Harte Legierungen für Arbeitsgeräte und Werkzeuge Es ist seit langem
bekannt, daß das elementare Bor eine dem Diamanten nahekommende Härte besitzt. Man
hat sich daher bereits vielfach bemüht, Bor als Werkstoff für Werkzeuge und Arbeitsgeräte
aller Art zu verwenden, bei denen es auf große Härte ankommt. Indessen zeigt das
reine Bor, wenn es geschmolzen ist, ganz besonders aber im gesinterten Zustand,
eine so große Sprödigkeit, daß es technisch bisher nicht verwendet werden konnte.
Man hat sich daher bisher darauf beschränkt, Bor nur als härteerhöhenden Zusatzstoff
zu anderen Metallen und Metalllegierungen zu benutzen. So ist es bereits vorgeschlagen
worden, Metalle, wie Eisen, Wolfram, Titan, Chrom, Nickel oder Molybdän, mit Bor
und Silizium zusammenzuschmelzen, und zwar in einer derartigen Menge, daß ein Borgehalt
von mehr als 50 0(o nicht ausgeschlossen war: Die vorliegende Erfindung beruht in
der Erkenntnis, daß man die große Sprödigkeit des Bors bei fast unverminderter Erhaltung
seiner Härte beseitigen kann, wenn man dem Bor Metalle bzw. Metallegierungen, deren
Schmelzpunkt über iooo ° C liegt, als Zusatzstoff beigibt, und zwar in einer derartigen
Menge, daß der Borgehalt mehr als 5o % beträgt und Bor also der eigentliche Grundstoff
bleibt. Besonders bewährt haben sich als Zusatz solche Metalle, die mit Bor leicht
Verbindungen eingehen, wie beispielsweise Titan, Zirkon, Vanadium, Chrom, Wolfram,
Mangan, Kobalt und Eisen.Hard alloys for implements and tools It has been around for a long time
known that the elemental boron has a hardness close to that of diamonds. Man
has therefore already tried many times to use boron as a material for tools and equipment
of all kinds, where a lot of hardness is important. However, that shows
pure boron when it is melted, but especially in the sintered state,
such a brittleness that it could not be used technically up to now.
So far, boron has only been used as a hardness-increasing additive
to use with other metals and metal alloys. So it's already suggested
metals such as iron, tungsten, titanium, chromium, nickel or molybdenum, with boron
and to melt silicon together in an amount such that a boron content
of more than 50 0 (o was not excluded: The present invention is based in
the knowledge that one can maintain the great brittleness of boron with almost undiminished preservation
its hardness can be eliminated if the boron metals or metal alloys whose
Melting point is over 100 ° C, added as an additive, in such a way
Amount that the boron content is more than 50% and boron is the actual raw material
remain. Metals which have been found to be particularly useful as additives are those that easily contain boron
Enter into compounds, such as titanium, zirconium, vanadium, chromium, tungsten,
Manganese, cobalt and iron.
Die Formgebung der aus der neuen Legierung hergestellten Geräte oder
Werkzeuge kann durch Ausgießen der schmelzflüssigen Legierung in eine Form oder
aber durch Pressen und Sintern eines pulverförmigen Ausgangsgemisches, gegebenenfalls
auch durch Heißpressen des pulverförmigenAusgangsgemisches, erfolgen. Das Schmelzen
oder Sintern oder auch Heißpressen wird zweckmäßig in einer nicht angreifenden Atmosphäre,
wie z. B. in Argon oder Wasserstoff, oder aber auch im Vakuum vorgenommen. Für die
Erzielung besonders dichter Erzeugnisse hat es sich als vorteiltaft erwiesen, die
Pulvermischung durch Ausglühen in einem Vakuumofen möglichst vollständig zu entgasen.
Beispiel Reines, möglichst feinkörniges Bor wird mit etwa 15 0.', ebenfalls
pulverförmigem Zirkon innig gemischt und im ViLkuum bei etwa 1350 ° C so
lange erhitzt, b:s die Gasabgabe aufhört. Hierauf wird die Mischung in einer Preßform
zu einem Körper von den gewünschten Abmessungen
gepreßt und anschließend
im Vakuum bei etwa i8oo ° C vorgesintert. Hierdurch erlangt der Preßkörper eine
solche Festigkeit und Dichte, daß er sich bearbeiten und in die gewünschte Endform
bringen läßt. Die Fertigsinterung erfolgt bei etwa 2ioo ° C ebenfalls im Vakuum.
Während der Vorsinterung und Fertigsinterung ist es zweckmäßig, daß die durch den
Glühprozeß in Freiheit gesetzten Gase dauernd abgepumpt werden. Bei Inne haltung
der angegebenen Bedingungen ist das Fertigerzeugnis dicht und vereinigt die hohe
Härte des Bors mit einer für den praktischen Gebrauch ausreichenden Festigkeit und
Zähigkeit.The shaping of the devices or tools made from the new alloy can be done by pouring the molten alloy into a mold or by pressing and sintering a powdery starting mixture, optionally also by hot pressing the powdery starting mixture. The melting or sintering or hot pressing is expedient in a non-corrosive atmosphere, such as. B. in argon or hydrogen, or made in a vacuum. To achieve particularly dense products, it has proven to be advantageous to degas the powder mixture as completely as possible by annealing in a vacuum furnace. Example Pure boron, as fine-grained as possible, is intimately mixed with about 15%, also powdery zirconium, and heated in a vacuum at about 1350 ° C until the gas emission stops. The mixture is then pressed in a compression mold to form a body of the desired dimensions and then pre-sintered in a vacuum at around 180 ° C. This gives the pressed body such a strength and density that it can be machined and brought into the desired final shape. The final sintering takes place at around 2ioo ° C, also in a vacuum. During the pre-sintering and final sintering, it is advisable that the gases released by the annealing process are pumped out continuously. If the specified conditions are observed, the finished product is tight and combines the high hardness of boron with sufficient strength and toughness for practical use.