Verwendung von Hartmetallen zur Herstellung von Gesteinsbearbeitungswerkzeugen,
insbesondere von Tiefbohrwerkzeugen Zum Bearbeiten von Gestein, insbesondere zum
Bohren, werden vielfach Werkzeuge verwendet, die aus einem durch spanabhebende Bearbeitung
zugerichteten Stahlschaft aus unlegiertem oder legiertem Stahl bestehen, der mit
Hartmetall bestückt ist. Dieses Bestücken mit Hartmetall kann in verschiedener Weise
durchgeführt werden. Zunächst wurden Hartmetallplättchen auf den Stahlschaft einfach
mit z. B. Schweißbronze aufgelötet. Man kann aber auch Hartmetallbröckelchen oder
Hartmetallformlinge auf die Stahlschäfte einzeln aufsetzen und mit einem zäheren
Zusatzstoff verschweißen, oder man kann sie direkt mit ihrem Verbindungsmetall auftragen,
das als Rohr das Hartmetall als Splitt in sich trägt, oder man verwendet Eisenrohre
als Schweißstäbe mit z. B. o,6 mm Wanddicke und bis zu io mm Außendurchmesser, welche
außer Hartmetallsplitt noch bis zu 25 % Zusatzstoffe enthalten, die zusammen mit
dem Eisenrohr als Einbettwerkstoff geeignet sind. In manchen Fällen kann bei Verwendung
von Eisenrohren auf besondere Zusätze zum Splitt auch verzichtet werden. Die Auftragsschweißung
kann autogen oder auch elektrisch erfolgen. Im letzteren Falle können noch zur Vermeidung
von Legierungsabbränden und zur Erhöhung der Stabilität des Schweißlichtbogens diese
Eisenrohre eine Ummantelung erhalten. Ferner kann man den Splitt
auf
den Schaft aufstreuen und denselben mit dem Kohlelichtbogen niederschmelzen, eventuell
auch dieses Verfahren in mehreren Schichten durchführen.Use of hard metals for the production of stone processing tools,
In particular of deep drilling tools For processing rock, especially for
Drilling, tools are widely used, which are made by machining
trimmed steel shaft made of unalloyed or alloyed steel, with
Carbide is tipped. This fitting with hard metal can be done in various ways
be performed. Initially, carbide tips were easy on the steel shaft
with z. B. Welding bronze soldered on. But you can also use hard metal crumbs or
Place the carbide blanks individually on the steel shafts and with a tougher
Welding additive, or you can apply it directly with its connecting metal,
that carries the hard metal as chippings as a pipe, or iron pipes are used
as welding rods with z. B. o, 6 mm wall thickness and up to 10 mm outer diameter, which
apart from hard metal chippings, contain up to 25% additives which, together with
the iron pipe are suitable as an embedding material. In some cases, when using
of iron pipes, special additives to the grit can also be dispensed with. The build-up welding
can be autogenous or electric. In the latter case you can still avoid it
of alloy burn-off and to increase the stability of the welding arc
Iron pipes get a sheathing. You can also use the grit
on
sprinkle on the shaft and melt it down with the carbon arc, possibly
also carry out this procedure in several shifts.
Für derartige Werkzeuge wurden bisher fast ausschließlich Hartmetalle
verwendet, deren Basis das Wolframkarbid war und die gegebenenfalls als Hilfsmetall
Kobalt enthielten. Bei solchen Werkzeugen ergaben sich jedoch immer Schwierigkeiten
wegen der Rißempfindlichkeit dieser Hartmetalle gegenüber dem Schweißprozeß. Oft
treten sogar schon beim Auflöten mit Schweißbronze Risse auf: Beim Bohren z. B.
werden häufig die erwarteten Standzeiten wegen des Auftretens von Rissen in den
Hartmetallbröckelchen, die während des Rufschweißens entstanden sind, nicht erreicht.
Weitere Vorschläge zur Verwendung von Hartmetallen für die Gesteinsbearbeitung sehen
solche vor, die im wesentlichen aus Mischkarbiden, und zwar aus Chrom- und Wolframkarbid
oder aus Borkarbid mit anderen hochschmelzenden Karbiden aufgebaut sind. Eine Beseitigung
der bestehenden Schwierigkeiten konnte aber auch durch diese Vorschläge nicht erreicht
werden. Durch Borkarbidzusätze wird insbesondere das Schweißen erheblich erschwert,
während sich die Chromkarbide besser als Bestandteile in den Einbettwerkstoffen
als in den Hartmetallen selbst für den Zweck gemäß vorliegender Erfindung eignen.Up until now, hard metals have been used almost exclusively for such tools
used, the basis of which was tungsten carbide and which may be used as an auxiliary metal
Contained cobalt. However, difficulties have always arisen with such tools
because of the susceptibility of these hard metals to cracks in relation to the welding process. Often
cracks appear even when soldering with welding bronze. B.
are often the expected tool life due to the appearance of cracks in the
Tungsten carbide crumbs, which were created during the ring welding, were not reached.
See other suggestions for using cemented carbides for rock working
those consisting essentially of mixed carbides, namely of chromium and tungsten carbide
or made of boron carbide with other high-melting carbides. An elimination
The existing difficulties could not be reached by these proposals either
will. The addition of boron carbide makes welding particularly difficult,
while the chromium carbides are better than components in the embedding materials
than in the cemented carbides themselves are suitable for the purpose of the present invention.
Die vorhandenen Schwierigkeiten können erfindungsgemäß dadurch beseitigt
werden, daß an Stelle der genannten, nur auf Wolfram-, Wolfram-Chrom- oder Bor-Karbid
aufgebauten Hartmetalle solche an sich bekannte zur Verwendung kommen, welche teilweise
oder gänzlich aus bor- und chromfreien Mischkarbiden von mindestens zweien der Elemente
Wolfram, Molybdän, Vanadin, Titan, Zirkon, Niob, Tantal, Uran, Thor und aus Hilfsmetallen
der Eisengruppe (Eisen, Nickel, Kobalt) bestehen. Solche Hartmetalle sind bisher
vorwiegend für die Stahlbearbeitung herangezogen worden.The existing difficulties can thereby be eliminated according to the invention
be that instead of the ones mentioned, only on tungsten, tungsten-chromium or boron carbide
built-up hard metals those known per se are used, some of which
or entirely from boron- and chromium-free mixed carbides of at least two of the elements
Tungsten, molybdenum, vanadium, titanium, zircon, niobium, tantalum, uranium, thor and from auxiliary metals
of the iron group (iron, nickel, cobalt). Such hard metals are so far
mainly used for steel processing.
Besonders geeignete Hartmetalle können gemäß der Erfindung neben 5o
bis. 9o % W C und 3o bis 20% Hilfsmetallen der Eisengruppe noch 5 bis 40 % Ti C,
Ta C, Nb C und V C einzeln oder gemeinsam enthalten.Particularly suitable hard metals can according to the invention in addition to 50
until. 9o% W C and 3o to 20% auxiliary metals of the iron group and 5 to 40% Ti C,
Ta C, Nb C and V C contained individually or together.
Bei Gesteinsbohrungen hat sich z. B. ein Hartmetall mit 77010 WC,
i 5 % Ti C und 81/o, Co, das in Form von großen Brocken auf die Bohrkronen aufgesetzt
und angeschweißt wurde, hervorragend bewährt. Als Einbettwerkstoffe können dabei
stellitartige Legierungen auf der Kobalt-Wolfram-Chrom-Basis oder auf der Chrom-Basis,
Gußeisen, Schweißbronze u. dgl. verwendet werden, wobei sich mit zunehmender Härte
des Gesteins auch eine härtere Einbettmasse als zweckmäßig erweist.When drilling rock z. B. a hard metal with 77010 WC,
i 5% Ti C and 81 / o, Co, which is placed on the drill bits in the form of large chunks
and was welded on, has proven its worth. Can be used as embedding materials
stellite-like alloys based on cobalt-tungsten-chromium or chromium-based,
Cast iron, welded bronze and the like can be used, with increasing hardness
of the rock, a harder investment material also proves to be useful.
Bei sehr hartem Gestein bewährte sich z. B. eine harte Legierung mit
3,5% C, 0,9% Si, 1,2% Mn, 310% Cr, Rest Eisen, die eine Eigenhärte von 58 R C hat,
jedoch in Verbindung reit dem Härtmetallsplitt auf etwa 67 R C aufhärtet.For very hard rock z. B. a hard alloy with
3.5% C, 0.9% Si, 1.2% Mn, 310% Cr, remainder iron, which has an inherent hardness of 58 R C,
however in connection the hard metal chippings hardens to about 67 R C.