DE2711509C2 - Verfahren zur Herstellung von Hartmetall auf Titankarbid-Basis - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Hartmetall auf Titankarbid-Basis

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DE2711509C2
DE2711509C2 DE19772711509 DE2711509A DE2711509C2 DE 2711509 C2 DE2711509 C2 DE 2711509C2 DE 19772711509 DE19772711509 DE 19772711509 DE 2711509 A DE2711509 A DE 2711509A DE 2711509 C2 DE2711509 C2 DE 2711509C2
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titanium carbide
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Georgij T. Dzodziev
Anatolij A. Čerčik Taškentskaja oblast' Kalkov
Lev I. Moskva Kljačko
Viktor S. Čerčik Taškentskaja oblast' Košuchar
Grigorij V. Kiev Samsonov, (verstorben)
Vasilij K. Kiev Vitrjanjuk
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VSESOJUZNOE PROIZVODSTVENNOE NAUCNO-TECHNICESKOE OB"EDINENIE TVERDYCH SPLAVOV I TUGOPLAVKICH METALLOV SOJUZTVERDOSPLAV MOSKVA SU
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VSESOJUZNOE PROIZVODSTVENNOE NAUCNO-TECHNICESKOE OB"EDINENIE TVERDYCH SPLAVOV I TUGOPLAVKICH METALLOV SOJUZTVERDOSPLAV MOSKVA SU
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    • 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
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Description

0,05 bis 0,10 Gew.-% Niob zusammen mit
10 bis 30 Gew.-% Nickel,
2 bis 25 Gew.-% Molybdän und
Titankarbid TiCo« bis TiCo.94 vermischt werden.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hartmetall auf Titankarbid-Basis, welches Vorzugsweise zur Fertigung von Schneidwerkzeug sowie zur Verlängerung der Standzeit von schnell verschleißenden Teilen verschiedener Apparaturen, 2. B. von Hülsen und Düsen, verwendet werden.
Aus der US-PS 29 67 349 ist ein Hartmetall auf Titankarbid-Basis bekannt, welches als Bindemittel Molybdän zusammen mit einem Metall der Fe-Gruppe. z. B. Nickel, enthält. Der Gehalt an Bindemittel im Hartmetall beträgt 10 bis 50Gew.-%. der Gehalt an Molybdän im Bindemittel 25 bis 70 Gew.% und im J0 Hanmetall nicht mehr als 13Gew.-%. Als Basis dient Titankarbid TiCo.*i von nahe stöchiometrischer Zusammensetzung mit einem Gehalt an Kohlenstoff von 19.2 Gew.%.
Erzeugnisse aus diesem Hartmetall weisen eine hohe 3; Verschleißfestigkeit und ein hohes Standvermögen auf.
Nach den bekannten Verfahren wird zur Herstellung von Hartmetallen auf Titankarbid-Basis ein Pulvergemisch aufbereitet, welches Nickel und Molybdän in Pulverform enthält. Dann werden die Bestandteile des A0 Pulvergemisches durch Naßmahlen unter gleichzeitigem Mischen behandelt und danach wird das Pulvergemisch gepreßt und unter Vakuum gesintert.
Die so hergestellten bekannten Hartmetalle gewährleisten jedoch stabile Eigenschaften des zu fertigenden Werkzeugs nur ungenügend, welche den erhöhten Anforderungen an das Werkzeug für moderne automatische Fließstraßen genügen sollen.
Sogar bei der Herstellung einer Serie von Hartmetallen gleicher chemischer Zusammensetzung wird eine große Streuung der Festigkeitswerte beobachtet. Der Variationskoeffizient der Biegefestigkeit, welcher die qualitative Charakteristik der Streuung widerspricht, beträgt 15 bis 20%. Dadurch sind die mangelhaften technologischen Eigenschaften des Hartmetalls sowie erhöhte Kosten bei dessen Massenproduktion bedingt. Eine große Streuung der Biegefestigkeitswerte der hergestellten Hartmetallserien führt in der Produktion zu einem großen Prozentsatz an Ausschuß oder /u unbegründeter Herabsetzung der garantierten Festigkeil. Üblicherweise wird versucht, das Problem der Stabilisierung der Hartmetalleigenschaften durch eine sorgfältige Einhaltung der Technologie sowie durch Einengung des Toleranzbereichs von Schwankungen zu lösen. Das macht jedoch den Einsatz von hnchpräzisen t,-, Maschinen. Prüf- und Meßgeräten usw. notwendig, wodurch die Herstellung des Hartmetalls wesentlich teurer wird
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der genannten Schwierigkeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hartmetall auf Titankarbid-Basis mit einem derartigen Verhältnis der Bestandteile herzustellen, daß die Stabilität der Festigkeitseigenschaften, und zwar der Biegefestigkeit, gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des einzigen Anspruchs angegebene Vermischung bestimmter Bestandteile gelöst
Durch die Verwendung von Titankarbid mit einem höheren Gehalt an Kohlenstoff als TiC034 (19% Kohlenstoff) wird keine wesentliche Steigerung der Stabilität der Festigkeitseigenschaften erreicht; bei der Verwendung von Titankarbid mit einem niedrigeren Gehalt an Kohlenstoff als TiCo« (17,6% Kohlenstoff) werden die Festigkeits- und Schneideigenschaften der Hartmetalle herabgesetzt.
Ein anderer wichtiger Faktor für die Stabilität der Eigenschaften des herzustellenden Harti.ietalls ist die Einführung eines geringen Zusatzes von Niob. Bekanntlich wirkt Niob stabilisierend auf Gefüge und Eigenschaften von vielen Legierungen und Reinmetallen. Wie Untersuchungen gezeigt haben, wird maximale Stabilität der Eigenschaften von TiC-Ni-Mo-Hartmetallen durch Zugabe von 0,05 bis 0,10Gew.-% Niob erreicht. Die Zugabe von weniger als Niob 0,05 Gew.-% bewirkt keine Stabilisierung der Eigenschaften des Hartmetalls, mehr als 0.10Gew.-% Niob ergeben keine weitere Steigerung der Stabilität der Eigenschaften.
Zur Erläuterung der Erfindung sind nachstehend Beispiele von Zusammensetzungen des erfindungsgemäß hergestellten Hartmetalls angeführt
Beispiel 1
Zur erfindungsgemäßen Herstellung eines Hartmetalls wird ein Pulvergemisch bereitet, das aus Titankarbid TiCojm mit einem Kohlenstoffgehalt von l7.6Gew.-% als Basis. 15,80Gew.-% Nickel. 4,60 Gew.% Molybdän und 0,10 Gew.-% Niob besteht. Das Pulvergemisch wird in bekannter Weise verarbeitet. Das Hartmetall wies in ungeschliffenen Proben eine Biegefestigkeit von 1210N/mmJ sowie einen Variationskoeffizienten der Biegefestigkeit von 23% auf.
Beispiel 2
Ein Pulvergemisch aus Titankarbid TiCo.<mo mit einem Gehalt an Kohlenstoff von 19,0 Gew.-%,
15,80 Gew.-% Nickel
4,60 Gew.-% Molybdän und
0.05 Gew.-% Niob
wurde verarbeitet. Die Biegefestigkeit des Hartmetalls betrug 1200 N/mm2 und der Variationskoeffizient der Biegefestigkeit 8,8%.
Beispiel 3
Ein Pulvergemisch aus Titankarbid TiCo.wo mit einem Gehalt an Kohlenstoff von 18.2 Gew.%.
30.00 Gew-% Nickel.
25,00 Gew.-% Molybdän und
0,07 Gew.-% Niob wurde verarbeitet.
Das Hartmetall wies einen niedrigen Variationskoeffizienten der Biegefestigkeit auf.
Aus den Beispielen ist ersichtlich, daß der Gehalt an
Niob im Hartmetall in einem Bereich von 0,05 bis O,IOGew.-% die Stabilität der Eigenschaften des Hartmetalls erhöht, was durch einen niedrigen Variationskoeffizienten von 2,9 bis 8,8% bestätigt wird Bei den bekannten ähnlichen Hartmetallen liegt der Variationskoeffizient der Biegefestigkeit im Bereich von 15 bis 20%.
Die Erhöhung der Stabilität der Eigenschaften des angemeldeten Hartmetalls ist durch folgendes zu klären: Titankarbid weist einen breiten Bereich der Homogenität von TiC1 bis TiCojn auf, wobei Karbid mit reduziertem Kohlenstoffgehalt in höherem Grad mit dem Bindemittel in Wechselwirkung steht und von diesem besser benetzt wird. Bei der Verringerung des Kohlenstoffgehalts im Tuankarbid von 50 auf 3j Atomprozent verringert sich der Benetzungswinkel von 20° auf 0°, d, h, es wird eine vollständige Benetzung erreicht. Außerdem werden bei der Verringerung des Kohlenstoffgehalis im Titankarbid dessen plastische Eigenschaften verbessert und die Mikrosprödigkeit herabgesetzt. Die Mikrosprödigkeit von Titankarbid mit minimalem Kohlenstoffgehalt nimrr.t im Vergleich zur stöchiometrischen Zusammensetzung fast um das Doppelte ab. Das alles führt im ganzen zur Verminderung der Anzahl von Mikrofehlern im Hartmetall, zur Erhöhung von dessen Plastizität sowie Homogenität und als Folge zu einer höheren Stabilität der Eigenschaften.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung eines Hartmetalls auf Titankarbid-Basis, umfassend die Aufbereitung eines Nickel und Molybdän enthaltenden Pulvergemisches, gemeinsames Naßmahlen unter gleichzeitigem Mischen der Bestandteile des Pulvergemisches, Pressen und anschließendes Sintern unter Vakuum, dadurch gekennzeichnet, daß
DE19772711509 1977-03-16 1977-03-16 Verfahren zur Herstellung von Hartmetall auf Titankarbid-Basis Expired DE2711509C2 (de)

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DE937668C (de) * 1944-07-16 1956-01-12 Boehler & Co Ag Geb Durch Sintern erzeugte Hartmetallegierung aus Titankarbid und Vanadinkarbid mit niedriger schmelzenden Hilfsmetallen der Eisengruppe
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FR2097258A5 (de) * 1970-06-18 1972-03-03 Ugine Carbone

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