DE2721631A1

DE2721631A1 - METHOD FOR PRODUCING TITANIUM CARBIDE HARD MATERIAL

Info

Publication number: DE2721631A1
Application number: DE19772721631
Authority: DE
Inventors: Yoshinobu Kobayashi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-05-21
Filing date: 1977-05-13
Publication date: 1977-12-15
Also published as: JPS5440400B2; FR2351926B3; GB1566736A; FR2351926A1; SE7700794L; ATA357777A; CA1073474A; AT359744B; JPS52142698A

Description

Patentanwalt In DürenPatent attorney in Düren Dlpl.-Phye. Dr. W. HaßlerDlpl.-Phye. Dr. W. Hassler Patentanwalt In LOdanaohaldPatent Attorney In LOdanaohald

10.5.1977 K 201May 10, 1977 K 201

Anmelder: Yoshinobu KobayashiApplicant: Yoshinobu Kobayashi

Tokio / JapanTokyo / Japan

Verfahren zur Herstellung von Titancarbid-HartstoffProcess for the production of titanium carbide hard material

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von pulverförmigem Titancarbid als Hartstoff für die Erzeugung von Cermets und Hartmetallen.The invention relates to a method for producing pulverulent Titanium carbide as a hard material for the production of cermets and hard metals.

Herkömmlicherweise werden Schneidwerkzeuge, verschleißfeste Teile u.dgl. aus Hartmetallen hergestellt, indem eine Pulvermischung auf der Basis von WC-Co, WC-TiC-TaC oder ähnlichen Zusammensetzungen verpresst und der so erhaltene Formling auf pulvermetallurgischem Wege gesintert wird.Conventionally, cutting tools, wear-resistant parts and the like are made from cemented carbides by adding a powder mixture pressed on the basis of WC-Co, WC-TiC-TaC or similar compositions and the molding obtained in this way on powder metallurgy Ways is sintered.

Da jedoch Wolfram schwerer ist als andere Metalle, lassen sich daraus hergestellte Produkte nur schwierig handhaben und montieren. Ferner sind Hartmetalle aus Wolframcarbid sehr teuer, weil Wolframerz nur beschränkt zur Verfügung steht.However, because tungsten is heavier than other metals, products made from it are difficult to handle and assemble. Furthermore, hard metals made of tungsten carbide are very expensive because of tungsten ore is only available to a limited extent.

Bei Titan gibt es diese Probleme nicht, so daß es sich als Ersatz von Wolfram für Carbid-Hartstoff anbietet. Zu diesem Zweck muß es in Titancarbid umgewandelt werden. Hierzu kennt man drei Wege:These problems do not exist with titanium, so that it can be used as a substitute for tungsten for hard carbide material. For that purpose it must be converted into titanium carbide. There are three ways to do this:

1. die direkte Reduktion von TiO₂ mit Kohlenstoff,1. the direct reduction of TiO ₂ with carbon,

2. die Umsetzung von TiH- mit Kohlenstoff, und2. the conversion of TiH with carbon, and

3. das sog. Menstruum-Verfahren.3. the so-called menstruum procedure.

Nach dem ersten Verfahren wird TiO_ im Hochvakuum behandelt, und je höher die Temperatur dabei ist, desto größer wird der Anteil an gebundenem Kohlenstoff in dem resultierenden TiC. Mit TitanoxidAccording to the first process, TiO_ is treated in a high vacuum, and the higher the temperature, the greater the proportion of bound carbon in the resulting TiC. With titanium oxide

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bildet sich jedoch während des Reduktionsvorganges eine eutektische Mischung, nämlich TiC-TiO, die sehr schwierig zu reduzieren ist.however, a eutectic one forms during the reduction process Mixture, namely TiC-TiO, which is very difficult to reduce.

Auch das zweite Verfahren ist mit der Bildung einer eutektischen Mischung verbunden, und zwar TiC-Ti, die sich sehr schwer in das reine Carbid überführen lässt.The second process is also associated with the formation of a eutectic mixture, namely TiC-Ti, which is very difficult to get into can be converted into pure carbide.

Nach der dritten Methode wird Ti in einem Bad aus niedrig schmelzendem, reduzierendem Metall, wie Aluminium, reduziert. Im Verlauf der Reduktion reagiert Titan mit dem zugemischten Kohlenstoff oder mit dem Kohlenstoff, der in dem Reaktionsgefäß selbst enthalten ist, unter Bildung von TiC-Kristallen. Das nach diesem Verfahren erhaltene Titancarbid enthält gebundenen Kohlenstoff in einer Menge, die dem theoretischen Wert sehr nahe kommt. Welche der vorgenannten Methoden man jedoch auch immer anwendet, der Anteil des gebundenen Kohlenstoffes in dem derzeit technisch zugänglichen TiC ist auf 19,2 bis 19,6 % begrenzt, also niedriger als der theoretische Wert von 20,5 %.According to the third method, Ti is in a bath of low-melting, reducing metal such as aluminum. In the course of the reduction, titanium reacts with the added carbon or with the carbon contained in the reaction vessel itself to form TiC crystals. That after this Titanium carbide obtained in the process contains bound carbon in an amount which comes very close to the theoretical value. Whichever of the aforementioned methods is used, however, the proportion of bound carbon in the currently technical accessible TiC is limited to 19.2 to 19.6%, i.e. lower than the theoretical value of 20.5%.

Es ist also sehr schwierig, hochreines TiC zu erzeugen, dessen Anteil an gebundenem Kohlenstoff annähernd gleich dem theoretischen Wert ist. Mit anderen Worten enthält das bisher verfügbare Titancarbid eine relativ große Menge an freiem Kohlenstoff. Die Folge davon ist, daß TiC-TiO, TiC-Ti oder ähnliche eutektische Mischungen mit dem als Binder verwendetem Nickel oder Cobalt reagieren und unter Ausbildung einer Doppelcarbid-Phase den Binder-Effekt dieser Metalle stark beeinträchtigen.Darüberhinaus haben TiC-Teilchen eine sehr reaktive Oberfläche. Sie neigen deshalb dazu, oberflächlich zu oxydieren und sich nicht fest mit dem Bindermetall zu vereinigen. Sinterlegierungen aus TiC-Teilchen können deshalb zwar härter sein als Legierungen aus Wolframcarbid-Hartstoffen, haben aber eine geringere Biegefestigkeit und Zähigkeit als diese. Die TiC-Teilchen, die nach den vorgenannten Methoden erhalten werden, ergeben jedenfalls keine Legierungen mit Eigenschaften, wie sie für Bearbeitungsgeräte, Schneidwerkzeuge und hochbeanspruchte Teile aus Hartmetallen gefordert werden müssen.It is therefore very difficult to produce high-purity TiC whose proportion of bound carbon is approximately equal to the theoretical one Is worth. In other words, the titanium carbide available heretofore contains a relatively large amount of free carbon. the The consequence of this is that TiC-TiO, TiC-Ti or similar eutectic mixtures react with the nickel or cobalt used as a binder and, with the formation of a double carbide phase, strongly impair the binder effect of these metals TiC particles have a very reactive surface. They therefore tend to oxidize on the surface and not stick to the Unite binder metal. Sintered alloys made from TiC particles can therefore be harder than alloys made from tungsten carbide hard materials, but have a lower flexural strength and toughness than this. The TiC particles produced by the aforementioned methods are obtained, in any case do not result in alloys with properties such as those used for machining equipment and cutting tools and highly stressed parts made of hard metals have to be demanded.

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Man hat bereits verschiedene andere Versuche gemacht, Hartmetalle auf Titancarbid-Basis zu schaffen. So wurde im Jahre 1964 von der Ford Company in USA eine Legierung auf der Basis TIC-Mo₂C-Ni entwickelt, die sich durch die hohe Rockwell Α-Härte von 90,5 auszeichnete, aber nur eine Biegefestigkeit von 60 bis 120 kg/mm² hatte, also nicht den im Gebrauch an Carbid-Hartmetalllegierungen zu stellenden Anforderungen genügte. Vermutlich sind die ungenügenden Eigenschaften auf den Umstand zurückzuführen, daß das in der TiC-Komponente enthaltene TiO bzw. Ti das Verhalten des als Binder benutzten Nickels ungünstig beeinflusst. Ferner dürfte die Anwesenheit eines Oxides eine Rolle spielen, welches während der Sinterung und Handhabung auf der Oberfläche von TiC-Teilchen gebildet wird und eine wirksame Verbindung zwischen den TiC-Teilchen und dem Ni-Binder ausschließt. Wegen dieser Probleme ist seither kaum ein Fortschritt in der Entwicklung und im Studium von Carbid-Hartmetalllegierungen auf der Basis von TiC-Ni oder TiC-Co gemacht worden.Various other attempts have been made to create hard metals based on titanium carbide. In 1964 the Ford Company in USA developed an alloy based on TIC-Mo ₂ C-Ni, which was characterized by the high Rockwell Α hardness of 90.5, but only had a flexural strength of 60 to 120 kg / mm ² , so it did not meet the requirements for carbide hard metal alloys in use. The inadequate properties are presumably due to the fact that the TiO or Ti contained in the TiC component has an unfavorable effect on the behavior of the nickel used as a binder. Furthermore, the presence of an oxide which is formed on the surface of TiC particles during sintering and handling and which precludes an effective connection between the TiC particles and the Ni binder is believed to play a role. Because of these problems, little progress has since been made in the development and study of carbide hard metal alloys based on TiC-Ni or TiC-Co.

Die Erfindung bezweckt, den beschriebenen Nachteilen des Standes der Technik abzuhelfen, und löst die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von pulverförmigen Titancarbid für die Erzeugung von Hartmetallen zu schaffen, die sich durch geringes Gewicht, leichte Handhabung und billige Herstellung auszeichnen, ohne den Zusatz von Wolfram zu erfordern, welches schwer und wegen seiner Knappheit teuer ist.The invention aims to remedy the disadvantages of the prior art described, and solves the problem of a method for Manufacture of powdery titanium carbide for the production of hard metals, which are lightweight and lightweight They are easy to use and inexpensive to manufacture, without requiring the addition of tungsten, which is heavy and because of its scarcity is expensive.

Ferner will die Erfindung pulverförmiges Titancarbid als Hartstoff für die Erzeugung von Hartmetall-Legierungen bereitstellen, bei dem das Oxid, welches die Oberfläche der TiC-Teilchen bedeckt, so weit wie möglich entfernt ist und welches TiC mit einem hohen, dem theoretischen Wert angenäherten Gehalt an gebundenem Kohlenstoff enthält. Dadurch werden die Titancarbid-Teilchen mit einem metallischem Binder sehr gut verträglich und können mit stark erhöhter Festigkeit gebunden werden. Sie ergeben also Hartmetall-Legierungen, die die gestellten Anforderungen hinsichtlich Härte, Biegefestigkeit und Zähigkeit erfüllen.The invention also aims to use powdered titanium carbide as the hard material for the production of hard metal alloys, in which the oxide which covers the surface of the TiC particles, as far away as possible and which TiC with a high content of bound carbon approximating the theoretical value contains. This makes the titanium carbide particles very compatible with a metallic binder and can with greatly increased Strength to be bound. So they result in hard metal alloys that meet the requirements in terms of hardness, Meet flexural strength and toughness.

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Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine pulverformige Mischung aus TiC-Rohmaterial, dessen Anteil an gebundenem Kohlenstoff unter dem theoretischen Wert liegt, und einem als Binder geeigneten Metall in einer für die Sinterung des TiC-Materials erforderlichen Menge formt, den Formling unter Bedingungen, die für TiC inert sind, auf eine hohe Temperatur erhitzt und sintert, den Sinterkörper auf der hohen Temperatur hält, bis das entstandene Oxid von der Oberfläche der TiC-Teilchen vollkommen entfernt ist und diese mit dem Bindermetall gut verträglich geworden sind, das Bindermetall auf die Oberfläche der TiC-Teilchen aufschmilzt und gleichzeitig das Bindermetall durch seinen Partialdruck innerhalb der entstehenden Bindermetall-Phase des Sinterkörpers Poren ausbilden lässt, und den Sinterkörper nach dem Abkühlen vermahlt.The inventive method is characterized in that a powdery mixture of TiC raw material, its Content of bound carbon is below the theoretical value, and a metal suitable as a binder in a for the Sintering of the TiC material forms the required amount, the molding under conditions that are inert to TiC, heated to a high temperature and sintered, the sintered body at the high Maintains temperature until the resulting oxide is completely removed from the surface of the TiC particles and these with the binder metal have become well tolerated, the binder metal melts onto the surface of the TiC particles and at the same time the Binder metal can form pores within the resulting binder metal phase of the sintered body due to its partial pressure, and the sintered body is ground after cooling.

Man erhält so ein Pulver aus TiC-Teilchen, die den höchstmöglichen, dem theoretischen Wert nahekommenden Gehalt an gebundenem Kohlenstoff aufweisen und auf ihrer Oberfläche eine aus dem aufgeschmolzenem Metall bestehende Schicht hoher Festigkeit und guter Sinterfähigkeit tragen.The result is a powder made of TiC particles, which has the highest possible, have a content of bound carbon which is close to the theoretical value and on their surface one from the molten carbon Metal existing layer of high strength and good sinterability.

Das Verfahren der Erfindung hat überdies den Vorteil, daß sich der pulverförmige Titancarbid-Harzstoff leicht herstellen lässt, weil das Zwischenprodukt, welches durch Sintern des Ausgangsmaterials erhalten wird, gut zerkleinert werden kann.The method of the invention also has the advantage that the powdery titanium carbide resin material can be easily produced, because the intermediate product obtained by sintering the starting material can be easily crushed.

Als Rohstoff wird TiC-Pulver handelsüblicher Qualität verwendet; es hat - wie gesagt - einen Gehalt an gebundenem Kohlenstoff, der unter dem theoretischen Wert liegt. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist noch ein Titancarbid brauchbar, dessen Gehalt an gebundenem Kohlenstoff nur etwa 18,00 % beträgt. Das TiC-Pulver kann auch ganz oder teilweise aus einer Mischung von Ti-Pulver und der für die Bildung von TiC erforderlichen Menge Kohlenstoff bestehen.Commercial grade TiC powder is used as the raw material; As I said, it has a bound carbon content that is below the theoretical value. For the method according to the invention a titanium carbide whose content of bound carbon is only about 18.00% can also be used. The TiC powder can also be made entirely or partially from a mixture of Ti powder and the amount of carbon required for the formation of TiC exist.

Als Binder kommen die gewöhnlich verwendeten Metalle in Betracht, beispielsweise Nickel und Cobalt, die allein oder in Mischung mit-The metals commonly used come into consideration as binders, for example nickel and cobalt, which alone or in a mixture with

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einander eingesetzt werden. Das Mengenverhältnis des Bindermetalls bzw. der Bindermetalle zu dem pulverförmigen TiC-Ausgangsmaterial soll 50-10:50-90 Gew.% betragen. Normalerweise wird das Bindermetall in einer Kugelmühle längere Zeit gründlich mit dem TiC-Pulver vermischt. Als Mittel zur Beschleunigung der Sinterreakt^on können ferner Mo_C, WC oder/und TaC zugesetzt werden. Die erhaltene Mischung wird üblicherweise in einer Form verpresst, jedoch ist die Benutzung einer Form nicht zwingend; beispielsweise kann die Mischung auch von Hand geformt werden. Der Formling wird dann durch Erhitzen auf eine Temperatur von 1550 - 2500⁰C unter Bedingungen gesintert, die gegen TiC inert sind, nämlich in einem Vakuum oder Argon, Stickstoff oder einer ähnlichen Schutzgasatmosphäre. Versuche haben ergeben, daß die günstigte Sintertemperatur bei etwa 2200⁰C liegt.are used each other. The quantitative ratio of the binder metal or the binder metals to the powdery TiC starting material should be 50-10: 50-90% by weight. Usually the binder metal is mixed thoroughly with the TiC powder in a ball mill for a long period of time. Mo_C, WC and / or TaC can also be added as means for accelerating the sintering reaction. The mixture obtained is usually pressed in a mold, but the use of a mold is not mandatory; for example, the mixture can also be shaped by hand. The molding is then dried by heating to a temperature of 1550 - 2500 ⁰ C sintered under conditions which are inert to TiC, namely, in a vacuum or argon, nitrogen or a similar inert gas atmosphere. Tests have shown that the günstigte sintering temperature is about 2200 ⁰ C.

Nach der Erfindung wird die Wärmebehandlung nicht abgebrochen, sobald der Formling gesintert ist, sondern der Sinterkörper wird weiterhin auf einer Temperatur in dem vorgenannten Bereich gehalten, wobei die Erhitzungsdauer sich nach der Höhe der Temperatur richtet, allgemein wird der Sinterkörper solange auf der besagten Temperatur gehalten, wie nötig ist, um die Oberfläche der TiC-Teilchen vollkommen zu Deoxydieren, das Bindermetall fest auf die Oberfläche aufzuschmelzen und den Gehalt des TiC an gebundenem Kohlenstoff auf den höchst möglichen, dicht an der Theorie liegenden Wert zu bringen und gleichzeitig einen Teil der in dem Sinterkörper ausgeschiedenen Bindermetall-Phase verdampfen und durch den Partialdruck des Metalls in dieser Phase Poren ausbilden zu lassen.According to the invention, the heat treatment is not stopped as soon as the molding has been sintered, but instead becomes the sintered body furthermore kept at a temperature in the aforementioned range, the heating time depending on the level of the temperature directed, generally the sintered body is kept at the said temperature as long as is necessary to the surface To completely deoxidize the TiC particles, to melt the binder metal firmly onto the surface and to reduce the amount of bound metal in the TiC To bring carbon to the highest possible, close to the theory value and at the same time a part of the in that Sintered bodies evaporate the precipitated binder metal phase and form pores in this phase due to the partial pressure of the metal allow.

Erfindungsgemäß lässt sich durch die Hochtemperatur-Wärmebehandlung das Oxid auf der Oberfläche der TiC-Teilchen soweit wie nur irgend möglich entfernen und der Gehalt des TiC an gebundenem Kohlenstoff bis nahe an den theoretischen Wert steigern. Dadurch erhalten die TiC-Teilchen eine hohe Verträglichkeit mit dem Bindermetall, und dieses kann wiederum mit hoher Festigkeit auf die Oberfläche der TiC-Teilchen aufschmelzen. Die Folge ist, daß der nach der Erfindung erhaltene pulverförmige Titancarbid-HarzstoffAccording to the invention, the high-temperature heat treatment the oxide on the surface of the TiC particles as far as possible and the content of the TiC of bound Increase carbon to close to the theoretical value. This gives the TiC particles a high level of compatibility with the binder metal, and this in turn can melt onto the surface of the TiC particles with high strength. The consequence is that the powdery titanium carbide resin material obtained according to the invention

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viel besser gesintert werden kann als die bisher zugänglichen Pulver dieser Art. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß die Hartmetall-Legierungen, welche aus dem Pulver durch erneutes Sintern erzeugt werden, sowohl die für Carbid-Hartmetalle geforderte Härte als auch eine befriedigende Biegefestigkeit und Zähigkeit aufweisen und sich demnach gut für die Herstellung von Hartmetall-Bearbeitungsgeräten, Werkzeugen und verschleißfesten Teilen eignen, überdies hat der erfindungsgemäß hergestellte pulverförmige Titancarbidharzstoff den Vorteil, kein teures und schweres Wolfram zu enthalten, so daß die gewonnenen Hartmetalle bzw. die daraus hergestellten Teile ein geringes Gewicht haben, leicht gehandhabt werden können und billig sind. Ferner lässt sich der nach der Erfindung erhaltene Sinterkörper leicht zu dem gewünschten Pulver vermählen, weil er Poren enthält, die durch Verdampfen eines Teils der Bindermetallphase des Sinterkörpers durch die Hochtemperaturbehandlung entstanden sind.can be sintered much better than the previously available powders of this type. This has the advantage that the Hard metal alloys, which are produced from the powder by re-sintering, both those required for carbide hard metals Hardness as well as a satisfactory flexural strength and toughness and are therefore good for the production of Tungsten carbide processing devices, tools and wear-resistant parts are suitable, and the one manufactured according to the invention has powdery titanium carbide resin has the advantage of not being an expensive and to contain heavy tungsten, so that the hard metals obtained or the parts made from them have a low weight, easy to use and cheap. Further, the sintered body obtained according to the invention can be easily made into the desired one Grind powder because it contains pores that are created by evaporation of part of the binder metal phase of the sintered body caused by the high temperature treatment.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beispielen und den Unteransprüchen.Further advantages and features of the invention emerge from the following examples and the subclaims.

example 1

75 Gewichtsteile TiC-Pulver, 0,55 Gewichtsteile Kohlenstoff und 25 Gewichtsteile Carbonylnickel wurden 48 Stunden in einer Kugelmühle gemischt. Das als Ausgangsmaterial verwendete TiC-Pulver war eine Handelsqualität mit 19.7 Gew.% gebundenem Kohlenstoff und 0,1 Gew.% freiem Kohlenstoff. Die Mischung wurde in einer Form verpresst und dann in einem Vakuumofen bei 1500⁰C zu einem Festkörper gesintert. Dieser zeigte die folgenden Eigenschaften:75 parts by weight of TiC powder, 0.55 parts by weight of carbon and 25 parts by weight of carbonyl nickel were mixed in a ball mill for 48 hours. The TiC powder used as the starting material was a commercial grade with 19.7% by weight of bound carbon and 0.1% by weight of free carbon. The mixture was pressed in a mold and then ^{sintered in a vacuum furnace at 1500 °} C. to form a solid. This showed the following properties:

Biegefestigkeit: 90 kg/mm²
Härte Rockwell A: 90,2Flexural strength: 90 kg / mm ²
Rockwell A hardness: 90.2

freier Kohlenstoff infree carbon in

dem gesinterten Produkt: entsprechend ASTM C4 Poren in dem gesintertem Produkt: entsprechend ASTM B4the sintered product: according to ASTM C4. Pores in the sintered product: according to ASTM B4

Der Testkörper hatte also eine geringe Biegefestigkeit. Er wurde anschließend 1 - 1,5 Stunden in einer Argongas-Atmosphäre, dieThe test body thus had a low flexural strength. He was then placed in an argon gas atmosphere for 1 - 1.5 hours

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gegen TiC inert ist, auf etwa 2400⁰C erhitzt, wodurch ein Teil der Nickel-Phase zwischen den TiC-Teilchen zur Verdampfung und Porenbildung gebracht wird. Wegen der Anwesenheit dieser Poren konnte das Produkt dann leicht vermählen werden. Der so erhaltene pulverförmige TiC-Harzstoff hatte einen Gehalt an gebundenem Kohlenstoff nahe beim theoretischen Wert und bestand aus TiC-Teilchen, die auf ihrer Oberfläche praktisch frei von Oxid waren, jede eine mit hoher Bindungsfestigkeit aufgeschmolzene Nickelschicht trugen.is inert to TiC, ^{heated to about 2400 0} C, whereby part of the nickel phase between the TiC particles is caused to evaporate and form pores. Because of the presence of these pores, the product could then be easily ground. The powdery TiC resin material thus obtained had a bound carbon content close to the theoretical value and consisted of TiC particles which were practically free of oxide on their surface, each having a nickel layer fused with high bonding strength.

Zu 93,7 Gew.% des TiC-Ni-Pulvers (24 Gew.% Ni und 1,6 μ Teilchengröße) wurden 6,0 Gew.% Ni und 0,3 Gew.% C hinzugesetzt, und die Bestandteile wurden 24 Stunden in einer Kugelmühle vermischt. Die Mischung wurde unter Verwendung von Paraffinwachs als Binde- bzw. Schmiermittel verpresst. Das geschmolzene Produkt wurde dann durch Erwärmen auf 1200⁰C vom Wachs befreit und anschließend zur Sinterung in einem Vakuumofen auf 1400⁰C erhitzt. Das gesinterte Produkt ergab die folgenden Eigenschaften.To 93.7% by weight of the TiC-Ni powder (24% by weight of Ni and 1.6 μm in particle size), 6.0% by weight of Ni and 0.3% by weight of C were added, and the ingredients were left for 24 hours mixed in a ball mill. The mixture was compressed using paraffin wax as a binder or lubricant. The melted product was then ^{freed from wax by heating to 1200 °} C. and then heated ^{to 1400 °} C. in a vacuum oven for sintering. The sintered product gave the following properties.

Biegefestigkeit: 161 kg/mm² Flexural strength: 161 kg / mm ²

Härte Rockwell A: 88,80Rockwell A hardness: 88.80

freier Kohlenstoff in demfree carbon in that

gesintertem Produkt: entsprechend ASTM C2 Poren in dem gesintertemsintered product: according to ASTM C2 pores in the sintered

Produkt: entsprechend ASTM A1.Product: according to ASTM A1.

Somit hatte der Testkörper eine stark verbesserte Biegefestigkeit.Thus, the test body had greatly improved flexural strength.

Die obige Behandlung wurde in derselben Weise wiederholt, jedoch wurden an Stelle von 25 Gewichtsteilen Ni nun 25 Gewichtsteile Co bzw. eine gleiche Menge von Ni und Co verwendet. Dabei wurden praktisch die gleichen Resultate erzielt, wie im vorstehenden beschrieben. The above treatment was repeated in the same way, except that instead of 25 parts by weight of Ni, 25 parts by weight of Co or an equal amount of Ni and Co is used. Practically the same results as described above were obtained.

Example 2

71 Gewichtsteile TiC-Pulver, 0,45 Gewichtsteile Kohlenstoff, 25 Gewichtsteile Carbonylnickel und 4,0 Gewichtsteile (theoretische Menge) Mo_C wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 171 parts by weight of TiC powder, 0.45 parts by weight of carbon, 25 parts by weight of carbonyl nickel and 4.0 parts by weight (theoretical amount) of Mo_C were obtained in the same manner as in Example 1

² 709850/0751 ² 709850/0751

- if -- if -

AOAO

miteinander vermischt und geformt. Das als Ausgangsmaterial verwendete TiC-Pulver war eine handelsübliche Qualität und enthielt 19.6 Gew.% gebundenen Kohlenstoff und 0,3 Gew.% freien Kohlenstoff. Das Molybdäncarbid diente als Mittel zur Beschleunigung der Sinterreaktion.mixed together and shaped. That used as the starting material TiC powder was a commercial grade and contained 19.6% by weight of bound carbon and 0.3% by weight of free carbon. The molybdenum carbide served as a means to accelerate the sintering reaction.

Der Formling wurde in einem Vakuumofen bei 1520⁰C zu einem Testkörper gesintert, der die folgenden Eigenschaften ergab.The molding was sintered in a vacuum furnace at 1520 ⁰ C to a test body, which showed the following properties.

Biegefestigkeit: 112 kg/mm²
Härte, Rockwell A: 89,6Flexural strength: 112 kg / mm ²
Hardness, Rockwell A: 89.6

Der Testkörper hatte also eine nur geringe Biegefestigkeit. Er wurde dann auf eine Temperatur erwärmt, die stetig von etwa 1500 bis 1700⁰C bis schließlich etwa 2200⁰C anstieg. Die Erhitzung wurde 1 - 1,5 Stunden unter einer Wasserstoffgas-Atmosphäre fortgesetzt, die gegenüber TiC inert ist. Dadurch wurde erreicht, daß ein Teil der Nickelphase zwischen den TiC-Teilchen verdampfte und Poren bildete, so daß das Produkt eine Gerüststruktur erhielt. Dieses Produkt ließ sich wegen der Anwesenheit dieser Poren leicht zerkleinern. Der so erhaltene pulverförmige TiC-Harzstoff hatte einen Gehalt an gebundenem Kohlenstoff in der Nähe des theoretischen Wertes und bestand aus TiC-Teilchen, die auf ihrer Oberfläche praktisch kein Oxid, sondern vollständig aufgeschmolzenes Nickel enthielten.The test body therefore had only a low flexural strength. It was then heated to a temperature which rose steadily from about 1500 to 1700 ^° C. to finally about 2200 ^° C. Heating was continued for 1-1.5 hours under a hydrogen gas atmosphere inert to TiC. It was thereby achieved that part of the nickel phase evaporated between the TiC particles and formed pores, so that the product acquired a framework structure. This product was easily crushed because of the presence of these pores. The powdery TiC resin material obtained in this way had a content of bound carbon in the vicinity of the theoretical value and consisted of TiC particles which contained practically no oxide on their surface, but completely melted nickel.

Zu 94,75 Gew.% TiC-Mo-C-Ni-Pulver wurden 5 Gew.% Ni und 0,25 Gew.% C zugegeben, und die Bestandteile wurden 24 Stunden in einer Kugelmühle vermischt. Die Mischung wurde in einer Form unter Verwendung von Paraffinwachs als Binde- bzw. Schmiermittel verpresst. Der Preßling wurde dann durch Erwärmen auf 1150⁰C von Wachs befreit und anschließend zur Sinterung in einem Vakuumofen auf 1470⁰C erhitzt. Der Sinterkörper besaß die folgenden Eigenschaften.To 94.75% by weight of TiC-Mo-C-Ni powder, 5% by weight of Ni and 0.25% by weight of C were added, and the ingredients were mixed in a ball mill for 24 hours. The mixture was compressed in a mold using paraffin wax as a binder or lubricant. The compact was then stripped by heating to 1150 ⁰ C of wax and then heated for sintering in a vacuum furnace at 1470 ⁰ C. The sintered body had the following properties.

Biegefestigkeit: 180 kg/mm²
Härte, Rockwell A: 88,20Flexural strength: 180 kg / mm ²
Hardness, Rockwell A: 88.20

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freier Kohlenstoff in dem gesintertem Pr-dukt:free carbon in the sintered product:

Poren in dem gesintertem Produkt:Pores in the sintered product:

entsprechend ASTM C2 entsprechend ASTM A1according to ASTM C2 according to ASTM A1

Der Testkörper besaß somit eine hervorragende BiegefestikeitThe test body thus had excellent flexural strength

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Claims

Process for the production of powdered titanium carbide resin material for cermets and hard metals, characterized in that a powdery mixture of TiC raw material, its Content of bound carbon is below the theoretical value, and a metal suitable as a binder in a for the Sintering the TiC material forms the molding under conditions that are inert for TiC to a required amount heated to a high temperature and the sintered body is kept at the high temperature until the resulting oxide is removed from the surface the TiC particles have been completely removed and these have become well compatible with the binder metal, the binder metal melts onto the surface of the TiC particles and at the same time the binder metal due to its partial pressure inside allows the resulting binder metal phase of the sintered body to form pores, and the sintered body is ground after cooling.

2. The method according to claim 1, characterized in that the binder metal is nickel.

3. The method according to claim 1, characterized in that the binder metal is cobalt.

4. The method according to claim 1, characterized in that the binder metal is a mixture of nickel and cobalt.

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5. The method according to claim 1, characterized in that the shaped body is heated ^{to 1550-2500 0 C for sintering in a vacuum furnace.}

6. The method according to claim 1, characterized in that the shaped body is heated to ^{1550-2500 0 C for sintering in an inert gas atmosphere.}

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the powdery starting mixture with an agent accelerating the sintering reaction is added.

8. The method according to claim 7, characterized in that Mo-C, WC or TaC to accelerate the sintering reaction is used.

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