DE3546851C2 - Sinterwerkstoff auf der Basis von Titancarbonitrid - Google Patents
Sinterwerkstoff auf der Basis von TitancarbonitridInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Sinterwerkstoff auf der
Basis von Titancarbonitrid für Zerspannung und tribologische
Beanspruchung.
Nach der DE-Patentanmeldung DE-W 1990 VIa/40b - 18. 12. 52 ist es bekannt, aus
Titancarbid als Hartstoff und Titan als Hilfsmetall
einen Sinterwerkstoff herzustellen, bei dem der Hartstoff
im Endprodukt in seiner Menge nahezu unverändert
bleibt. Dazu ist ein duktiles und deshalb sauerstoffarmes
Titanhilfsmetall erforderlich. Bei dem Herstellungsverfahren
muß folglich die Aufnahme von
Sauerstoff vermieden werden. Die zur Einhaltung sehr
niedriger Sauerstoffgehalte notwendigen Verfahrensschritte
sind technologisch sehr aufwendig, so daß
dieser Hartmetalltyp keine praktische Bedeutung erlangt
hat.
Durch die DD-PS 1 49 750 sind hochverschleißfeste
Sinterwerkstoffe bekanntgeworden, die im Titan 0,5
bis 15 At.-% gelösten Sauerstoff und 0,03 bis 7,5 At.-%
gelösten Sauerstoff enthalten. Der Nachteil dieser
Sinterwerkstoffe besteht darin, daß deren Verschleißwiderstände
verhältnismäßig niedrig sind. Durch Erhöhung
des Sauerstoffgehaltes läßt sich zwar die
Härte steigern, allerdings tritt dann eine starke
Abnahme der Biegefestigkeit ein.
In der US-PS 38 13 227 wird ein Sinterwerkstoff aus
70 bis 97 Masse-% TiN und einem Binder mit 2,5 bis
23 Masse-% Ti, Rest, Al, Cr und Fe, im Verhältnis
5 : 2 : 1 beschrieben, aus dem sich durch Sintern
goldfarbene Teile herstellen lassen, die gut polierbar
sind und eine hohe Kratzfestigkeit aufweisen
sollen. Eine ähnliche Legierung dieser Art ist auch
in der US-PS 3 684463 beschrieben, die neben der
TiN-Hartstoffphase eine Eisen-Cobalt-Nickel-Bindemetallegierung
enthält. Dabei geht es in beiden
Fällen darum, den Sauerstoffgehalt im Endprodukt
so niedrig wie möglich zu halten. Nachteilig bei
diesen Sinterwerkstoffen ist, daß der Fertigungsaufwand
zur Vermeidung einer Sauerstoffaufnahme,
die sich auf die Biegefestigkeit ungünstig auswirkt,
relativ hoch ist.
Nach der DD-PS 1 23 078 und DE-OS 29 02 139 ist es
auch bekannt, als Hartstoff ein Oxicarbonitrid einzusetzen,
wobei zur Stabilisierung des Sauerstoffs
im Sinterwerkstoff die Sinterung in einer CO-Atmosphäre
durchgeführt wird, um die auf die unvermeidliche Gasoxidation
zurückzuführende Festigkeitsminderung zu vermeiden.
Von Nachteil sind dabei die kompliziert aufgebauten
bzw. rohstoffaufwendigen Bindemetallanteile, die
eine aufwendige Herstellungstechnologie erfordern sowie
die Einschränkung der Verwendung als Schneidstoff für
die spangebende Bearbeitung von Stahl mit den bei Sinterhartmetallen
bereits üblichen Schnittgeschwindigkeiten
bis 250 m/min.
In der DE-AS 20 43 411 wird eine metallgebundene Sinterhartstofflegierung
beschrieben, die aus 3 bis 35 Gewichtsprozent
Bindemetallphase und 65 bis 97 Gewichtsprozent
Hartstoffphase besteht. Die Bindemetallphase soll aus
einer Legierung von Eisen, Cobalt und/oder Nickel mit
Chrom, Molybdän und/oder Wolfram zusammengesetzt sein.
Die einen sehr geringen Sauerstoffgehalt aufweisende
Hartstoffphase mit Nitriden der Metalle Vanadium, Zirkonium,
Tantal, Hafnium und/oder Niob, die teilweise durch
Carbide der Metalle Wolfram, Titan, Tantal und/oder Niob
ersetzt sind, soll außerdem noch Nitride, Karbonitride
und/oder Nitrid-Carbid-Mischkristalle dieser Metalle
enthalten. Bei Sinterwerkstoffen dieser Art geht es
darum, durch desoxidierend wirkende Metallzusätze, insbesondere
von Molybdän, sauerstoffarme Vor- und Endprodukte
zu erhalten. Nachteilig hierbei ist die notwendige
Anwendung einer komplizierten und damit störanfälligen
Technologie zur Desoxidation der Vormaterialien
und die wesentlich niedrigere Verschleißfestigkeit
gegenüber Sinterwerkstoffen mit oxidischen Komponenten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Eigenschaften
der bekannten Sinterwerkstoffe auf der Basis
von Titancarbonitrid zu verbessern und deren Anwendungsgebiete
zu erweitern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der Sinterwerkstoff aus 35,0 bis 99,8 Vol.-%
Hartstoff der Grundzusammensetzung (Ti, C, N, O, M)
und aus 65,0 bis 0,2 Vol.-% restlichen Phasen der
integralen Grundzusammensetzung (Ti, O, M) besteht
(M ist eines oder mehrere der Metalle, Kupfer, Mangan,
Eisen, Nickel und/oder Cobalt), wobei die Zusammensetzung
des gesamten Sinterwerkstoffes in Molbrüchen
TiaCbNcOdMe
innerhalb der Grenzen
a = 0,42 bis 0,84
b = 0,059 bis 0,46
c = 0,012 bis 0,24
d = 0,019 bis 0,14
e = 0,00023 bis 0,11
b = 0,059 bis 0,46
c = 0,012 bis 0,24
d = 0,019 bis 0,14
e = 0,00023 bis 0,11
liegt.
Die Biegefestigkeit von Formköpern aus einem Sinterwerkstoff
nach der Erfindung kann dadurch erhöht werden, daß
das Verhältnis von Titan zu Kohlenstoff bzw. zu Stickstoff
vom Rand zur Mitte des Werkstoffkerns kleiner wird.
Eine Möglichkeit der Variierung der Verschleißeigenschaften
des Sinterwerkstoffes über die angegebenen
Bereiche der Zusammensetzung hinaus besteht darin, daß
er zusätzlich 0,5 bis 10 Masse-% Carbide der Metalle
Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom,
Molybdän und/oder Wolfram enthält.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert:
Eine Wendeschneidplatte der Zusammensetzung Ti0,47C0,37
N0,088O0,057Mn0,015 mit einem Hartstoffanteil von ca.
99 Vol.-% und dem Anteil restlicher Phasen von ca. 1
Vol.-% wird einer Zerspanungsprüfung unterzogen. Bei
v=200 m/min, s=0,45 mm/U und a=2 mm, wobei als
Gegenwerkstoff GGL 25 im glatten Schnitt verwendet wird,
beträgt nach einer Schnittdauer von 20 min die mittlere
Verschleißmarkenbreite Bmittl. ≦0,25 mm und der Kolkverschleiß
K ≦0,1. Im Vergleich dazu wird bei sonst
gleichen Bedingungen und der Verwendung einer Wendeschneidplatte
aus Ti(CN)-Mo₂C-Ni-Hartmetall bereits
nach einer Schnittdauer von 12 min das Ende der Standzeit,
d. h. eine zulässige mittlere Verschleißmarkenbreite
Bmittl. ≧0,5 mm, erzielt.
Claims (3)
1. Sinterwerkstoff auf der Basis von Titancarbonitrid
für Zerspannung und tribologische Beanspruchung,
dadurch gekennzeichnet,
daß er aus 35,0 bis 99,8 Vol.-% Hartstoff der
Grundzusammensetzung (Ti, C, N, O, M) und aus
65,0 bis 0,2 Vol.-% restlichen Phasen der integralen
Grundzusammensetzung (Ti, O, M) besteht
(M ist eines oder mehrere der Metalle Kupfer, Mangan,
Eisen, Nickel und/oder Cobalt), wobei die Zusammensetzung
des gesamten Sinterwerkstoffes in Molbrüchen
TiaCbNcOdMeinnerhalb der Grenzena = 0,42 bis 0,84
b = 0,059 bis 0,46
c = 0,012 bis 0,24
d = 0,019 bis 0,14
e = 0,00023 bis 0,11liegt.
b = 0,059 bis 0,46
c = 0,012 bis 0,24
d = 0,019 bis 0,14
e = 0,00023 bis 0,11liegt.
2. Sinterwerkstoff nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis von Titan zu Kohlenstoff bzw.
Stickstoff vom Rand zur Mitte des Werkstoffkernes
kleiner wird.
3. Sinterwerkstoff nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß er zusätzlich 0,5 bis 10,0 Masse-% Carbide der
Metalle Zirkonium, Hafnium, Vandium, Niob, Tantal,
Chrom, Molybdän und/oder Wolfram enthält.
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---|---|---|---|
DD26056084A DD223470A1 (de) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | Titankarbonitrid-sinterwerkstoff fuer zerspanung und tribologische beanspruchung |
DD26055784A DD223169A1 (de) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | Titankarbid-sinterwerkstoff, vorzugsweise fuer tribologische beanspruchung |
DD26055984A DD222341A1 (de) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | Titankarbonitrid-sinterwerkstoff, vorzugsweise fuer tribologische beanspruchung |
DD26055884A DD222342A1 (de) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | Titankarbid-sinterwerkstoff fuer zerspanung und tribologische beanspruchung |
DE19853501893 DE3501893A1 (de) | 1984-03-05 | 1985-01-22 | Sinterwerkstoffe auf der basis von titankarbid, titannitrid oder titankarbonitrid |
Publications (1)
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---|---|
DE3546851C2 true DE3546851C2 (de) | 1995-05-18 |
Family
ID=27509735
Family Applications (1)
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DE3546851A Expired - Fee Related DE3546851C2 (de) | 1984-03-05 | 1985-01-22 | Sinterwerkstoff auf der Basis von Titancarbonitrid |
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DD149750A3 (de) * | 1979-09-19 | 1981-07-29 | Wilm Heinrich | Hochverschleissfeste teile,insbesondere fuer misch-und mahlaggregate |
-
1985
- 1985-01-22 DE DE3546851A patent/DE3546851C2/de not_active Expired - Fee Related
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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