhaltenen Sinterplättchen sind ebenfalls
im Pulvergemisch des Beispiels 6 ein Teil des TiN in Tabelle 3 genannt,
durch handelsübliches TiC, WC und/oder TaC ersetzt
Tabelle | 3 | TiC | WC | Mo | 1 | Binde | Ace | Sinter | Eigenschaften der | Härte | Sinter- | Bemerkungen |
Probe | TaC | metall | tylen ruß |
tempe | plätlcnet | (HRA) | l-lan- | |||||
Nr. | ratur | Quer- bruch- festig- |
kenver- schleiß |
|||||||||
keit | ||||||||||||
Zusammensetzung (Gewichtsteile) | ( C) | (N/ | (mm) | |||||||||
TiN | 10 | Ni 10 | 2,4 | mm2) | 92,1 | |||||||
1600 | 1100 | 0,21 | Entspricht | |||||||||
31 | 10 | 10 | Ni 10 | 2,1 | 92,1 | Probe 6 | ||||||
20 | 10 | Ni 10 | 1,8 | 1570 | 1100 | 92,3 | 0,22 | |||||
32 | 1570 | 1090 | 0,22 | |||||||||
33 | 80 | |||||||||||
70 | ||||||||||||
60 |
-Ortsetzung | Zusammensetzung (GewichtsleiIe) | TiC | WC | Mo | Binde- / | \cc- | Sinler- | !•.igenschaftcn dtr | 1 Märte | Sinter | Bemerkungen |
Probe | TiN | TyC | metall I r |
ylen- ull |
tcmpc- | pliiltchoi | (MRA) | I liin- | |||
Nr. | ratur | („Hier- hruch- l'estig- |
kcnver- schlciß |
||||||||
kci! | |||||||||||
( C) | (N,' i | (mm) | |||||||||
10 | WC 10 | 10 | Ni 10 | ,8 | mm2) | 92,0 | |||||
60 | 10 | TaC 10 | 10 | Ni 10 | ,8 | 1160 | 92,! | 0,24 | |||
Va | 60 | 30 | 10 | Ni 10 | ,5 | ;090 | 92,3 | 0,22 | |||
33 b | 50 | WC 30 | 10 | Ni 10 | ς | 1570 | 1080 | 92,0 | 0,23 | ||
34 | 50 | TaC 30 | 10 | Ni 10 | ,5 | 1190 | 92,1 | 0,23 | |||
35 | 50 | 40 | 10 | Ni 10 | ,2 | 1100 | 92,3 | 0,21 | |||
36 | 40 | 50 | 10 | Ni 10 0,9 | 1550 | 1050 | 92,0 | 0,26 | |||
37 | 30 | 1550 | 1000 | 0,41 | Außerhalb der | ||||||
38 | 25 | WC 25 | 10 | 92,0 | Erfindung | ||||||
30 | Ni 10 0,9 | 1550 | 990 | 0,48 | Außerhalb der | ||||||
39 | 25 | TaC 25 | 10 | 91,8 | Erfindung | ||||||
30 | 1550 | 920 | 0,46 | Außerhalb der | |||||||
40 | Ni 10 0,9 | Erfindung | |||||||||
Tabelle 3 zeigt, daß die Proben 21 bis 37, bei denen
nicht mehr als 50% der in Probe 6 enthaltenen TiN-Menge
durch TiC, WC und/oder TaC ersetzt worden war, Sinterplättchen bei einer niedrigeren Sintertemperatur
und mit längerer Lebensdauer ergeben als die Probe 6. Dagegen ist bei den Proben 38 bis 40, bei
denen mehr als 50% der TiN-Menge durch TiC, WC und/oder TaC ersetzt worden war, ein starker Flankenverschleiß
zu beobachten. Außerdem trat bei den Proben 38 bis 40 eine plastische Verformung der
Schneidkanten auf, so daß die Plättchen praktisch unbrauchbar waren.
Wenn nicht mehr als 50% der TiN-Menge durch mindestens einen der Stoffe TiC. WC und TaC ersetzt
sind, scheiden sich bei dem anfangs beschriebenen Umsetzungsvorgang der gelöste Kohlenstoff
und das gelöste Titan auf der Oberfläche der ungeschmolzenen TiN-Teilchen in Form eines aus TiC
und Mo2C bestehenden komplexen Carbides oder eines aus TiC. Mo2C und mindestens einem der Stoffe
TiC. WC und TaC bestehenden komplexen Carbides ab. wobei beide Carbide auf Titanbasis eine gute
Benetzbarkeit gegenüber Metallen der Eisengruppe aufweisen. Als Folge davon können einheitliche und
dichte Sinterhartmetalle auf Titannitridbasis erhalten werden, die zwei Phasen, nämlich einer keramischen
Phase und einer Bindemetallphase, bestehen und weder übergroß gewachsene Körner noch Poren aufweisen.
Wenn Kohlenstoff zu einem pulverformigen Ausgangsmaterialgemisch zugesetzt wird, indem lediglich
TiN in dem Gemisch durch TiC in einer Menge ersetzt wird, die der dem Gemisch zugesetzten Kohlenstoffmenge
entspricht, können Sinterhartmetalle auf Titannitridbasis, die die vorstehend beschriebene
besonders einheitlich und dichte Struktur aufweisen, nicht erhalten werden. Diese Tatsache wird durch
die folgenden Versuche noch untermauert.
Auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise wurden ein Sinterplättchen der Probe 24 gemäß Tabelle 2, bestehend
aus 80 Gewichtsteilen TiN, 10 Gewichtsteilen Mo. 10 Gewichtsteilen Ni und 0,8 Gewichtsteilen Acetylenruß
und ein Sinterplättchen der Probe 24a, bestehend aus 4 Gewichtsteilen TiC, dessen Kohlenstoffgehalt
0,8 Gewichtsteilen Acetylenruß entspricht, 76 Gewichtstcilen TiN, 10 Gcwichtsteilen Mo und 10 Gcwichtsteilen
Ni, hergestellt. Das Verhalten der Proben während des Sinterns wurde untersucht.
Die Gitterkonstantc der keramischen Phase det
Proben während des Sinterns wurde durch Röntgenbeugung ermittelt. Bei Probe 24 wurde bei eine:
niedrigen Sintertemperatur von 1300 C eine Gitterkonstante von 4,29 Ä ermittelt. Dies zeigt, daß sich eir
komplexes, TiC enthaltendes Carbid auf der Ober fläche von TiN abgeschieden hatte und diffundier!
war; die Benetzbarkeit von TiN mit Nicke! bei 1300 C
war bei der Probe 24 verbessert. Dagegen wurdcr bei Probe 24a Spitzen erhalten, die die Gitterkon
stanten von TiN und TiC bei 1300 C separat an zeigten (die Gitterkonstante des TiN betrug 4,24/4
und die des TiC 4,34 Ä). Als die Temperatur 1400 C erreichte, verschwanden diese beiden Spitzen, und e:
erschien eine einzige, der Gitterkonstante von 4,29 A entsprechende Spitze. Dies zeigt, daß TiC bei de
höheren Temperatur von 1400 C die Oberfläche vor TiN bei der Probe 24a bedeckt. Deshalb haften in de
Probe 24a TiN- und TiN-Teilchen oder TiN- und TiC Teilchen teilweise aneinander; vor Erreichen de
Sintertemperatur wachsen übergroße Körner und bil den sich Poren. Bei Probe 24 blieb jedoch die kera
mische Phase von der flüssigen Phase (Bindemetall phase) getrennt und einheitlich und fein.
Die Sinterlegierung der Probe 24 hatte eine Härti von 92,1 (HRA), während die Probe 24a eine geringen
Härte von 91,0 (HRA) aufwies. Bei Verwendung diese Sinterhartmetalle als spanabhebende Werkzeuge zeigt!
sich, daß die Probe 24a in bezug auf Verschleiß festigkeit und Wärmeschockbeständigkeit schlechte
war als die Probe 24. Bei der im Beispiel'2 beschrie benen Haltbarkeitsprüfung ergab sich nämlich Tür dii
Probe 24 ein Flankenverschleiß von 0,22 mm, wahrem dieser für die Probe 24a 0,51 mm betrug.
Gemäß der Erfindung ist die zu dem pulverförmigei
Ausgitngsmaterialgemisch zuzusetzende Kohlenstoffmenge
auf 0,2 bis 6,8 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile an im Gemisch enthaltendem TiN,
beschränkt Die übergänge iiegl deshalb bei 6,8 Gewichtsteilen,
weil beim Überschreiten dieser Menge die Carbidschicht auf TiC-Basis zu dick wird und
sich in dem Bindemetall der Kolilenstoffüberschuß
ausscheidet, so daß die der Erfindung gestellten Aufgaben nicht mehr erfüllt werden können. Als Kohlenstoff
ist solcher in feinpulveriger Form zu bevorzugen, wobei amorpher Kohlenstoff, wie Acetylenruß, besonders
vorteilhaft ist. Außerdem können organische kohlenstoffhaltige Stoffe, wie Saccharose, Glycerin
u. dgl., die während des Sinterns verkohlen, in einer solchen Menge eingesetzt werden, daß der Kohlenstoffgehalt
dieser kohlenstoffhaltigen Stoffe innerhalb des erfindungsgemäß definierten Bereiches liegt.
Erfindungsgemäß ist die in dem Pulvergemisch enthaltene TiN-Menge auf 65 bis 95% beschränkt. Wenn
die TiN-Menge kleiner ist, können sich die ausgezeichneten, auf das TiN zurückzuführenden Eigenschaften
nicht mehr voll entwickeln. Wenn dagegen die TiN-Menge 95% überschreitet, treten die auf eine
übergroße TiN-Menge zurückzuführenden Schäden auf, und die Härte der erhaltenen Sinterhartmetalle
nimmt ab. Mo und Mo2C wirken in gleicher Weise wie bei Cermets auf TiC-Basis und diffundieren in die
TiC-Deckschicht, wobei sie deren Benetzbarkeit durch das Bindemetall verbessern. Außerdem bilden sie eine
feste Lösung in TiC unter Verbesserung der Zähigkeit der Hartmetalle. Wenn jedoch die Menge an im Pulvergemisch
enthaltenem Mo und Mo2C kleiner als 2 % ist, kann sich die Wirkung des Mo oder Mo2C nicht mehr
voll entwickeln; wenn sie dagegen 20Gew.-% überschreitet, werden die Sinterhartmetalle brüchig. Aus
diesem Grunde ist die Menge an Mo und Mo2C auf
2 bis 20% beschrankt. Wenn die Menge an Bindemetall weniger als 3 % betragt, brechen infolge unzureichender
Zähigkeit die Kanten der spanabhebenden Werkzeuge. Wenn die Menge an Bindemetall dagegen 15% überschreitet,
tritt bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung eine merkliche plastische Verformung der spanabhebenden
Werkzeuge auf, und ihre Härte bei hoher
ι» Temperatur und ihre Verschleißfestigkeit sinken ab.
Wenn ein Pulvergemisch aus TiN, Mo und/oder Mo2C und dem Bindemetall eingesetzt wird, ist eine
Sinterlemperatur von 1570 bis 173O"C erforderlich.
Wenn dagegen nicht mehr als 50% der in dem Gemisch
ι-, enthaltenen TiN-Menge durch TiC, WC und/oder TaC ersetzt werden, kann die Sintcrternperatur um etwa 30
bis 50' C gesenkt werden. Bei diesem Ersatz kann das TiC jedoch auch in Form von TiCN (Titancarbonitrid)
vorliegen.
Bei der Erfindung kann TiN mit Carbiden, wie WC, TiC u. dgl., in einer Menge vermischt werden, die
erheblich mehr als 20%, bezogen auf die Menge der Carbide, beträgt. Es wurde bisher angenommen, daß
diese Menge von.20% als die Obergrenze für das
2r> Mischungsverhältnis von TiN zu anderen Carbiden
bei dem konventionellen Verfahren zu betrachten war. Durch die Erfindung können jedoch auch mit größeren
Carbidzumischungen Sinterhartmetalle auf Titannitridbasis erhalten werden, die eine hohe Wä'rmeschockbeständigkeit
infolge von TiN und außerdem verschiedene andere ausgezeichnete Eigenschaften, insbesondere eine hervorragende Lebensdauer, bei
der kontinuierlichen oder intermittierenden Hochgeschwindigkeitsbearbeitung von Gußeisen, aufweisen.
Claims (1)
- Patentansprüche:!. Verfahren zum Herstellen hochverschleißfester Shiterhartmetalle auf Titannitridbasis, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulvergemisch aus 65 bis 95% TiN, 2 bis 20% Mo und/oder Mo:C und 3 bis 15% mindestens eines Metalls der Eisengruppe mit 0,2 bis 6,8 Gewichtsteilen Kohlenstoff, bezogen auf 100Gewichtsteile an im Gemisch vorhandenem TiN, vermischt und dieses Gemisch gepreßt wird, wonach die Preßkörper in an sich bekannter Weise bei Temperaturen über 1400 C im Vakuum gesintert werden.
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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