DE699116C

DE699116C - Process for the production of hard metal bodies

Info

Publication number: DE699116C
Application number: DE1936G0093128
Authority: DE
Original assignee: MEUTSCH; Voigtlaender & Co Vormals Gewe
Current assignee: MEUTSCH; Voigtlaender & Co Vormals Gewe
Priority date: 1936-06-16
Filing date: 1936-06-16
Publication date: 1940-11-22

Description

Verfahren zur Herstellung von Hartmetallkörpern Die' Herstellung von Gegenständen aus Hartmetall erfolgt entweder durch Gießen oder durch Sintern. Gegossene Gegenstände haben eine größere Härte, sind aber sehr spröde. Auch haben insbesondere große Gußstücke eine verhältnismäßig geringe Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchungen, z. B. gegen Schlag. Durch Sintern hergestellte Gegenstände sind zwar weicher als gegossene, haben aber ein gleichmäßiges Gefüge und eine erheblich größere Zähigkeit.Process for the production of hard metal bodies The 'production of Hard metal objects are made either by casting or by sintering. Cast Objects have a greater hardness, but are very brittle. Also have particular large castings have a relatively low resistance to mechanical Stresses, e.g. B. against impact. Articles made by sintering are although softer than cast, they have a uniform structure and a considerable amount greater toughness.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, um die Sinterlegierungen härter zu machen, dem Hartmetall durch Gießen und schroffes Abschrecken eine möglichst große Härte zu geben, dann zu zerkleinern und zu sintern. Jedoch läßt sich auch hier nicht die volle Dichte des Ausgangsmaterials erreichen, auch dann nicht, wenn statt der reinen Metallcarbide solche mit Metallzuschlägen verschmolzen und vergossen und nach der Zerkleinerung gesintert werden.It has already been suggested to make the sintered alloys harder to make the carbide one possible by casting and abrupt quenching to give great hardness, then to crush and sinter. However, you can also do not achieve the full density of the starting material here, even if instead of pure metal carbides, those fused with metal aggregates and cast and sintered after crushing.

Als Bindemetall bei der Sinterung pflegt man im allgemeinen ein Metall der Eisengruppe zu wählen, und es ist schon vorgeschlagen worden, um die durch die Verwendung solcher Bindemittel entstehende Herabsetzung der Härte zu vermeiden, anstatt eines Metalls der Eisengruppe stellitartigc Legierungen zu verwenden. Hierdurch wird jedoch die Zähigkeit des Metalls herabgesetzt. hs ist ferner für die l-Ierstelltnng %-on Werkzeugen o. dgl. bekannt, in geschmolzene Metalle, wie Kobalt, bis zu 2o % Wolframcarbid einzutragen, das sich in der Schmelze löst und eine harte Legierung ergibt, oder umgekehrt Wolframcarbid mit Chrom oder Kobalt zu umgeben und bis zur Verflüssigung der Zusatzmetalle zu erhitzen.A metal is generally used as the binding metal during sintering to choose the iron group, and it has already been suggested by the Use of such binders to avoid the resulting reduction in hardness, to use stellitic alloys instead of an iron group metal. Through this however, the toughness of the metal is lowered. hs is also for the production % -on tools o. the like. Known, in molten metals, such as cobalt, up to 2o % Tungsten carbide, which dissolves in the melt, and a hard alloy results, or vice versa to surround tungsten carbide with chromium or cobalt and up to Heat liquefaction of the additional metals.

Bei diesem Verfahren besteht jedoch der Nachteil, daß die Hartmetalle sich mit dem Zusatzmetall bis zu einem gewissen Grade legieren, was eine erhebliche Herabsetzung der Härte zur Folge hat.However, this method has the disadvantage that the hard metals alloy themselves to some extent with the additional metal, which is a considerable Reduction of hardness has the consequence.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung voll Hartmetallkörpern, welches die Nachteile der bekannten Verfahren nichtmehr aufweist und Körper von verhältnismäßig hoher Härte ergibt, ohne daß diese Körper eine übermäßige Sprödigkeit aufweisen.The present invention now aims to provide a method for the production of full hard metal bodies, which has the disadvantages of the known method no longer has and body of relatively high hardness results without this Body show excessive brittleness.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist im wesentlichen ein Sinterverfahren. Die verwendeten harten Bestandteile des Hartmetalls werden z. B. durch Gießen und Abschrecken mit möglichst hoher Härte hergestellt, und als Trägermetall wird ein solches verwendet, das keine oder nur eine ganz geringfügige lösende Wirkung auf die harten Teilchen ausübt, so daß beim Sintern deren Gefüge und die Härte nicht beeinflußt wird.The process according to the invention is essentially a sintering process. The hard components of the hard metal used are z. B. by pouring and Quenching is produced with the highest possible hardness, and a used that has no or only a very slight dissolving effect exerts the hard particles, so that during sintering their structure and hardness do not being affected.

Ein Bindemittel der angegebenen Art erzielt man am besten dadurch, daß man ein Trägermetall, z. B. Kobalt, Nickel oder auch ein Edelmetall, mit dem harten Bestandteil anreichert. Dieses so hergestellte - Trägermetall bleibt dann mit den höher schmelzenden harten Teilchen beim Sintern im Gleichgewicht; es treten keinerlei Lösung..A binder of the type specified is best achieved by that a carrier metal, e.g. B. cobalt, nickel or also a precious metal, enriched with the hard component. The carrier metal produced in this way remains then in equilibrium with the higher melting hard particles during sintering; it there are no solutions ..

oder sonstige Umsetzungen ein.or other implementations.

Der Sintervorgang kann in beliebiger, ansich bekannter Weise vorgenommen werden. Vorzugsweise wird eine harte Verbindung eines hochschmelzenden Metalls unter besonders schroffer Abschreckung vergossen und dann auf die gewünschte Korngröße, am besten eine Korngröße von etwa i mm, zerkleinert. Das als Bindemetall dienende Metall wird mit einem Teil der erschmolzenen Verbindung so weit erhitzt, daß es sich mit dem harten Pulver verbindet und sättigt. Nunmehr wird in der üblichen Weise der Körper aus dem Rest der pulverförmigen harten Verbindung geformt und dann z. B. durch Einseigerung des schmelzflüssigen Bindemetalls gesintert: Dabei müssen Form und Formkörper auf die erforderliche Temperatur erwärmt sein.The sintering process can be carried out in any known manner will. Preferably, a hard bond of a refractory metal is used below particularly rugged quenching and then poured to the desired grain size, preferably a grain size of about 1 mm, crushed. The one that serves as a binding metal Metal is heated with part of the molten compound to such an extent that it combines with the hard powder and saturates. Now is done in the usual way the body formed from the remainder of the powdered hard compound and then e.g. B. sintered by segregation of the molten binder metal: must Mold and shaped body have to be heated to the required temperature.

Man kann die Sinterung auch in der Weise vornehmen, däß die harte Verbindung und das mit dieser Verbindung gesättigte Bindemetall gepulvert und gemischt wird, worauf man das Gemisch bis zur Schmelztemperatur des Bindemetalls in der Form erhitzt.The sintering can also be carried out in such a way that the hard Compound and the binder metal saturated with this compound powdered and mixed whereupon the mixture is kept up to the melting temperature of the binder metal in the mold heated.

Will man Körper herstellen, die an bestimmten Flächen eine besonders hohe Härte besitzen, dann ist es zweckmäßig, die gepulverte harte Verbindung an die betreffenden Stellen der Form zu bringen und darauf das zerkleinerte, mit der harten Verbindung gesättigte Bindemetall -zuzugeben, worauf die Form in der üblichen Weise einer Druck-und Wärmebehandlung ausgesetzt wird. Es ist aber auch möglich, das Bindemetall nach dem Einfügen der harten Teilchen in die Form in geschmolzenem Zustand einzugießen. Das letzterwähnte Verfahren ist insbesondere bei der Herstellung von Schneiden an Werkzeugschäften u. dgl. verwendbar. Hier werden die harten Teilchen in flache Formen in der gewünschten Schichtstärke eingefüllt tmd darauf das tnit der harten Verbindung gesättigte Bindemetall in flüssigem Zustand auf-,gebracht, wobei man vorzugsweise den harten Bestandteil durch eine indifferente Atmosphäre vor Oxydation schützt. Nach dem Zuführen des flüssigen Bindemetalls wird die Form mit einer Deckplatte versehen, die auf dem flüssigen Inhalt liegt, und durch ein Walzwerk geführt, um dadurch eine mechanische Verdichtung in noch plastischem Zustand vorzunehmen.If you want to produce bodies that are special on certain surfaces have high hardness, then it is advisable to apply the powdered hard compound to bring the relevant parts of the mold and then the crushed, with the hard compound saturated binding metal -add, whereupon the form in the usual Way is subjected to pressure and heat treatment. But it is also possible the binder metal after inserting the hard particles into the mold in molten form Pour condition. The latter method is particularly important in manufacture can be used for cutting edges on tool shafts and the like. This is where the hard particles get filled into flat molds in the desired layer thickness and then the tnit the hard connection saturated binding metal in a liquid state, applied, preferably the hard component through an indifferent atmosphere protects against oxidation. After adding the liquid binder metal, the shape provided with a cover plate, which lies on the liquid content, and through a Rolling mill guided, thereby a mechanical compaction in a still plastic state to undertake.

Zur Erzielung einer größeren Härte an der Oberiläche kann man auch das an sich bekannte Mittel der Anordnung der harten Teilchen an den Außenseiten durch Verwendung der Schleuderkraft anwenden, indem man die -Form nach der Erhitzung auf die Schmelztemperatur mit ihrem Inhalt derart schleudert. daß sich die noch festen Bestandteile aus der harten Verbindung an den außenliegenden Teilen der Form ablagern und dadurch eine Abstufung im Härtegrad entsteht. Dieses Schleuderverfahren hat bei der Anwendung des Verfahrens gemäß der Er findung den Vorteil, daß nur geringe Schleuderkräfte erforderlich sind, weil nur eine Ablagerung nach dem spezifischen Gewicht erfolgt, ohne daß innere Kräfte zu überwinden sind. Selbstverständlich muß als Werkstoff für die Form ein solcher gewählt «-erden, der mit dem Bindetnetall und auch mit den harten Bestandteilen bei den zu verwendendenTemperaturen chemisch nicht reagiert.To achieve a greater hardness on the surface you can also the per se known means of arranging the hard particles on the outer sides by using the centrifugal force by applying the mold after heating at the melting temperature with their contents so hurled. that they are still solid components from the hard compound on the outer parts of the mold deposit and this creates a gradation in the degree of hardness. This centrifugal process When using the method according to the invention, it has the advantage that only a small amount Centrifugal forces are required because only one deposit according to the specific Weight takes place without having to overcome internal forces. Of course you have to chosen as the material for the form, the one with the binding metal and also with the hard components chemically at the temperatures to be used not reacted.

Als geeignete Bindemetalle können z. B. Metallegierungen von Wolfram bzw. Wolframcarbid mit einem Hilfsmetall, z. B. lobalt, benutzt werden. 'Man stellt dabei eine CoW, oder COWC-Legierung her, bis das Eutektikum bei etwa 45 Gewichtsprozent Wolfram erreicht und bei einer Temperatur von rund i4So° keine Neigung mehr vorhaciden ist. W oder W C aufzulösen.Suitable binder metals can be, for. B. Metal alloys of tungsten or tungsten carbide with an auxiliary metal, e.g. B. lobalt, can be used. 'One poses using a CoW or COWC alloy until the eutectic is around 45 percent by weight Tungsten is reached and at a temperature of around 150 ° there is no longer any inclination is. W or W C to resolve.

Claims

PATENT CLAIMS i. Process for the production of hard metal bodies by the sintering or segregation process, characterized in that a metal alloy saturated with the hard component is used as the binding metal. a. Process according to Claim i, characterized in that when liquid carrier metal is poured into the molds occupied with the hard particles, mechanical compression takes place while the binding metal is still in a plastic state. 3, method according to claim 1 and 2, characterized in that the compacting of the comminuted hard component and the metallic binder saturated with this takes place in a centrifugal mold.