DE681143C

DE681143C - Process for the production of hard metals

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Publication number: DE681143C
Application number: DEP67075D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1933-02-19
Filing date: 1933-02-19
Publication date: 1939-09-15

Description

Verfahren zur Erzeugung von Hartmetallen Die Herstellung von gesinterten Hartmetallen mit Zusätzen von Titancarbid stößt auf Schwierigkeiten. Diese sind darin begründet, daß das Titancarbid bei der Sinterung in stärkerem Maße als das Wolframcarbid entkohlt (zerfällt) und daß das metallische Titan im Entstehungszustand leicht Sauerstoff und Stickstoff aufnimmt. Diese Vorgänge verursachen sbärkere Porosität des fertigen Hartmetalls. Man kann diesen übelständen zum Teil dadurch entgegenwirken., daß man bei der Sinterung Schutzgas verwendet. Dadurch wird das Verfahren jedoch umständlicher.Process for the production of cemented carbides The production of sintered Hard metals with the addition of titanium carbide encounter difficulties. These are based on the fact that the titanium carbide in the sintering to a greater extent than that Tungsten carbide decarburizes (decays) and that the metallic titanium in the formation state easily absorbs oxygen and nitrogen. These processes cause greater porosity of the finished carbide. This can partly counteract these evils., that protective gas is used during sintering. This does the procedure however more awkward.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, die Titancarbidkomponente bei Hartmetallen in Form einer Vorlegiierung einzuführen, welch durch Schmelzen von metallischem Wolfram mit Titancarbid hergestellt wird. Abgesehen davon, daß es umständlich und unwirtschaftlich, ist, eine :geschmolzene Legierung auf feinste Korngröße zu zerkleinern, ist die Abwesenheit von Sauerstoffverbindungen des Titans nicht gewährleistet. Desgleichen haben die Vorschläge, Titanoxyd als Ausgangskomponente für titanhaltige Hartmetalle zu verwenden, keine Bedeutung.It has also been proposed to use the titanium carbide component in hard metals in the form of a master alloy, which by melting metallic Tungsten is made with titanium carbide. Besides being awkward and uneconomical is to: crush a molten alloy to the finest grain size, the absence of oxygen compounds in titanium is not guaranteed. Likewise suggested using titanium oxide as a starting component for titanium-containing hard metals to use, no meaning.

Es wurde nun .gefunden, daß man auch ohne Schutzgas die Nachteile der bekannten Verfahren beseitigt, wenn man statt -Titancarbid metallisches Titan gemischt mit Kohlenstoff im stöchiometrischen Verhältnis des Titancaxbides verwendet. In diesem Falle erhält man ein wesentlich dichteres Erzeugnis, das infolge des Fehlens von Poren zäher und schneidhaltiger ist und das auch bei schärfster Beanspruchung den geringsten Abnutzungsgrad zeigt. Als günstig hat sich erwiesen, o, 5 bis 15 % Titan zuzusetzen. Das Titan kann chemisch rein, technisch rein oder in Form einer Legierung mit mindestens 6o % Ti, z. B. in Form einer Titan-Aluminium-Legierung mit 7 5 % Ti und 2 5 % Al, zugesetzt werden.It has now been found that the disadvantages can also be found without protective gas the known method is eliminated if metallic titanium is used instead of titanium carbide mixed with carbon in the stoichiometric ratio of titanium caxbides used. In this case, a much denser product is obtained, owing to the lack of of pores is tougher and more edge-holding, even under the toughest conditions shows the least degree of wear. It has proven to be favorable, 0.5 to 15 % Titanium to be added. The titanium can be chemically pure, technically pure or in the form of a Alloy with at least 60% Ti, e.g. B. in the form of a titanium-aluminum alloy with 7 5% Ti and 2 5% Al, are added.

Während Titancarbid bei der Erwärmung auf Sintertemperatur leichter einer Oxydation unterliegt, bleibt elementares Titanmetall, besonders in Rücksicht auf die Schutzwirkung .des beigemischten Kohlenstoffes, bis zur Carbidbildun,g unverändert. Bei steigender Temperatur erfolgt die Carbidbildüng und bald darauf nach weiterem Anisteigen der Temperatur die Sinterung.While titanium carbide lighter when heated to sintering temperature subject to oxidation, elemental titanium metal remains, especially in consideration on the protective effect of the added carbon, until carbide formation, g unchanged. When the temperature rises, the carbide formation takes place and soon thereafter further If the temperature rises, sintering occurs.

Ein besonderer Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, daß die Verwendung des schwer herzustellenden und daher teuren Titancarbides entfällt. Die Bildungstemperatur des Titancarbides liegt nämlich normalerweise über 2ooo° C. Dagegen bildet es sich bei- vorstehendem Verfahren, d. h. in Gegenwart von Wolframcarbid und Hilfsmetallen oder in Gegenwart von Wolfram, Kohlenstoff und Hilfsmetal, überraschenderweise schon bei Temperaturen von ungefähr 1q.50° C. Erfindungsgemäß wurde weiter festgestellt, .daß Titanmetall in geringem überschuß angewendet in erhöhtem Maße einen günstigen Einfuß auf die Güte des Hartmetalls ausübt. Es ist .möglich, daß das überschüssige metallische Titan hierbei als Hilfsmittel wirkt und die Dichte erhöht. Der Überschuß an metallischem Titan kann o, 5 bis 5 % betragen.A particular advantage of the new method is that the There is no need to use titanium carbide, which is difficult to produce and therefore expensive. the The temperature at which titanium carbide is formed is normally above 2,000 ° C. On the other hand it is formed in the above process, d. H. in the presence of tungsten carbide and auxiliary metals or in the presence of tungsten, carbon and auxiliary metal, surprisingly even at temperatures of about 1q.50 ° C. According to the invention further found .that titanium metal used in small excess in increased Dimensions exerts a favorable influence on the quality of the carbide. It is possible, that the excess metallic titanium here acts as an aid and the density elevated. The excess of metallic titanium can be 0.5 to 5%.

Bei der Herstellung es Hartmetalls ist es auch zulässig, .daß nicht nur Titan, sondern auch Wolfram ganz oder zum Teil im metallischen Zustande verwendet wird, wobei natürlich entsprechende Mengen Kohlenstoff zuzugeben sind.In the production of hard metal, it is also permissible. That not only titanium, but also tungsten wholly or partly in the metallic state is, of course, corresponding amounts of carbon are to be added.

Die Sinterung kann in üblicher Weise bei Atmosphärendruck oder bei erhöhtem Dir@ck, z. B. Zoo kg/cm2, erfolgen. Als Sintertemperatür hat sich ' am zweckmäßigsten eine Temperatur knapp über dem Schmelzpunkt der Hilfsmetalle erwiesen. Die zweckmäßigsten Hilfsmetalle sind in diesem Falle Nickel und Kobalt, einzeln oder gemischt, in Mengen bis zu 250/0.The sintering can be carried out in the usual way at atmospheric pressure or at increased Dir @ ck, e.g. B. Zoo kg / cm2. As a sintering temperature, 'am A temperature just above the melting point of the auxiliary metals has proven to be most expedient. The most useful auxiliary metals in this case are nickel and cobalt, individually or mixed, in quantities up to 250/0.

Durchgeführte Vergleichsversuche zwischen Hartmetallen aus ä) Wolframcarbid und Titancarbid und Hilfsmetall und den erfindungsgemäß hergestellten Hartmetallen, b.) aus Wolframcarbid und Titan und Kohlenstoff und Hilfsmetall sowie c) Wolframcarbid und Titan und Kohlenstoff und Hilfsmetall, wobei metallisches Titan im Überschuß vorhanden ist, ergaben bei der Bearbeitung einer Welle aus Stahl mit 10lo Kohlenstoff bei einer Festigkeit von etwa i oo kg/rnm2, einer Schnittgeschwindigkeit von 12om/Mimüt n, einem Vorschub von o, 52 mm/Umdrehü ng und einer Spantiefe von q. mm folgende Standzeiten bis zum völligen Abstumpfen der Schneiden: Standzeiten in Minuten Versuch Hartmetall ä b c 2 7 1I2 12 2 31I2 811° 14 3 3 8 15 Comparative tests carried out between hard metals made of a) tungsten carbide and titanium carbide and auxiliary metal and the hard metals produced according to the invention, b.) Made of tungsten carbide and titanium and carbon and auxiliary metal, and c) tungsten carbide and titanium and carbon and auxiliary metal, with metallic titanium being present in excess, resulted in the machining of a shaft made of steel with 10lo carbon at a strength of about 10 kg / mm 2, a cutting speed of 12 m / min, a feed rate of 0.52 mm / rev and a depth of cut of q. mm the following tool life until the cutting edges are completely blunted: Downtimes in minutes Try hard metal ä bc 2 7 1I2 12 2 31I2 811 ° 14 3 3 8 15

Claims

PATENT APPLICATION: i. Process for the production of hard metals the base walfram carbide with auxiliary metal and titanium carbide by sintering, thereby characterized that instead of titanium carbide, metallic titanium in the stoichiometric Ratio mixed with carbon is added. i

2. Use of dreary procedure Needle claim i, characterized in that the titanium additive is 0.5 to 15%.

3. Application of the method according to claim i and. 2, characterized in that f that -The titanium metal compared to the C content in a slight excess of. about o, i to 5% is present.