DE740350C - Verwendung einer Hartmetallegierung fuer Werkzeuge zur Bearbeitung langspanender Werkstoffe - Google Patents

Verwendung einer Hartmetallegierung fuer Werkzeuge zur Bearbeitung langspanender Werkstoffe

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DE740350C
DE740350C DED77160D DED0077160D DE740350C DE 740350 C DE740350 C DE 740350C DE D77160 D DED77160 D DE D77160D DE D0077160 D DED0077160 D DE D0077160D DE 740350 C DE740350 C DE 740350C
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DE
Germany
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hard metal
titanium carbide
steel
metal alloy
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Expired
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DED77160D
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English (en)
Inventor
Dr Phil Nat Richard Kieffer
Dr-Ing Hermann Strauch
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Deutsche Edelstahlwerke AG
Original Assignee
Deutsche Edelstahlwerke AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C29/00Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/08Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on tungsten carbide

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Description

  • Verwendung einer Hartmetajlegierung für Werkzeuge zur Bearbeitung langspanender Werkstoffe Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer an sich bekannten Hartmetalllegierung zur Herstellung von Werkzeugen zur Bearbeitung von langspanenden Werkstoffen, insbesondere Stahl und Stahllegierungen aller Art. Zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstoffen für diese Zwecke stehen nach dem heutigen Stand der Technik drei verschiedene Hochieistungsschneidwerkstoffgruppen zur Verfügung, nämlich. die Schnelldrehstähle, die Hartmetalle und die ihrer Art nach zwischen den Hartmetallen und Schnelldrehstählen stehenden, im wesentlichen kohlenstoffreien Legierungen hochschmelzender Metalle, die, unter dem Namen der Stellite bekanntgeworden sind. Die Technik der Zerspanung hat sich dahingehend entwickelt, daß es für jede dieser drei Stoffgruppen Arbeitsbedingungen gibt, bei denen jeweils nur einer dieser Stoffe wirtschaftlich arbeitet. So sind die Schnelldrehstähle dort verwendet worden, wo mit vergleichsweise geringen Schnittgeschwindigkeiten hohe Vorschübe Anwendung finden konnten, während .den Hartmetallen diejenigen Fälle vorbehalten blieben, bei denen hohe Schnittgeschwindigkeiten und geringe Vorschübe Anwendung finden müssen. Zwischen diesen beiden Grenzfällen liegt ein weites Gebiet, in welchem entweder mit Schnelldrehstahl unter Verwendung zu geringer Vorschübe gearbeitet und ein hoher Verschleiß des Werkzeuges zwangsläufig in, Kauf genommen werden mußte oder aber Hartmetall verwendet wurde unter Verzicht auf die wirtschaftliche Ausnutzung und auf die sonst möglichen hohen Drehgeschwindigkeiten. In den meisten Fällen war es indes möglich, Hartmetall in diesem Zwischengebiet zu verwenden, weil die erforderliche Herabsetzung der Schnittgeschwindigkeit nicht von einer längeren Standzeit der Werkzeuge begleitet war, sondern im Gegenteil durch Kleben lind Drücken jedes Werkzeuges am Werkstot eirz außerordentlich hofier und rascher Verschleiß cler Schneide eintrat. Die im wesentlichen kohlenstoffreien Kobalt-Chrom-Wolfram-Legierungen, die unter dem Namef Stellit bekanntgeworden sind, haben sich infolge geringer Eignung für zerspanende Bearb eitting in dieseln Zwischengebiet nur in geringem Umfang eingeführt. Ihnen ist das Gebiet der sogenannten Ziehwerkzeuge, Matrizen und Oberflächenveredlung vorbehalten getilieb2it.
  • Es sind seit langen? Hartmetallegierungen für zerspanende Bearbeitung für Stahl und Stahllegierungen bekannt, die im wesentlichen aus Wolframcarbid unter Zusatz von Hilfsmetallen der Eisengruppe und Zusätzen von Titancarbid bestehen. So sind Legierungen vorgeschlagen worden, die neben Wolframcarbid o bis 4o% Titancarbid und 3 bis 2o0/0 Eisen, Nickel oder Kobalt einzeln oder zu mehreren enthalten sollten. Dieser aus der Literatur bekannte Vorschlag hat, soweit es sich um die spanabhebende Bearbeitung von Stahl und Stahllegierungen unter Einschluß des sogenannten Stahlgusses handelt, zur Entwicklung von Hartmetalllegierungen geführt, deren Titancarbidgehalt mindestens 80/0, vorzugsweise jedoch ioo/0 und mehr betragen hat und die außerdem einen Hilfsmetallgehalt von 5 bis 7% auswiesen. Diese Legierungen zeigen bekanntlich eine außerordentliche Härte und genügende Zähigkeit, um Zerspanuilgsvorgänge mit geringen Vorschüben und vergleichsweise hohen Schnttgeschwindigkeiten durchzuführen, wobei die Schnittgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Werkstoffestigkeit derart einzustellen war, daß mit steigender Festigkeit die Schnittgeschwindigkeit sinkt. Bisher war es bei der Verwendung von Hartmetallwerkzeugen für die Bearbeitung von Stahl und Stahllegierungen unter Einschluß des sogenannten Stahlgusses selbst bei ver. gleichsweise niedrigen Schnittgeschwindigkeiten nicht möglich, Vorschübe in Anwendung zu bringen, die über etwa 1,2 mm je Umdrehung liegen. Es bestand somit nicht die Möglichkeit, die benannten Werkstoffe unter Verwendung von Hartmetall mit Vorschüben zu bearbeiten, die üblicherweise bei einem wirtschaftlichen Schubvorgang Anwendung finden; denn hierbei ist es ja nach Festigkeit des zu bearbeitenden Werkstoffes erforderlich, Vorschübe von 1,5 bis 5 mm je Umdrehung anzuwenden, vorzugsweise wird mit Vorschüben VOR 2 bis 3 mm je Umdrehung gearbeitet.
  • Überraschenderweise ist nun festgestellt worden, daß auch Hartmetall .zum Schrubben der langspanenden, geschmiedeten, gewalzten oder gegossenen Stahllegierungen verwendet werden kann, wenn zu diesem' Zweck eine Legierung verwendet wird, die neben Wolframcarbid Titancarbid in Mengen von 1,5 bis 4,5% und Eisen, Nickel oder Kobalt einzeln oder zu mehreian in einer Gesamtmenge von g bis z50/0 mit der Maßgabe enthält, daß der Hilfsmetallgehalt mindestens das Doppelte, vorzugsweise Zweieinhalb- bis Fünffache des Titancarbidgehaltes beträgt.
  • Mit einem Werkzeug, das mit einem derartigen Hartmetall bestückt ist, konnte beispielsweise Stahl mit einer Festigkeit von 65 kg/mm' bei einer Geschwindigkeit v = 15 m je Minute und einem Vorschub s = 4 mm je Umdrehung und einer Spantiefe a = 15 mm einwandfrei bearbeitet werden, desgleichen bei einer Geschwindigkeit von v = 55 m je Minute, einem Vorschub s = 2,4 mm je Umdrehung und einer Spantiefe a = 15 mm. Das Werkzeug brauchte selbst nach mehrstündiger Arbeit unter diesen Bedingungen nicht nachgeschliffen zu werden.
  • In einem anderen Fall konnte Stahl mit einer Festigkeit von 9o kg/m! bei v = 3o m je Minute, s = 4 mm jeUmdreh ung, a = 6mm sowie bei v = 55 m je Minute, s = 3 mm je Umdrehung und a = io mm einwandfrei bearbeitet werden. Auch hierbei war an dem Meißel nach mehrstündiger Arbeit eine nennenswerte Fasenstuinpfung, die ein Nachschleifen erfordert hätte, nicht zu bemerken.
  • Die Brauchbarkeit der Werkzeuge, die unter Verwendung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Legierungen. hergestellt sind, erhellt aus folgendem, besonders typischen Bearbeitungsfall: Bearbeiteter Werkstoff Chrom-Nickelstahl mit 4,5% Nickel, vergütet auf ioo kg/mm' Festigkeit, konnte bei v = 25 m je Minute, s = 3,6 mm je Umdrehung und a = 5inm einwandfrei bearbeitet werden.
  • In Fällen, die den obengenanuten Anwendungsbeispielen entsprechen, war es bisher erforderlich, Schnelldrehstahl zu verwenden, der keine wirtschaftliche Fertigung gestattete, wie sich aus folgenden Beispielen ergibt. Stalilgußzylinder, deren Bearbeitung mit Schnelldrehstahlwerkzeugen ; bis 8 Stunden erforderte, konnten unter Verwendung der erfindungsgemäßen Werkzeuge in 7o- Minuten fertig bearbeitet werden. In einem anderen Fall waren zur Bearbeitung von Stahlgußwerkstücken mit sehr schlechter Oberfläche (Sandstellen, Löcher) zur Fertigstellung bei der Verwendung von Schnelldrehstahlwerkzeugen bis zu 25 Nachschliffe der Werkzeugschneide erforderlich, während bei. Anwendung von Werkzeugen, die unter Verwendung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Legierung hergestellt waren, ein einziges Werkzeug, ohne Nachschliff die Gesamtarbeit bewältigte.
  • Die Bedingungen waren für Schnell-drehstahl: v = 12 m je Minute, s = i,ä mm je Umdrehung, a = 5 bis io-mm (exzentrischer Schnitt): Hartmetall: v = 33 m je Minute, s = 47 mm je Umdrehung.
  • Aus den aufgeführten Beispielen ergibt sich, daß durch den Gegenstand der Erfindung ein großes Teilgebiet der Zerspanungstechnik einer wirtschaftlichen Fertigung durch ein Schneidmetall zusätzlich erschlossen wird. Der Vorteil liegt nicht nur in der gegenüber Schnelldrehstahl erhöhten Arbeitsgeschwindigkeit, sondern auch in demr verhältnismäßig geringeren Aufwand an wertvollem Legierungsmetall, wie z. B. Wolfram, Kobalt usw., bezogen auf die Einheit zerspanten Werlcstofes.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Verwendung einer Wolframtitancarbid und Hilfsmetall enthaltenden Hartmetalllegierung, bestehend aus 1,5 bis 4,5% Titancarbid, 9 bis 15'/. Eisen, Nickel oder Kobalt, Rest Wolframcarbid mit der Maßgabe, daß der Hilfsmetallgehalt mindestens das Zweifache, vorzugsweise das Zweieinhalb- bis Fünffache des Titancarbidgehaltes beträgt zur Herstellung von Werkzeugen für die Bearbeitung von langspanenden Werkstoffen, insbesondere Stahllegierungen aller Art mit Schnittgeschwindigkeiten von io bis 6o rn je Minute und Vorschüben von 1,5 bis 5 mm je Umdrehung. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der. Technik sind im Erteilungsverfahren in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift ...... Nr. 622 347; Becker, Hochschmelzende Hartstoffe und ihre technische Anwendung (i933). S. 222/223; Becker, Hartmetallwerkzeuge (i935), S.79, (i937) S- 78 HERLIN. GEDRUCKT INDER REICHSDRUCKEREI
DED77160D 1938-01-30 1938-01-30 Verwendung einer Hartmetallegierung fuer Werkzeuge zur Bearbeitung langspanender Werkstoffe Expired DE740350C (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE622347C (de) * 1931-07-19 1935-11-26 Fried Krupp Akt Ges Gussstahlf Verfahren zur Herstellung von Hartmetallegierungen fuer Arbeitsgeraete und Werkzeuge aus Wolframkarbid und einem zusaetzlichen Hilfsmetall

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE622347C (de) * 1931-07-19 1935-11-26 Fried Krupp Akt Ges Gussstahlf Verfahren zur Herstellung von Hartmetallegierungen fuer Arbeitsgeraete und Werkzeuge aus Wolframkarbid und einem zusaetzlichen Hilfsmetall

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