DE401600C

DE401600C - Metallegierung von sehr grosser Haerte und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE401600C
Application number: DEG56622D
Authority: DE
Original assignee: WOLFRAM IND M B H GES
Current assignee: WOLFRAM IND M B H GES
Priority date: 1922-05-14
Filing date: 1922-05-14
Publication date: 1924-09-29

Description

1Vletallegierung von sehr großer Härte und Verfahren zu ihrer Herstellung. Gegenstand des Patentes 310041 ist eine :Metallegierung von großer Härte für Werkzeuge und Arbeitsgeräte, die bis 6o Prozent @#,'olfram neben etwa 3o Prozent Eisen, 5 Prozent Titan, 2 Prozent Cer und 3 Prozent Kohlenstoff enthält. M-ie man sich auch die Art d.er Bindung oder Verteilung des Kohlenstoffs (als Karbid) an die vorhandenen Metalle vorstellen will, sei es, daß in erster Linie Bildung von W, C (mit 3,16 Prozent C) oder des Doppelkarbides 2 Fei C - 3 W., C (mit 4,0 Prozent C) angenommen werde, oder - was nach den neueren Forschungen mehr berechtigt erscheint - an erster Stelle Bildung vor. Titankarbid. (mit ig,36 Prozent C) und Cerkarbid (mit 14,73 Prozent C), in jedem Falle muß unbedingt ein erheblicher Teil der Legierungsmetalle in freiem (metallischem) Zustande, nicht an Kohlenstoff gebunden (als Karbid), vorliegen.
Wenngleich es nicht zur Kennzeichnung des vorliegenden Erfindungsgegenstandes gehört, sei doch hier erwähnt, daß nach Ansicht der Erfinderin der vorhandene Kohlenstoff -soweit es sich um Karbidkohlenstoff handelt -zu allererst zur Bildung von Titankarbid, weiter erst von Wolfram- (oder W-Fe-) Karbid und Cerkarbid beansprucht wird. jedenfalls bildet sich Titankarbid (wie schon 1887 von Shinner festgestellt ist) bereits bei den zur Verarbeitung titanhaltiger Eisenerze angewandten Temperaturen in sehr beständiger Kristallform, während bekanntlich Wolframkarbid (ebenso wie das Doppelkarbid 3 «'.C ' 2Fe3C, vgl. z. B. Hönigschmid, »Karbide und Silizide«, Halle igil, S. iog und 137) erst bei den ganz erheblich höheren Temperaturen des elektrischen Ofens (Moissan, Williams) entsteht.
Daß diese mehr wissenschaftlichen Erwägungen richtig sind, wird auch durch die praktischen Erfahrungen bestätigt. Es hat sich bei Beobachtungen, die durch längere Zeit in der Praxis fortgesetzt woreen sind, gezeigt, d.aß die Legierungen nach dem Hauptpatente an der Luft allmählich verändert oder oxyciert werden (rosten). Dieser Nachteil, der jedoch, wie erwähnt, erst nach längerer Berührung mit der Luft aufgetreten und bemerkt ist, läßt sich nun beseitigen, indem man den Gehalt der Legierung an Eisen wesentlich (bis auf etwa 3 bis 5 Prozent) herabsetzt, dafür den Gehalt an Titan (bis etwa 15 Prozent), ferner an seltenen Erdmetallen (Cer, Thor, Zirkon) und auch den Gehalt an Wolfram erhöht.
Als Grenzwerte für die Bestandteile dieser verbesserten, durch große Härte und Beständigkeit ausgezeichneten Legierungen. können genannt werden

io bis 15 Teile Titan,

2 - 5 - seltene Erdmetalle (Zirkon,

Thor, Cer),

75 - 84. - `Wolfram,

2 - 4. - Kohlenstoff,

3 - 5 - Eisen.

Hierbei kann das Eisen in besonderen Fällen auch ganz ersetzt werden durch Erhöhung des Gehaltes z. B. an Titan und (oder) M olfram. Als Beispiele seien nachstehend zwei Legierungen angegeben, die sich bei längerem Gebrauch in der Praxis hervorragend bewährt haben:

i. Titan etwa 12 Prozent,

Zirkon - 5 -

Wolfram - 77 -

Eisen - 3 -

Kohlenstoff - 3 -

2. Titan - 13 -

Thor - 3 -

Wolfram - 80 -

Kohlenstoff - 4 -

Auch diese - in längerer Versuchsdauer praktisch erprobten -ZahlenbeispielederZusammensetzung beweisen, daß die erzielte besondere Wirkung zurückzuführen ist auf den Gehalt an Titan und seltenen Erdmetallen, die in erster Linie als Karbide anzunehmen sind, während das Wolfram zum weitaus größten Teile als :Metall irgendeine der bekannten Legierungsformen (Grundmasse, welche die sonstigen Bestandteile, teilweise Karbide, in Lösung enthält, oder Mischkristalle usw.) haben muß.
Diese Auffassung findet endlich noch eine Stütze in dem Verfahren, das sich für die Herstellung dieser neuen Legierungen besonders gut bewährt hat und das in folgendem besteht Als Ausgangsstoffe werden die in bekannter Weise hergestellten Karbide des Titans und der seltenen Erden (Zirkon, Thor) verwendet. Diese werden fein gepulvert in den erforderlichen Mengen gemischt und mit Wolframpulver im elektrischen Ofen bis zum Schmelzfluß erhitzt.
Selbstverständlich kann man auch, wie bekannt, die Oxyde der seltenen Erden gemischt mit Titankarbid und Wolframpulver im Kohletiegel zum Schmelzfluß bringen und durch entsprechende Erhitzung die gewünschte Legierung erhalten.

Claims

PATENT-ANSPRÜCFIE: i. Verbesserte Legierung gemäß Patent 310041, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Eisen erheblich verringert, derjenige an Titan und seltenen Erdmetallen wie auch an Wolfram erhöht ist.
2. Legierung nach Anspruch i, bestehend aus etwa io bis 15 Teilen Titan, 2 bis 5 Teilen seltenen Erdmetallen (wie Zirkon, Thor, Cer), 75 bis 84 Teilen Wolfram, 3 bis 5 Teilen Eisen und 2 bis q Teilen Kohlenstoff.
3. Legierung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Eisen ganz ersetzt ist durch erhöhte Mengen Titan und Wolfram. Verfahren zur Herstellung der Legierungen nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsstoff Titankarbid benutzt wird, das gemischt mit Wolframpulver und den Karbiden oder den Oxyden der betreffenden seltenen Erdmetalle im elektrischen Ofen zum Schmelzfluß gebracht wird.