DE748633C

DE748633C - Verfahren zum Herstellen von diamanthaltigen Hartlegierungen

Info

Publication number: DE748633C
Application number: DEW97334D
Authority: DE
Priority date: 1935-05-29
Filing date: 1935-10-14
Publication date: 1944-11-06
Also published as: US2074038A

Description

Verfahren zum Herstellen von diamanthaltigen Hartlegierungen Zur Herstellung von Hartwerkzeugen hat man bereits vorgeschlagen, Wolframcarbid dadurch zu erzeugen, daß das Wolfram in Mischung mit Diamantstaub geschmolzen wurde. Der ursprünglich in freier Form als Diamantstaub vorhandene Kohlenstoff wurde dabei mit dem Wolfram in dem Caxbid .gebunden und verschwand also als solcher. Wenn Diamantstaub im Überschuß vorhanden war, war er durch die Carbidmasse hindurch verteilt. Die durch das Hartwerkzeug zu leistende Arbeit wurde also in erster Linie von dem Carbid ausgeführt.
Nach einem anderen bekannten Verfahren sollen Diamantstaub oder gröberes Diamantpulver enthaltende harte Sinterlegierungen dadurch hergestellt werden, daß man eine Mischung aus Wolframcarbid o. dgl., einem Hilfsmetall und :den .Diamantteilcben unter Druck bei einer Temperatur von 135o bis I350° sintert, so daß die Diamantteilchen keine Veränderung erfahren und ihre Kanten scharf erhalten bleiben.
Das Verfahren .der vorliegenden Erfindiin;g zeichnet sich dadtirch aus, daß die Mischung. welche unter Druck gesintert werden soll, ganze Diamanten neben fein verteiltem metallischem Wolfram, Kohle oder Graphit, jedoch in zur vollständigen Karburierung des Wolframs ungenügender- Menge, und ein Hilfsmetall enthält. Da nun bei starker Erw ärrnung der Mischung Wolfram gierig Kohlenstoff aufnimmt, sä wird der dein Gemisch fehlende Kohlenstoff aus den ganzen Diamanten, die einen Teil des Gemisches bilden, entnommen, so daß diese Diamanten an ihren Außenflächen chemisch mit dem Gemisch gebunden sind. Die von dem Werkzeug- zii leistende Arbeit wird nunmehr von den im Gemisch vorhandenen und chemisch fe-;tgelegten Diamanten geleistet. Zweckmäßig wird zur Herstellung des Hartwerkzeuges das Gemisch stufenweise bei steigender Teinperatur erhitzt und zwischen den einzelnen Stufen abgekühlt. Die Diamanten, welche auf diese Weise in dem Hartwerkzeug chemisch gebunden sind, dabei jedoch die Arbeit leisten, haben einen Durchmesser von mindestens. 1,25 inm.
Gemäß der Erfindung werden einer Masse, bestehend aus 6o bis 70"/, Wolfram, 3 bis 3°/0 Kohlenstoff und dem Rest -Nickel, ein oder mehrere Diamanten von solcher Größe zugesetzt, daß eine Absorption des oder der einzelnen Diamanten bei der Carbidbildung nicht stattfindet. Zweckmäßig wird ein Diamant, etwas größer als die übrigen, zuerst in den Tiegel aus Graphit o. dgl. eingebracht, und da der Tiegel einen gegen die Mitte schwach geneigten Boden besitzt, bleibt der Diamant in der Mittellage. Es können dann zusätzlich andere Diamanten tim diesen mittleren Diamanten herum angeordnet werden, und zwischen die Diamanten wird das Pulver der obigen Mischung eingestreut und eiligestampft. -lach der ersten Einstanipfuttg und Fesistanipfung können andere kleinere Diamanten auf die gestampfte Schicht gelegt werden, dann wieder eine Schicht Pulver usw. Durch den beim Zerfahren auszuübenden Druck werden die Diamanten gewisserinaßen unter Ausschluß der Luft in nie Mischung eingebettet, und die Oxydation der Diamanten wird dadurch verhindert. Wegen der im Verfahren angewendeten hohen Temperaturen gibt die Oberfläche dei' Diamanten Kohlenstoff an das Wolfram ab. Es entsteht 'dann gewissermaßen eine Verbindung von Diamanten, Wolfram und -Nickel, so daß die Diamanten durch diese chemische Verbindung in Stellung gelialteit werden. Bei Versuchen, die Diamanten aus der fertigen Masse herauszubrechen. brechen eher kleine Teilchen der Diamanten ab, als daß sich die Diamanten selbst von ihrem Sitz entfernen, da gerade die Sitzfläche nunmehr mit dein Wolfram der !, Mischung innig verbunden ist. Es bildet sich an der Oberfläche der Diamanten eine dünne Haut von Wolframcarbid, die wohl mit dem freien Auge nicht sichtbar ist, jedoch,die Einbettung der Diamanten zu einer ständigen macht.
Zweckmäßig werden Diamanten benutzt, die nicht kleiner sind als i,-23 inin Seitenlänge.
Die Zeichnung stellt ein einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dar: Zwischen zwei wassergekühlten Elektroden i befindet sich. der Tiegel 3, der die Masse, bestehend aus Wolfram, Kohlenstaub, Nickel und ganzen Diamanten, enthält. Die hasse im Tiegel 3 wird dem Druck durch den Kolben io ausgesetzt, und zwar durch Streckung eines Knieliebelgelenkes 2;. 16, dessen Hebel 26 bei 27 mit dem Kolben verbunden ist und dessen Hebel -2,3 bei 2d an eine den Druck aufnehmende Feder angeschlossen ist. Die Feder wirkt auf den Kopf 22 so ein, daß das Kniehebelgelenk sich für .,#ewöliiilich in der Ageknickten gestrichelten Lage befindet. Durch Aasschwingung des Handgriffs 28 nach abwärts kann die Strekkung oder annähernde Streckung und damit die Druckwirkung des Stößels io auf die. blasse im Tiegel 3 durchgeführt werden. Während die durch die Elektroden i gelieferte Temperatur hoch genug ist. um die .,lasse ungefähr kirschrot oder dunkelrot zum Glühen zu bringen, wird durch den Stößel io ein verhältnismäßig geringer Druck ausgeübt. Druck lind Temperatur werden für kurze Zeit. aufrechterhalten. Bei Abstellung des Stroines und gleichzeitiger Aufhebung des Drukkes kühlt sich die Masse im Tiegel 3 rasch ab, <ia die Elektroden i wassergekühlt sind. Der Strom wird dann wieder angestellt und ein etwas höherer Druck im Stößel io zur Anwendung gebracht, wobei eine höhere Temperatur herrscht. Die Erhitzung unter Druck und die darauffolgende Abkühlung werden mehrere -,Tale wiederholt.
Bei Erzeugung eines Stücke: voll 23 bis 3 0 inill Länge und 7 bis io mill Durchmesser finden drei oder vier solcher abwechselnder Behandlungen statt. Die Endbehandlung wird bei einer Temperatur zwischen Tgoo und -a2;0° C und einem Druck von 7o0 kg pro Ouadratzentimetervorgenorninen. Durch diese wiederholte Erhitzung und Abkühlung wird das Gas aus den Bestandteilen der Masse herausgetrieben. Die Entfernung findet allt' fortschreitend ohne Oxydation statt. Die bei Sinterternperatur sonst unvermeidlichen Hohlräume wer.len dadurch vollständig beseitigt; die Härte der Masse wird erhöht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von diainantlialtigen Hartlegierungen ans einette Karbid von Wolfram oder -Molybdän und einem Hilfsmetall, wie Nickel, durch Sintern unter Druck, dadurch gekennzeichnet, daß die zu sinternde Mischung aus ganzen Diamanten, fein verteiltem itietallischein Wolfram o. dgl., Kohle oder Graphit in zur vollständigen Karburierung des Wolfratis unzureichender @@-lettge und Hilfsmetall bestellt und daß bei so hoher Temperatur gesintert wird, daß das Wolfram von der Oberfläche der Diamanten Kohlenstoff aufnimmt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch stufenweise bei steigender Temperatur erhitzt und zwischen den einzelnen Stufen abgekühlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Diamanten mit einem Durchmesser von mindestens 1,25 mm verwendet werden. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: österreichische Patentschrift Nr. 96 9oz; deutsche Patentschriften 42o689, 611 86o.