DE359785C

DE359785C - Verfahren zur Herstellung sehr harter Metallegierungen fuer Werkzeuge u. dgl.

Info

Publication number: DE359785C
Application number: DEL47493D
Authority: DE
Original assignee: FELDER CLEMENT AKT GES B
Current assignee: FELDER CLEMENT AKT GES B
Priority date: 1918-12-08
Filing date: 1918-12-08
Publication date: 1922-08-10

Description

Verfahren zur Herstellung sehr harter Metallegierungen für Werkzeuge u. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung sehr harter Metalllegierungen, welche der Härte dies Diamants nahekommen bzw. diese Härte sogar übertreffen, dabei aber nicht das Merkmal der Sprödigkeit aufweisen, welches eine schlechte Widerstandsfähigkeit gegen Abbröckeln und .gegen Bruch mit sich bringt. Das erhaltene Produkt eignet sich insbesondere für Schneid,- und Bearbeitungswerkzeuge, kann aber auch für andere Zwecke verwendet werden, beispielsweise für Lagerschalen u. dgl.
Bei den widerstandsfähigen Werkzeugen, welche man bisher herstellte, steht die Härte immer in gewissen Beziehungen zum Kohlenstoffgehalt. Stahl muß zum Abschrecken gehärtet werden, wodurch eine Änderung des Gefüges entsteht, welche zur Folge hat, daß die Dehnbarkeit- vermindert wird, so da.ß eine Bearbeitung durch Schmieden, Walzen, Hämmern oder Pressen nur in sehr beschränktem Maße oder gar nicht stattfinden kann.
Außerdem gibt es eine zweite Gruppe von Werkzeugen aus Metallegierungen (z. B. Siliziumcarbid, Wolframcaxbi!d), bei denen die Härte ihre Ursache lediglich in dem Gehalt an Kohlenstoff hat. Einer besonderen Härtung durch Abschrecken bedürfen diese Materialien nicht; sie weisen aber bezüglich der Bearbeitbarkeit ebenfalls die obigen Nachteile auf.
Das neue Verfahren. hat die Herstellung sehr harter Werkzeuge u. dgl. zum Gegenstand, welche ohne weiteres durch Schmieden, Walzen, Pressen oder Hämmern bearbeitbar sind, und deren Härteeigenschaften durch diesen Bcarbeitungsprozeß noch verbessert werden.
Dies sind also sehr wesentliche Vorteile, welche das neue Produkt gegenüber den nach den alten Verfahren hergestellten Produkten aufweist.
Das Verfahren besteht darin, daß ein Metall, beispielsweise Eisen, Wolfram, Titan, Chrom, Nickel, Mol'ybdän, mit Bor und Silizium in einem Schmelz- oder Auflösungsvorgang derart vereinigt wird, daß die Legierung frei von Kohlenstoff und von Sauerstoff bleibt, worauf die sehr große Härte des so erhaltenen Materials durch Dehnung (Walzen, Hämmern, Pressen) noch erhöht werden kann.
Legierungen von Eisen mit einem hohen Gehalt von Silizium für die Herstellung säurefester Gefäße u. dgl. sind schon bekannt geworden, sowie auch Legierungen von Eisen mit Bor. Das Neue bei der Erfindung besteht demgegenüber in dem gemeinsamen Zusetzen von Silizium und Bor zu dien obigen Metallen.
Das Verfahren kann beispielsweise auf zweierlei Art ausgeführt werden, wobei Grundbedingung ist, daß das Silizium mit vollkommen sauerstoffreien Metallen in Verbiüd:ung gebracht wird, da. sonst eine Oxydation des Siliziums eintritt.
Die erste Ausführungform besteht darin, daß man die drei Metalle in einem gegen hohe Temperaturen widerstandsfähigen Kohletiegel schmilzt. Hierbei wird Kohlenstoff aufgenommen, welcher alsdann durch bekannte Oxydations- bzw. Temperprozesse wieder beseitigt wird. Der fertige Körper kann beispielsweise in Metalloxyd eingebettet und erhitzt werden.
Vorteilhaft kann man hierbei so vorgehen, daß man den Kohletiegel mit dem am schwersten schmelzbaren Metall ausfüttert und erreicht hierdurch eine möglichst geringe Aufnahme von Kohlenstoff.
Bei der zweiten Ausführungsform des Verfahrens geht man von der Tatsache aus, daß schwerer schmelzbare Metalle sich in leichter schmelzbaren auflösen. Man schhnilzt hierbei zunächst das dritte Metall; Eisen, Wolfram, Chrom o. dgl., und fügt das Bor und Silizium hinzu, worauf sich die Vereinigung vollzieht. Das Schmelzen wird in hoch erhitzbaren Schmelzöfen vorgenommen, vorteilhaft kann hierzu der elektrische Schmelzofen verwendet werden. Ferner kann man durch Zentrifugaleinwirkung in bekannter Weise eine Verdichtung des Materials herbeiführen.
Das Verhältnis, in welchem die d!rei'Metalle zusammengefügt werden, kann beispielsweise so gewählt werden, daß man Bor, Silizium und das dritte Metall zu gleichen Teilen wählt; man kann auch Bor und: Silizium zu gleichen Teilen wählen und mit denn dritten Metall bis zu 5 Prozent heruntergehen. Es ergeben sich, also beispielsweise etwa 331/a Teile Bor, 331/a Teile Silizium und 331/a Zeile Wolfram; oder 5o Teile Bor, 5o Teile Silizium und Wolfram herab bis zu 5 Teilen.
Das Produkt, welches nach d`er Schmelzung entstanden ist, weist eine grobe kristallinische Struktur auf, die durch; den Bearbeitungsprozeß in eine sehnige Struktur übergeführt wird.
Es kann auch in der Weise vorgegangen werden, daß man zu dem Bor und Silizium zwei oder mehrere Metalle hinzufügt, beispielsweise Wolfram und Eisen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE i. Verfahren zur Herstellung sehr harter Metallegierungen für Werkzeuge u. dgl., dadurch gekennzeichnet, a e'n Metall, wie Eisen, Wolfram, Titan, Chrom, Nickel, Molybdän, mit Bor und Silizium gemeinsam frei von Kahl'enstoff und Sauerstoff durch Schmelzen zur Vereinigung gebracht und die erhaltene Legierung vorteilhaft zur weiteren Erhöhung der Härte gedehnt (Walzen, Hämmern, Schmieden) wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d'aß der Schmelzprozeß in einem Kohletiegef vorgenommen wird', welcher mit dem am schwersten schmelzbaren Metall ausgekleidet ist, und daß alsdann durch Oxydation bzw. Tempern ein Ausscheiden des aufgenommenen Kohlenstoffes vorgenommen wird.