-
Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus Metallkarbiden Zur
Herstellung von Gegenständen aus Karbidlegierungen für Werkzeuge und Arbeitsgeräte
kannte man bisher zwei Verfahren. Das eine besteht im Schmelzen, der Legierungen
und Gießen in die Form des fertigen Gerätes. Das zweite Verfahren besteht. aus dem
sog. Sintern der Legierungen. , Der letztere Vorgang wird meist so ausgefübrt, daß
man das hochschmelzende Karbid mit einem niedriger schmelzenden Hilfsmetall in Pulverform
mischt, preßt und längere Zeit (in den meisten Fällen mehrere Stunden) auf höhere
Temperaturen erhitzt. Um die Poren auszufüllen und dem Karbidgemenge eine bessere
Festigkeit zu geben, wurde auch vorgeschlagen, in den gesinterten Körper ein leichter
schmelzendes Metall (oder Metallegierung) einzuseigern.
-
Das neue Verfahren gründet sich darauf, daß man fein gepulverte Karbide
ohne jeden Zusatz eines niedriger schmelzenden Hilfsmetalles zu Formlingen preßt
und, ohne sie zu sintern, mit einer vorher fertiggebildeten Legierung tränkt. Unter
dem Ausdruck Tränken ist zu verstehen, daß ein vollständiges Ausfüllen des kochschmelzenden
Karbidformkörpers mit der geschmolzenen Hilfsmetallegierung erfolgen soll. Es wird
also gewissermaßen das Gitter aus den - harten Karbidteilchen in dem Preßling mit
niedriger schmelzenden Metallen oder Legierungen ausgegossen. Im Gegensatz zu den
bekannten Sinterhartmetallen tritt nach dem vorliegenden Verfahren bei der metallischen
Verfestigung keine Schrumpfung ein, so daß von einer Sinterung im eigentlichen Sinne
nicht gesprochen werden kann.
-
Die Herstellung einer harten Legierung nach dem neuen Verfahren wird
so vorgenommen, daß man kalt gepreßte Karbidkörper, die zunächst noch keine Hilfsmetalle
enthalten, mit dem Hilfsmetall oder einer Hilfsmetallegierung tränkt, etwa in der
Weise, daß man die fertig einzuseigernde Legierung, in Form eines Stückes auf den
gepreßten Karbidkörper legt und beide Körper in. einem Ofen auf 145o bis 1700°C
erwärmt und wartet, bis die Bindelegierung schmilzt und in den Karbidpreßling eingezogen
wird. Dieser Vorgang nimmt gewöhnlich nicht mehr als einige Minuten in Anspruch.
Durch diesen kurzen Tränkungsvorgang soll bewirkt werden, daß eine Lösung der Karbidteilchen
in der niedriger schmelzenden Grundmasse nicht eintritt. Die beiden Komponenten,
die Karbide als Träger der Schneidfähigkeit und Härte und die weicheren Bindemetalle
als Träger der Zähigkeit, sollen in ihren Grundeigenschaften in der Legierung erhalten
bleiben. Bei dem bisher üblichen Sintern bildet sich während der erforderlichen
langen Sinterungszeit in der Bindemasse eine Legierung aus den Karbiden und den
Bindemetallen heraus, die die Zähigkeitseigenschaften der Bindemasse erheblich ändert.
Die dadurch an bisherigen Hartmetallen immer noch auftretende und bemängelte gewisse
Sprödigkeit wird durch die Maßnahme nach der
vorliegenden Erfindung
bedeutend herabgesetzt. Das vorliegende Verfahren läßt sich bei allen Hartstoffen,
die.' für Hartlegierungen in Frage kommen, it gutem E 1g durchführen.
-
Das Einseigern an sich wird als be vorausgesetzt. Aus der Technik
ist be;ts ein Verfahren bekanntgeworden, welches das Tränken von schwammartigen
Körpern mit leichter schmelzenden Metallen zum Gegenstande hat. Dieses Verfahren
bezieht sich aber auf Gegenstände, die den Karbidschneidlegierungfen vollkommen
fernliegen. Es wird durch das vorliegende Verfahren keinesw3gs das Tränken ungesinterter
Körper an sich, sondern nur die Verwendung dieses Verfahrens für eine bestimmte
Art von Körpern beansprucht. Für die Herstellung von hochleistungsfähigen Schneidkörpern
ist das vorliegende Verfahren neu.
-
Die bisher bekannten Einseigerungsverfahren für Hartmetalle gingen
immer von einem vorher gesinterten Körper aus. Dabei wurde nach einem Verfahren
das Karbidpulver gepreßt, gesintert und dann getränkt. Nach einem anderen Verfahren
wurde das karbidbildende Metall für sich allein gepreßt und gesintert; dieser Körper
wurde dann mit kohlenstoffhaltigen Körpern, z. B. mit Teer oder Zuckerlösung, getränkt
und dann durch Erwärmung in Karbid übergeführt; erst dann setzte das Einseigern
ein.
-
Diesen bekannten Verfahren gegenüber unterscheidet sich das neue grundsätzlich
dadurch, daß es auf das Sintern. (ohne das die bekannten Verfahren nicht auszukommen
glaubten) verzichtet und aus dem kalt gepreßten Körper in wenigen Minuten eine Karbidlegierung
herstellt, die man weder als geschmolzen noch als gesintert bezeichnen kann.
-
Als einzuseigerudes Metall kann man beispi.elsweise Nickel, Kobalt
oder Eisen oder eine Legierung dieser Metalle mit Chrom oder Wolfram verwenden;
es kann sich hierzu aber auch irgendeine Legierung eignen, die einen niedrigeren
Schmelzpunkt als Karbid hat.
-
Der technische Fortschritt des Erfindungsgegenstandes geht aus einem
Vergleich einer getränkten und einer gesinterten Hartmetalllegierung gleicher Zusammensetzung
hervor.
-
Die Rockwellhärte einer nach dem beanspruchten Verfahren hergestellten
Legierung betrug 75 C. Dieselbe Legierung, wenn sie in üblicher Weise aus den Karbid-
und Hilfsmetallbestandteilen zusammengemischt und gesintert würde, erreichte nur
eine Rockwellhärte von 61 C. Mit der getränkten Legierung konnte auf Stahl von 7o
bis 8o kg/mmE Festigkeit bei 5o m Schnittgeschwindigkeit, 3 mm Spantiefe und i,?
,mm Vorschub eine Drehdauer von 40 Minuten erreicht werden, während bei der gesinterten
Legierung mit 61 C Rockwellhärte bei gleicher Spantiefe und gleichem Vorschub, jedoch
nur 2o m Schnittgeschwindigkeit, eine Drehdauer von 3o Minuten erzielt wurde. Bei
einer Schnittgeschwindigkeit von 5o m war die Schneide der gesinterten Legierung
schon nach il/,. Minuten vollkommen verschlissen.