DE762288C

DE762288C - Hartmetallegierung

Info

Publication number: DE762288C
Application number: DED74368D
Authority: DE
Inventors: Richard Dr Kieffer
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1937-01-17
Filing date: 1937-01-17
Publication date: 1953-08-24

Description

Hartmetallegierung Das Bestreben bei der Herstellung von Hartmetallegierüngen, die zur spanabhebenden Bearbeitung von Stahl und stahlähnlichen Werkstoffen dienen sollen, geht dahin, einerseits eine möglichst harte Legierung herzustellen, die andererseits eine schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweist. Im Zuge dieser Bestrebungen sind Hartmetallegierungen vorgeschlagen worden, die überwiegend aus Wolframkarbid und ferner auch solche, die überwiegend aus Titankarbid bestehen. Für Legierungen dieser Art sind ferner noch Gehalte an den verschiedensten anderen Hartkarbiden vorgeschlagen worden, die mit mehr oder weniger großem Erfolg geeignet sind, die Eigenschaften der Legierungen im genannten Sinne zu beeinflussen.
Es sind auch bereits Hartmetallegierungen vorgeschlagen worden, die erhebliche Mengen an Tantalkarbid aufwiesen, die zusammen mit einem geeigneten Hilfsmetall hervorragend zähe Hartmetallegierungen ergaben. Als Nachteil von Hartmetallegierungen dieser Art hat sich indes eine zu geringe Härte gezeigt.
Zweck der Erfindung ist es, eine Hartmetallegierung zu schaffen, die sich die Eigenschaft des Tantalkarbids zunutze macht, sich mit Hilfsmetallen zu einem zähen Hartmetallkörper abzubinden, andererseits jedoch durch geeignete Zusätze derart hart ist, daß sich die Legierung zur Verwendung als spanabhebendes Werkzeug für die Bearbeitung von Stahl und stahlähnlichen Werkstoffen, d. h. langspanenden Werkstoffen, eignet.
Als Hartmetallegierung, die den genannten Forderungen entspricht, wird erfindungsgemäß eine Legierung folgender Zusammensetzung vorgeschlagen: 5o bis 931/o Tantalkarbid, 5 bis 30176 Titankarbid, 2 bis 20'10 Eisenmetalle. Die Eisenmetalle oder sogenannte Hilfsmetalle bestehen in an sich bekannter Weise aua Eisen, Nickel oder Kobalt, wobei auch ein oder mehrere dieser Hilfsmetalle gemeinsam in der Legierung vorliegen können. Diese Legierung ist infolge des hohen Tantalkarbidgehaltes außerordentlich zäh. und durch den Titankarbidgehalt ,wird erreicht. daß die mangelnde Eigenhärte des Tantalkarbids ausgeglichen wird. Die gewählte Zusammensetzung bedingt eine schlechto Wärmeleitfähigkeit, die für die Bearbeitung von langspanenden Werkstoffen erwünscht ist. Die Oxidationsbeständigkeit wird in nicht zuerwartenderWeisegesteigert.
Das dem Tantal nahe verwandte \ iobkarbid verhält sich in bezug auf die Karbidbildung ähnlich wie das Tantal. Die Eigenschaften der Karbide beider Elemente sind sich ebenfalls sehr ähnlich, und es besteht daher die Möglichkeit, im Sinne der Erfindung das Tantalkarbid ganz oder teilweise durch N iobkarbid zu ersetzen. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, bei Vorhandensein beider Karbide diese in der Form von Mischkristallen in die Legierung einzubringen, wodurch insbesondere die Eigenhärte des Grundkarbides (-Niob-Tantal-Karbid) erhöht wird.
Um die Hartmetallegierung den verschiedensten Beanspruchungen bei der Verwendung als spanabhebendes Werkzeug im praktischen Betriebe anzupassen, können der Tantalkarbid bzw. Tantal-Kiob-Karbid, Titankarbid und Hilfsmetalle enthaltenden Legierung gemäß der Erfindung noch zusätzliche Karbide beigegeben werden. die die Wärmeleitfähigkeit, Oxv dationsbeständigkeit, Härte, Zähigkeit u. dgl. beeinflussen. Als solche Karbide sind zu nennen das llolvbdänlzarbid, das beispielsweise die Härte erhöht, Wolframkarbid und Chromkarbid, die im wesentlichen die Zähigkeit verbessern. und Zirkonkarbid, das die Wärmeleitfähigkeit verringert. Gelegentlich können auch geringe Zusätze an Vanadinkarbid von Vorteil sein. Diese zusätzlichen Karbide können in 'Mengen bis zu 2o0/& in der Legierung vorhanden sein. Wenn zwei oder mehrere dieser Karbide gleichzeitig zulegiert werden, so soll ihre Summe 20% nicht übersteigen. Itn nachfolgenden seien einige Beispiele aufgeführt von Legierungszusammensetzungen gemäß der Erfindung, die sich als besonders geeignet erwiesen haben: Beispiel i % Tantalkarbid, 8% Titankarbid, 2,5% , 87 -Nickel, 2,5 % Kobalt.
Diese Legierung ist auf Grund ihrer Zähigkeit besonders geeignet zur Bearbeitung «-eichor Stähle im unterbrochenen Schnitt, d.li. die Legierung ist gegen mechanische Beanspruchungen durch Stoß und dadurch hervorgerufene Schwingungen unempfindlich. Beispiel e 6o% Tantalkarbid, 30% Titankarbid, i o 0% Kobalt.
llit dieser Legierung können allerhärteste Stahlsorten. wie auf hohe Festigkeiten vergütete \ickel-Clirom-Stähle, Hartmanganstähle u. dgl. bearbeitet «-erden. Diese Legierung weist hohe Oxydationsbeständigkeit auf und hält ihre Härte selbst beim Auftreten höchster Temperaturen bei, so daß mit dieser Legierung mit besonders hohen Schnittgeschwindigkeiten gearbeitet «-erden kann. Beispiel 3 6o% Tantalkarbid, 22% Bobkarbid, io% Titankarbid, 70/a Kobalt, i 0/& Eisen.
Diese Legierung bildet mit ihren Eigenschaften in gewisser Weise einen >ü bergang zwischen den Legierungen gemäß Beispiel i und 2. Die Legierung ist zur Bearbeitung aller Stahlarten verwendbar. Beispiel. ;77% Tantalkarbid und \iobkarbid in Form eines Mischkristalls. bei welchem das Verhältnis von Tantalkarbid zu 1Tiobkarbid vorzugsweise 2 : i oder 3 : 1 beträgt, 15 0/0 Titankarbid, 811o Kobalt.
Auch diese Legierung steht bezüglich ihrer Eigenschaften zwischen den Legierungen nach Beispiel i und 2, ist jedoch härter als die Legierung nach Beispiel 3.
Beispiel 5 50% Tantalkarbid, 25% Titankarbid, io0Ao Molvbdänkarbid, 15% -Nickel.
Diese Legierung hoher Härte eignet sich insbesondere zum Schlichten von Stählen aller Art. Beispiel 6 6o % Tantalkarbid, 5 % Titankarbid, i i 0/0 \ iobkarbid, 2o % Wolf ramkarbid, .4 % Kobalt.
Eine Legierung dieser Art ist eine besonders zähe Legierung, die beispielsweise für die Verwendung auf Maschinen geeignet ist, die eine'starke Vibration im Werkzeug entstehen lassen.
Beispiel 7.
81/o Tantalkarbid, 5119 Titankarbid, 8o % Niobkarbid, 4% Nickel, 2% Kobalt, i %, Eisen.
Diese Legierung eignet sich zur Bearbeitung von Stählen oder langspanenden Werkstoffen mittlerer Härte.
Die Eigenschaften der in den einzelnen Beispielen aufgeführten Legierungen können auch noch dadurch beeinflußt werden, dafi der Hilfsmetallgehalt in den vorgesehenen Grenzen abgewandelt wird, wodurch die allgemeine Charakteristik der Legierungen nicht geändert, jedoch die Bruchfestigkeit erhöht oder verringert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Hartmetallegierung, gekennzeichnet durch nachfolgende Zusammensetzung: 5 bis 30% Titankarbid, 2 bis 20% Metalle der Eisengruppe, Rest 50 bis 931/o# Tantalkarbid.
2. Hartmetallegierung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB Tantalkarbid ganz oder teilweise durch Niobkarbid ersetzt .ist, wobei Niobkarbid und Tantalkarbid vorzugsweise in Form von Mischkristallen vorliegen.
3. Hartmetallegierung nach Anspruch i oder 2, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt von bis zu 2o %, Molybdänkarbid, Wolframkarbid, Chromkarbid, Zirkonkarbid und Vanadinkarbid, einzeln oder gemeinsam. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 554931, 595 890-; britische Patentschriften Nr. 361 363, 396 943, 4o6 822, 4.43 303; schweizerische Patentschriften Nr. 156 8.13, 16,1 896, 162 517, 162 520; USA.-Patentschriften Nr. 1 910 532, 1 97'3 428; französische Patentschrift Nr. 746 2o9; Becker, »Hochschmelzende- Hartstoffe und ihre technische Anwendung«, 1933, 112 und 113; ' Skaupy, »Metallkeramik«, 1935, Nachtrag, S. B.