DE629794C

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Publication number: DE629794C
Application number: DENDAT629794D
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Description

Verfahren zur Herstellung von Hartlegierungen Gegenstände aus Wolframcarbid, insbesondere für die Verwendung von Werkzeugen und Geräten, wurden früher durch Schmelzen und Gießen hergestellt. Wie alle aus dem Schmelzfluß erstarrten Metalle mehr oder weniger, zeigen besonders solche Wolframcarbide erhebliche Kristallspannungen, die sich in Sprödigkeit und damit schnellem Unbrauchbarwerden der Werkzeuge äußern. Da nun durch Sintern gewonnene Metalle oder Legierungen sich durchweg durch Spannungsfreiheit auszeichnen, ist man dazu übergegangen, die Wolframcarbide auf diesem Wege zu verformen und herzustellen. Damit man sie aber nicht bis auf ihren weit über zooo° liegenden Erweichungspunkt erhitzen muß, ist vorgeschlagen worden, ihnen vor der Sinterung erheblich niedriger schmelzende Metallpulver zuzusetzen. Diese Hilfsmetalle haben somit die Aufgabe, die einzelnen Pulverteilchen der Wolframcarbide miteinander zu verkleben oder zu verlöten.
Die auf diesem Wege hergestellten Formstücke haben schon eine beachtenswerte Festigkeit, so daß sie zur Verwendung von z. B. spanabhebenden Werkzeugen in der Metallbearbeitung u. a. befähigt sind. Der Zweck dieser Verwendungsart ist die Erzielung wesentlich höherer Schneidleistungen, und die Werkzeuge sind deshalb beträchtlichen Anforderungen hinsichtlich ihrer mechanischen Festigkeit unterworfen. Wenn auch die Wolframcarbide an sich neben ihrer hohen flirte auch eine beträchtliche Verschleißfestigkeit aufweisen, so ist es klar, daß die die Carbidteilchen verklebenden Hilfsmetalle diese Eigenschaften nicht vermindern dürfen und daß man nicht jedes beliebig niedrig schmelzende Metall für diesen Zweck verwenden kann Die Anforderungen, welche z. B. an die Schneiden von Werkzeugen aus Wolframcarbid gestellt werden, sind außer der erwähnten genügenden mechanischen Festigkeit auch solche thermischer Widerstandsfähigkeit, denn bei den gebräuchlichen Schnittgeschwindigkeiten werden die Schneiden vielfach notglühend. In diesem Zustande dürfen die verklebenden Hilfsmetalle weder ihre mechanische Festigkeit vermindern noch ihren Widerstand gegen Verschleiß.
Es liegt auf der Hand, daß eine Reihe bisher vorgeschlagener Hilfsmetalle, wie z. B. das Eisen, infolge des Verlustes seiner Härte und seiner Erweichung in notglühendem Zustande als unbrauchbar bezeichnet werden müssen. So ist z. B. als eint Hilfsmetall u. a. auch Kobalt vorgeschlagen worden. Aber auch dieses Metall ergibt noch keine befriedigenden Ergebnisse, und die Schneiden von mit Kobalt gesintertem Wolframcarbid neigen bekanntlich sehr zum Ausbrechen.
Im Gegensatz zum bisher Bekannten verwendet die vorliegende Erfindung 'in der Hauptsache als Hilfsmetall gerade hochschmelzende Metalle der Chromgruppe, und zwar Chrom, Wolfram und Molybdän, und neben diesen Metalle der Eisengruppe. Durch die Gegenwart von z. B. Wolfram oder Chrom oder beiden neben z. B. Kobalt erhalten die nach der Erfindung verwendeten Hilfsmetalle einen stellitähnlichen Charakter, und von diesen Legierungen ist bekannt, daß sie neben ihrer außergewöhnlichen Verschleißfestigkeit auch ihre natürliche Härte bei Temperaturen bis zu nahezu Iooo° C bewahren. Auch die Verwendung von Wolfram und Kobalt allein ergibt schon Hilfsmetalle einer mechanischen Festigkeit und Wärmebeständigkeit, die dem Kobalt allein überlegen sind.
Es wurde gefunden, daß bei einem Wolframcarbidgehalt von mindestens 8o% der Gehalt an Hilfsmetall der Chromgruppe (Chrom, Wolfram, Molybdän) etwa 5 bis 19% und der Gehalt an Hilfsmetall der Eisengruppe (Eisen, Mangan, Nickel, Kobalt) mindestens I %o betragen soll. Erfindingsgemäß wird demgemäß als Ausgangsmaterial für die Herstellung von gesinterten Hartlegierungen eine feinpulverige Mischung von mindestens 8o% Wolframcarbid, etwa 5 bis Ig% Chrom, Wolfram oder Molybdän einzeln. oder gemischt und als Rest, in einer Mindestmenge von etwa I %, Eisen, Mangan, Nickel oder Kobalt einzeln oder gemischt verwendet.
Es wurde fernier gefunden, daß das Wolframcarlbid mit gutem Erfolg ganz oder teilweise durch nitriertes Wolframcarbid ersetzt werden kann. Dieses nitrierte Wolframcarbid weist gegenüber den reinen Carbiden bei höchster Härte schon eine wesentliche Steigerung der mechanischen Festigkeit auf; auch seine Verschleißfestigkeit liegt über derjenigen der reinen Carbide.
Als Zusatzmetalle können die Metalle der Eisengruppe (Eisen, Mangan, Nickel, Kobalt) und die Metalle Chrom, Wolfram, Molybdän der Chromgruppe einzeln oder zu mehreren Verwendung finden. Ein geringer Zusatz von Bor kann in bekannter Weise noch die Härte steigern, wo dies erwünscht ist. Die Herstellung der Legierungen erfolgt in bekannter Weise durch Zusammenpressen der pulverförmigen Bestandteile und Sinterung in nicht oxydierender Atmosphäre.
Nach der vorliegenden Erfindung verwendet man z. B. als Ausgangsmaterial eine feinpulverige Mischung aus 85% Wolframcarbid, Io% Wolfram und 5% Kobalt oder aus 82% nitriertem Wolframcarbid, Io% Wolfram, i % Chrom und 7% Kobalt. Die aus diesen Mischungen hergestellten Legierungen weisen insbesondere als spanabhebendes Werk-' zeug hohe Schneidleistungen auf.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Herstellung von Hartlegierungen durch Pressen und nachträgliches Sintern einer Mischung von Wolframcaxbid und Hilfsmetallen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer großen Warmhärte und Verschleißfestigkeit als Ausgangsmaterial eine feinpulverige Mischung von mindestens 80% Wolframcarbid, etwa 5 bis Ig% Chrom, Wolfram oder Molybdän einzeln oder gemischt und als Rest in einer Mindestmenge von etwa I9b Eisen, Mangan, Nickel oder Kobalt einzeln oder gemischt verwendet wird. z. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet, daß das Wolfrarncarbid ganz oder teilweise durch nitriertes Wolfranzcarbid ersetzt wird.