DE2704702A1

DE2704702A1 - Schichtkoerper aus hartmetall und einer gusslegierung

Info

Publication number: DE2704702A1
Application number: DE19772704702
Authority: DE
Inventors: Karl Sven Gustav Ekemar; Udo Fischer
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1976-02-05
Filing date: 1977-02-04
Publication date: 1977-08-11
Also published as: DK153411C; DK153411B; CA1091956A; FI62345B; JPS52107203A; US4119459A; FR2340379B1; NL7701209A; FR2340379A1; GB1574884A; NL188297C; SE7601289L; NL188297B; FI62345C; DK48877A; ES455663A1; SE399911B; SE399911C; DE2704702C2; IT1077507B

Description

Schichtkörper aus Hartmetall und einer Gußlegierung

Die Erfindung betrifft eine Verbindung aus Hartmetall in Gußlegierungen auf Eisenbasis, vorzugsweise Gußeisen, sowie Produkte verschiedener Arten, die auf diese Weise hergestellt sind. Unter diesen Produkten können Verschleißteile, wie z.B. Verschleißelemente in Maschinenteilen, Instrumenten, Werkzeugen usw., insbesondere einem großen Verschleiß ausgesetzte Komponenten, erwähnt werden. Unter anderem können Konstruktionselemente verschiedener Arten, die unter Verschleißbedingungen verwendet werden, und Schneidkörper erwähnt werden, die zur Bearbeitung oder zum Schneiden von Material geeignet sind, beispielsweise Schneidspitzen oder Schneideinsätze für das Gesteinsbohren oder für die spanabhebende Bearbeitung. Alle genannten Produkte sind dadurch gekennzeichnet, daß die Teile, die einem Verschleiß oder einer anderen Art der Zerstörung ausgesetzt sind, aus Hartmetall oder aus reinen harten Bestandteilen bestehen, die in Gußeisen eingebunden sind und die Form von Stückchen, zerkleinerten Teilchen, Pulver, gepreßten Körpern oder Teilen einer anderen willkürlichen Form aufweisen.

Während langer Zeit konnte man der Patentliteratur verschiedene Vorschläge und Ideen bezüglich solcher Produkte entnehmen, die auf in irgendeiner Art einer Gußlegierung, wie Stahl, Gußeisen oder einem anderen metallischen Material eingebundenem Hartmetall

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basierten. Es sind auch verschiedene Verfahren zur Herstellung solcher Produkte beschrieben worden.

Trotz dieser Tatsache wird Hartmetall in Form von massiven Körpern verwendet, welche entweder vollständig die Konstruktion, das Werkzeug oder dergleichen bilden, oder es ist ein verschleißfestes Einzelteil, das an einem Halter oder dergleichen mit Hilfe einer mechanischen Klemmvorrichtung, durch Schweißen oder Löten, Verkitten oder dergleichen befestigt ist. Nur in Ausnahmefällen ist das Hartmetall durch Gießen des Ilaltematerials befestigt oder eingebunden worden, wobei dieses Verfahren normalerweise zu negativen Ergebnissen geführt hat. Als ein Beispiel einer solchen früher bekannten Befestigung oder Einbindung kann das Auflöten durch Aufbringen von feinkörnigem oder fein gemahlenem Hartmetall als dünne Schichten auf Stahlprodukten erwähnt werden. Durch Erhitzung der Produkte oder des Werkstückes während des Auflötens und möglicherweise durch Zusatz besonderer Gußlegierungen, Flußmittel usw. ist eine Einbindung des Hartmetalls in die Oberfläche des Werkstückes erreicht worden. Auf diese Weise sind aber keine Produkte mit vollständig zufriedenstellender Qualität und Anwendbarkeit erhalten worden.

Gemäß der Erfindung ist nunmehr ein Schichtkörper verfügbar, der aus Hartmetall und einer Gußlegierung besteht, wobei dieser Körper im Vergleich mit früher bekannten Produkten weit bessere Eigenschaften aufweist. Durch Verwendung gewisser genau angegebener Gußlegierungen in Verbindung mit Hartmetall - diese Gußlegierungen

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sind an sich früher als vollständig ungeeignet angesehen worden, und zwar aufgrund ihrer geringen Verschleißfestigkeit -ist es möglich geworden, wesentlich bessere Eigenschaften des Schichtproduktes zu erhalten, als es durch Verwendung verschleißwiderstandsfähigerer Gußlegierungen erfolgt ist. Es ist aber auch wichtig gewesen, die Struktur, die Zusammensetzung und die Teilchengröße des Hartmetalls in optimaler Weise auszugleichen. Außerdem ist die Herstellung des Schichtproduktes unter sorgfältiger Bestimmung der Herstellungsbedingungen einschließlich der Steuerung der Gießtemperatur, der Verfestigunqsgeschwindigkeit und der Materialzuführung erfolgt.

Bei verschleißfesten Gußstücken, wie beispielsweise Mahlplatten, oder bei Verschleißteilen für Sand Strahlmaschinen, Kugelmühlen oder dergleichen ist allgemein ein verschleißfest legierter Gußstahl oder legiertes weißes Gußeisen, d.h. Gußeisen, in welchem eine Ausscheidung von Graphit auf irgendeine Art verhindert worden ist, verwendet worden. Die Verwendung von grauem Gußeisen oder graphitischem Gußeisen, das nur unbedeutende Mengen an Legierungselementen enthält, ist selbstverständlich in diesem Zusammenhang als völlig ungeeignet angesehen worden.

Es hat sich nun aber gezeigt, daß Stahlgußstücke sowie weißes Gußeisen - gerade hochlegierte und sehr verschleißfeste Qualitäten zu unzweckmäßigen oder vollständig unbrauchbaren Produkten in Verbindung mit Hartmetall, d.h. auf der Bindung des Karbides mit Gußstücken basierendes Hartmetall, geführt haben, während die

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Einbindung des Hartmetalls in graphitisches Gußeisen andererseits zu Produkten mit sehr guter Verschleißfestigkeit in Verbindung mit einer außerordentlich hohen mechanischen Festigkeit und Zähigkeit geführt haben.

Die Zusammensetzung des im wesentlichen graphitischen Gußeisens muß so eingestellt werden, daß das Kohlenstoffäquivalent (C. .) -

aq ν

das ist der Gehalt an Kohlenstoff neben den Gehalten anderer Bestandteile und Legierungselementen, die bezüglich des Einflusses auf die Eigenschaften des Gußeisens dem Kohlenstoff äquivalent sind - wenigstens 2,5 und höchstens 6,0, vorzugsweise mindestens 3,5 und höchstens 5,O beträgt. Da Silizium und Phosphor die Elemente sind, die nach dem Kohlenstoff den größten Einfluß auf die Eigenschaften des Gußeisens haben, wird das Kohlenstoffäquivalent üblicherweise nach der folgenden Formel bestimmt:

C . = % C + O,3 ("s Si + %P)
aqv

Auch viele andere Elemente beeinflussen die Eigenschaften in ähnlicher Weise, und es gibt auch andere mehr oder weniger komplizierte Formeln, die diese Tatsache berücksichtigen. Es hat sich oft als zweckmäßig erwiesen, ein Kohlenstoffäquivalent des Gußeisens von wenigstens 4,O zu verwenden.

Neben normalem grauen Gußeisen kann auch auf verschiedene Weise behandeltes graphitisches Gußeisen verwendet werden. In gewissen Fällen ^K=>t es sich somit als vorteilhaft erwiesen, geimpftes oder

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warm behandeltes Gußeisen zu verwenden. Für manche Produkte hat sich sphärolitisches Eisen, d.h. Gußeisen mit sphärolitischem oder kugelförmigem Graphit, als zweckmäßig erwiesen.

In dem aus Gußeisen und Hartmetall gemäß der Erfindung zusammengesetzten Schichtkörper ist das Hartmetall in Form von Stückchen, gemahlenen Teilchen, Pulver oder gepreßten Körpern oder in irgendeiner anderen Form vorhanden. Das Hartmetall, das wenigstens ein Karbid neben Bindermetall enthält, ist normalerweise vom WC-Co-Typ mit möglichen Zusätzen von Karbiden von Ti, Ta, Nb oder anderen Metallen, jedoch kann auch ein Hartmetall geeignet sein, das andere Karbide und Bindermetalle enthält. In besonderen Fällen können auch reine Karbide oder andere harte Teilchen, d.h. ohne irgendeine Bindephase, verwendet werden.

Es ist an sich bekannt, daß bei dem Verfahren des Einbindens von Hartmetall in Gußmetall ein Gußeisen verwendet werden sollte, das mit dem Hartmetall gemischte Kristalle oder Legierungen bildet. Gemäß der Erfindung hat sich aber gezeigt, daß solche auftretenden gemischten Kristalle oder Legierungen kaum allgemein günstiger Natur sind. Ein günstiges Ergebnis hat sich somit nur in solchen Fällen ergeben, in denen gemischte Kristalle oder Legierungsphasen sich zwischen dem Hartmetall und der früher genannten Gußeisenart gebildet. Durch Verwendung von verschleißfesten Stahlgußstücken, verschleißfestem Gußeisen oder anderen Metallen, die früher als optimale Gußmaterialien zur Einbindung von Hartmetall angesehen worden sind, haben die gebildeten legierenden Phasen oft das

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Material beherrscht, weil die Legierungsbildung oder die allgemeine Diffusion der Elemente zu stark gewesen ist, um gesteuert werden zu können, was wiederum eine starke Auflösung des Hartmetalls bewirkt hat. Außerdem haben die erwähnten Legierungsphasen mit ungünstigen Eigenschaften, wie Sprödigkeit, Unregelmäßigkeit und Porosität, oft die Möglichkeit vollständig ausgeschlossen, das Schichtmaterial mit irgendeinem Vorteil anzuwenden.

In solchen Schichtprodukten, die vorzugsweise gemahlenes Hartmetall enthalten, wie in verschiedenen Arten von Verschleißteilen, hat es sich als wichtig erwiesen, daß die gebildete Legierungsphase oder Zwischenzone zwischen Hartmetall und Gußeisen bezüglich ihrer Ausdehnung, ihrer Menge und Zusammensetzung gesteuert wird. Um aufeinanderfolgende Änderungen der Eigenschaften und eine zufriedenstellende metallurgische Bindung zwischen Hartmetall und Gußeisen zu erreichen, hat es sich gezeigt, daß Anteile zwischen 20 bis 8O% und vorzugsweise 30 bis 70% der ursprünglichen Menge an Hartmetall einen Teil der Zwischenzone oder Ubergangszone bilden sollte. Optimale Ergebnisse sind üblicherweise erreicht worden bei Mengen von ungefähr 40 bis 60%. Dies bedeutet, daß einige der Hartmetallkörner oder Teilchen vollständig aufgelöst oder in die Legierungsphase umgewandelt sind, was, wie früher erwähnt, einen günstigen Einfluß hat, was aber natürlich nicht in einem solch großen Maße auftreten darf, daß die meisten Hartmetallkörner vollständig umgewandelt werden und die ursprüngliche Verschleißfestigkeit und Härte verlorengeht.

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Es hat sich gezeigt, daß eine geeignete Einstellung der Teilchengröße des gemahlenen Karbids Möglichkeiten ergibt, das gewünschte Verhältnis zwischen vollständig umgeformten und teilweise umgeformten Hartmetallteilchen zu erreichen. Es hat sich gezeigt, daß wenigstens 90% der Menge an verwendetem Hartmetall eine Teilchengröße in dem Bereich zwischen 1 und 8mm haben sollte. Die Teilchengröße von wenigstens 60% der verwendeten Menge an Hartmetall sollte im Bereich zwischen 2 und 6mm liegen. Die mittlere Teilchengröße der meßbaren Menge an gemahlenem Hartmetall beträgt vorzugsweise 2,5 bis 4mm.

In dem Schichtprodukt, das aus Hartmetall und Gußeisen besteht, ist es möglich, die früher erwähnte Legierungsbildung festzustellen und zu beobachten, welche die vollständige oder teilweise Umformung der Hartmetallkörner oder Teilchen bewirkt, durch geeignete Untersuchungen der Struktur und der Analyse usw. (siehe unten). Auf diese Weise ist es möglich, die früher erwähnten Angaben bezüglich Teilchengröße usw. des zugesetzten Hartmetalls in direkter Beziehung zu den entsprechenden Bedingungen im eingebundenen Zustand zu setzen. Ein Vergleich zwischen den ursprünglichen Hartmetallkörnern oder Teilchen und den eingebundenen Körnern, die aus Hartmetall und Ubergangszone bestehen, zeigt, daß die letztgenannten Körner ein etwas größeres Volumen haben, weil die Legierungsbildung als ein Zusatz von Gußeisen zum Hartmetallkern angesehen werden kann. Es hat sich gezeigt, daß dieses Kornwachstum für den praktischen Gießvorgang und auch für die wirkliche Konstruktion des Schichtmaterials günstig ist. Einerseits wird somit eine dichte Packung

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der Hartmetallkörner benötigt, um eine maximale Verschleißfestigkeit zu erreichen und eine Bloßlegung zu großer Bereiche des weniger verschleißfesten Gußeisens zu vermeiden. Andererseits dürfen die Kanäle zwischen den Körnern nicht zu eng sein, was den Durchgang von Schmelze verhindern würde oder während des Gießens die Schmelze zu schnell abkühlen würde. Durch eine in geeigneter Weise gewählte Korngröße gemäß der Erfindung sind die gewünschten Durchgänge für die Schmelze und die gewünschte enge Packung erreicht worden, was einen geringeren Abstand zwischen den verschleißfesten Körnern oder Teilchen aufgrund des genannten Wachstums während des Gießens bedeutet.

In dein folgende], aoispiel wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es werden im Vergleich praktischer Untersuchungen erhaltene Ergebnisse diskutiert, und es wird die Bedeutung der Struktur des Materials dargelegt.

Beispiel 1

In durch Kohle befeuerten Kraftwerken muß die Kohle normalerweise vor ihrer Anwendung zerkleinert und gemahlen werden. Das Zerkleinern und Mahlen der Kohle erfolgte in einem bestimmten Falle mit Hilfe von Mühlen, deren Betriebskosten wegen des schnellen Verschleißes gewisser Komponenten (die allgemein als Verschleißelemente bezeichnet werden können, was häufige Unterbrechungen und Erneuerungen erforderte) hoch waren.

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In einem umfangreichen Test wurden eine Anzahl verschiedener üblicher Materialien, die bisher für die genannten Komponenten verwendet worden sind, mit Verschleißelementen gemäß der Erfindung verglichen, die aus zerkleinertem Hartmetall, das in graphitisches Gußeisen mit sphärolitischem Graphit, d.h. einem Material mit sphärolitischem Eisen, eingebunden ist, verglichen.

Die Herstellung des Verschleißelementes erfolgte durch Gießen gemäß der bekannten Praxis in vorgeheizte Formen, wobei das zerkleinerte Hartmetall teilweise auf einem Streckmetall-Drahtsieb angeordnet wurde. Das zerkleinerte Hartmetall war vom WC-Co-Typ mit einer Teilchengröße von 2 bis 6mm. Die Gesamtdicke des Verschleißelements betrug etwa 50mm, und es betrug die verlangte Dicke der das Hartmetall enthaltenden verschleißfesten Oberfläche etwa 10mm. Während des Gießens wurde die Gießlegierung auf eine Temperatur entsprechend der Liquidus-Temperatür + 15O bis 4OO°C überhitzt, was in dem besprochenen Material eine geeignet ausgeglichene Reaktivität zwischen Hartmetall und Gußeisen bewirkte.

Die Untersuchungen in den Mühlen enthielten Verschleißelemente, die aus folgenden Materialien hergestellt waren:

1. hochlegiertes, gehärtetes, martensitisches weißes Gußeisen mit der Numinal-Analyse 3% C, 15%Cr, 3% Mo, Rest Fe.

2. Aust-enitischer Mangan-Stahl, sogenannter Hadfield-Stahl, mit der Nenn-Analyse 1% C, 12 bis 14% Mn, Rest Fe.

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3. Stahl (schwedische Standard-Nr. 1312) mit der Nennanalyse 0,12% C, 0,25% Si, 0,5% Mn, Rest Fe mit einer aufgebrachten harten Schweißung aus Stellit-Material.

4. Zerkleinertes Hartmetall des Typs WC-Co, eingebunden in graphitisches Gußeisen mit sphärolitischem Graphit, d.h. sphärolitisches Eisen mit einem Kohlenstoffäquivalent von etwa 4,5 und mit der Gußeisen-Analyse 4,0 C; 1,2 Si; 0,6 Mn; 0,024 P; 0,006 S, 0,04 Cr; 0,07 Ni; 0,01 Mo; 0,05 Al; 0,024 Mg, 0,02 Cu, 0,004 N, Rest Fe.

Bereits in früheren Vergleichsuntersuchungen im Laboratoriums-Maßstab hat sich das Material Nr. 4 als überlegen gegenüber entsprechenden Materialien erwiesen, die auf zerkleinertem Hartmetall, eingebunden in den genannten Basismaterialien 1 bis 3 sowie zerkleinertes Hartmetall eingebunden in verschiedene andere Materialien basierten. Bei dem Test mit vollem Maßstab erfolgte nun ein Vergleich zwischen drei wirtschaftlich verwendeten Materialien und dem erfindungsgemäßen Material.

Die Abnutzung der Mühlenkomponenten wurde festgestellt nach etwa 2OO, 3ΟΌ, 4OO, 5OO, 9OO, 13OO xmd 2OOO Standen. Die Lebensdauer, gemessen als Abnutzung der Komponenten, betrug für die untersuchten Materialien:

Material Lebensdauer

1. gehärtetes martensitisches Gußeisen 4OO Stunden

2. Mangan-Stahl 250 Stunden

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Material Lebensdauer

3. Stahl mit harter Schweißung 3OO Stunden

4. Schichtprodukt gemäß der Erfindung 2OOO Stunden

Somit beweist der Vergleichstest die hervorragenden Eigenschaften des Schichtproduktes,das aus zerkleinertem Hartmetall und graphitischem Gußeisen besteht.

In Fig. 1 und 2 ist die Struktur des Schichtmaterials gemäß der Erfindung sowohl im Makro-Maßstab (Vergrößerung 3,5 mal) entsprechend Fig. 1, als auch im Mikromaßstab (Vergrößerung 12OO mal) entsprechend Fig. 2 dargestellt. Fig. 3 zeigt die gemessene Mikrohärte (HV3 kp/mm²) des in Fig. 2 dargestellten Materials.

In Fig. 1 sind Hartmetallkörner oder Teilchen A zu sehen, die in eine Matrix aus Gußeisen B eingebundensind . Zwischen A und B befindet sich eine Legierungs- oder Diffusionszone C verhältnismäßig großen Umfanges und großer Ausdehnung. Aus Fig. 1 ergibt sich auch, daß eine verhältnismäßig große Anzahl von Hartmetallkörnern oder Teilchen D vollständig in eine gemischte Struktur umgewandelt ist, was unter anderem eine Verfestigung der Matrix bedeutet.

Die. Fig. 2 und 3 zeigen in größerer Einzelheit die Struktur des Materials um ein eingebundenes Hartmetallkorn oder Hartmetallteilchen herum und die sich ergebende Härte in diesem Bereich.

Es ist zu sehen, daß die Mikrohärte der Übergangszone im

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wesentlichen ein ungefährer Mittelwert der Härte des Hartmetalls und der Härte des Gußeisens ist. Dies bedeutet unter anderem einen günstigen Übergang oder einen allmählichen Wechsel der Eigenschaften zwischen dem harten und verschleißfesten Hartmetall und dem weicheren aber viel zäheren Gußeisen. Wie vorher angedeutet, kann die Herstellung tatsächlicher Gegenstände, die fertig für den Gebrauch sind, in solcher Weise vorgenommen werden, daß sie nur aus Hartmetall bestehen, die in Gußeisen eingebunden sind.

Abhängig von der Gebrauchsart, hat ey sich gezeigt, daß das die kleinste mittlere SchnittaroGo durch den Raum des aus in Gußeisen ei nqobundenen iiartr; tr· I 1 s 200 bis 10Omm sein sollte. Zweckmäßig;; soli" ■ - IncOi-vdii 3 bis 75mm und vorzugsweise 5 bis 5Omm br tragen. Der Anteil an Hartmetall oder harten Teilchen in dem dem Verschleiß ausgesetzten Teil sollte 30 bis 70 Volumenprozent betragen. Er sollte zweckmäßig 35 bis 65 Vol.-% und vorzugsweise 4O bis 60 Volumenprozent betragen.

In einigen weiteren Beispielen werden Einzelheiten aus Untersuchungsergebnissen angegeben, wobei Produkte untersucht worden sind, die aus Hartmetall in Form von gepreßten und gesinterten Körpern, die in Gußeisen eingebunden sind, bestehen.

Beispiel 2

Eine Schlag-Gesteinsbohrung erfolgte mit Gesteinsbohrspitzen mit einem Durchmesser von 3" (7,62cm), die mit knopfförmigen Hartmetall-

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einsätzen versehen waren, wobei das Bohren durch Hineintreiben in Eisenerz enthaltendes "Leptite"-Gestein durchgeführt wurde. Der Test wurde mit identischen Spitzen durchgeführt, jedoch wurde bei der Hälfte der Spitzen der Halterungskörper für die Einsätze in früher bekannter Weise aus im hohen Grade ermüdungsfestem Stahl hergestellt, während für die andere Hälfte der Spitzen der Haltekörper gemäß der Erfindung aus Gußeisen hergestellt war. 30 Spitzen jeder Art wurden getestet. Das Ergebnis ist in der unten angegebenen Tabelle wiedergegeben, und es zeigt, daß durch die Erfindung ein beträchtlicher technischer Fortschritt erreicht wird, und zwar trotz der einfacheren und billigeren Herstellung dieser Spitzen.

Ergebnisse

Bohrlänge in m übliche Spitzen erfindungsgemäße

Spitzen

0-50 2 0

50 - 1OO 2 1

100-150 3 0

150 - 2OO 2 2

200 - 250 9 2

250 - 300 9 3

300 - 350 2 8

350 - 400 1 9

400 - 45O - 4

4 50 - 500 - 1

Summe 30 30

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- - 16 —

Mittelwert der Bohrlänge 215.9 331.8

je Spitze

Beispiel 3

Es wurde eine Schlag-Felsbohrung durchgeführt in Primär-Kalkstein mit Spitzen mit einem Durchmesser von 41/2" für "Down-the-hole"-Bohrungen, die mit Hartmetallschneideinsätzen versehen waren. Dieses Gestein ergibt einen sehr geringen Bohrwiderstand. Der einzige Unterschied zwischen den verwendeten Spitzen bestand darin, daß die Iiälfte der Spitzenkörper aus Stahl bestanden, während die andere Hälfte der Spitzenkörper gemäß der Erfindung aus Gußeisen hergestellt waren. Die Gesamtzahl der Spitzen betrug 20.

Ergebnisse

Bohrlänge in m übliche Spitzen erfindungsgemäße

Spitzen

1 O

3 1

4 1

2 3

4 1

0	- 1000	Summe
1000	- 2000
2000	- 3000
3000	- 4000
4000	- 5000
5000	- 6000

10 10

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Mittelwert der Bohrlänge 2364 3718

je Spitze

Auch in diesem Falle war es also möglich, eine wesentliche Erhöhung der Lebensdauer der Steinbohrer zu erreichen, in dem die Bindung der Hartmetalleinsätze in Gußeisen gemäß der Erfindung geändert wurde.

Beispiel 4

Es wurden Stahlkugeln mit einem Durchmesser von 3/8" (9,525mm) in Kaltstauchwerkzeugen aus Hartmetall hergestellt, wobei die Hälfte der Werkzeuge üblicher Art waren, die in Stahlkörpern montiert waren, während die andere Hälfte in Gußeisen eingebunden war. Die Anzahl der Formen bzw. Werkzeuge betrug 10 für jede Art. Das Stahlkugelmaterial war ein Kugellagerstahl mit etwa 1%C und 1,5% Cr, der auf eine Härte von 19OHB weichgeglüht war. Es wurden die folgenden Durchschnittsergebnisse erreicht:

Anzahl der Stauchvorgänge bei

üblichen Werkzeugen 1,83x10 und

bei Werkzeugen gemäß der

Erfindung 2,88x10

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Die Ergebnisse zeigen also, daß eine beträchtliche Erhöhung

der Lebensdauer durch Verwendung von Körpern gemäß der Erfindung möglich wurde.

Eine Erklärung für die erreichten großen Verbesserungen können die größere Dämpfungskapazität und die geringeren Elastizitätsmodule von Gußeisen im Vergleich mit Stahl sein. Durch diese
werden die dynamischen Beanspruchungen auf den Haltekörper verringert und verteilt, während gleichzeitig die auf kritische
Teile der Verbindung zwischen dem harten Metall und dem Haltekörper konzentrierte Last auch verringert und verteilt wird.
Es hat sich somit Gußeisen als überlegen bei Anwendung zur Einbindung von Hartmetall gemäß der Erfindung erwiesen, und zwar ungeachtet seines Rufes, in Stößen ausgesetzten Komponenten ungeeignet zu sein. Eine Erklärung hierfür kann sein, daß in Werkzeugen oder Konstruktionselementen, die mit Hartmetallkörpern versehen sind, die eigentlichen Karbidkörper den schweren Stoßbeanspruchungen oder dem großen Verschleiß ausgesetzt sind und diese Körper die Beanspruchungen in den Haltekörper verteilen. Weil die charakteristischen Dämpfunqseigenschaften von Gußeisen von der Volumenkonzentration, der Form und der Abmessung des vorhandenen Graphites abhängig sind, soll das Gußeisen Graphit oder entsprechende Elemente enthalten.

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Claims

DlPL ING. KLAU3 BlI-1N DIPL. PHYS ROBERT MÜNZHUBER PATENTANWÄLTE WIDENMAVERSTRASSE 6 D 8OOO MÜNCHEN 22 TEL (O89) 22 25 30 29 51 92 A 16/17 77 Be/De ' 4.2.1977 Firma SANDVIK AKTIEBOLAG, Fack, S-811 01 Sandviken, Schweden PATENTANSPRÜCHE

1. Metallkörper mit hohem Verschleißwiderstand und gleichzeitig hoher mechanischer Festigkeit und Zähigkeit, der aus Hartmetall oder reinen harten Bestandteilen, wie z.B. Karbid, und aus einer Gußlegierung auf Eisenbasis besteht, wobei die harten Bestandteile oder das Hartmetall in die Gußlegierung in Form von Stückchen, gemahlenen Teilchen, Pulver oder gepreßten Körpern eingebunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußlegierung im wesentlichen graphitisches Gußeisen mit niedriger Verschleißfestigkeit und geringer Härte ist, dessen Zusammensetzung so eingestellt ist, daß das Kohlenstoffäquivalent (C. ), d.h. der Gehalt an Kohlenstoff

aqv

neben den Gehalten an anderen Bestandteilen und Legierungselementen, die in ihrem Einfluß auf die Eigenschaften des Gußeisens dem Kohlenstoffäquivalent sind, wenigstens 2,5 und höchstens 6,0, vorzugsweise wenigstens 3,5 und höchstens 5,0, beträgt.

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Bankhau» Merck. Finck Λ Co.. München Nr 25464 I Bankhaus H Aufhauser. München. Nr 2613ΟΟ Postscheck: München 20904-800

Telegrammadresse: Patentsenior

ORIGINAL

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2. Metallkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenstoffäquivalent des Gußeisens wenigstens 4,0 beträgt.

3. Metallkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hartmetall oder der Gußlegierung eine Zwischenlegierungsphase oder Übergangszone besteht, wobei 2O bis 80%, vorzugsweise 30 bis 70%, der zugesetzten Menge an Hartmetall Teil der Übergangszone ist.

4. Metallkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 90% der zugesetzten Menge an Hartmetall eine Korngröße zwischen 1 bis 8mm aufweist.

5. Metallkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 60% der zugesetzten Menge an Hartmetall eine Korngröße zwischen 2 bis 6mm aufweist.

6. Metallkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Korngröße oder Teilchengröße des Hartmetalls 2,5 bis 4mm beträgt.

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