DE920100C - Use of hard metals for the production of stone working tools, in particular deep drilling tools - Google Patents

Use of hard metals for the production of stone working tools, in particular deep drilling tools

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DE920100C DEB12535A DEB0012535A DE920100C DE 920100 C DE920100 C DE 920100C DE B12535 A DEB12535 A DE B12535A DE B0012535 A DEB0012535 A DE B0012535A DE 920100 C DE920100 C DE 920100C
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • 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 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.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verwendung von Hartmetallen, die bor-und chromfreie Mischkarbide von mindestens zweien der Elemente Wolfram, Malybdän, Titan, Zirkon, Niob, Tantal, Uran, Thor und Hilfsmetalle der Eisengruppe (Eisen, Nickel, Kobalt) enthalten, zur Herstellung von Gesteinsbearbeitungswerkzeugen, insbesondere von Tiefbohrwerkzeugen, die aus einem mit Hartmetall bestückten Stahlschaft bestehen. PATENT CLAIMS: i. Use of hard metals that are boron and chromium-free Mixed carbides of at least two of the elements tungsten, malybdenum, titanium, zirconium, Niobium, tantalum, uranium, thor and auxiliary metals of the iron group (iron, nickel, cobalt) contain, for the production of stone working tools, in particular of Deep drilling tools that consist of a steel shaft tipped with hard metal. 2. Verwendung von Hartmetallen der in Anspruch i angegebenen Zusammensetzung, die neben 5o bis 9o % W C und 3 bis 201/o, Hilfsmetallen der Eisengruppe (Eisen, Nickel, Kobalt) einzeln oder gemeinsam noch 5 bis 4o % Ti C, Ta C, Nb C und V C einzeln oder gemeinsam enthalten, zur Herstellung von Gesteinsbearbeitungswerkzeugen, die aus einem mit Hartmetall bestückten Stahlschaft bestehen. 2. Use of hard metals of the composition specified in claim i, the in addition to 5o to 9o% W C and 3 to 201 / o, auxiliary metals of the iron group (iron, nickel, Cobalt) individually or together with 5 to 40% Ti C, Ta C, Nb C and V C individually or included together, for the production of rock working tools that consist of a steel shaft fitted with hard metal. 3. Verfahren zur Herstellung von Werkzeugen nach den Ansprüchen i und 2 durch Auftragsschweißung, dadurch gekennzeichnet, daß als Schweißstäbe Eisenrohre verwendet werden, die ein Hartmetall der in den Ansprüchen i und 2 genannten Zusammensetzung in an sich bekannter Weise in Form von Splitt enthalten mit einem Zusatz von bis zu 25 % eines Stoffes, wie z. B. den einer harten Legierung aus etwa 3,50/ö C, 0,9% Si, 1,20/0 1@In, 310/a Cr, Rest Eisen, der zusammen mit dem Eisenrohr als Einbettwerkstöff geeignet ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 616 840, 622 347, 668 861, 720 502.3. A process for the production of tools according to claims i and 2 by build-up welding, characterized in that iron pipes are used as welding rods which contain a hard metal of the composition mentioned in claims i and 2 in a manner known per se in the form of chippings with a Addition of up to 25% of a substance, such as B. that of a hard alloy of about 3.50 / ö C, 0.9% Si, 1.20 / 0 1 @ In, 310 / a Cr, remainder iron, which is suitable as an embedding material together with the iron pipe. Cited publications: German patent specifications No. 616 840, 622 347, 668 861, 720 5 0 2.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE616840C (en) * 1931-09-19
DE622347C (en) * 1931-07-19 1935-11-26 Fried Krupp Akt Ges Gussstahlf Process for the production of hard metal alloys for work equipment and tools from tungsten carbide and an additional auxiliary metal
DE668861C (en) * 1930-02-22 1938-12-10 Fried Krupp Akt Ges Sintered hard metal alloy for work equipment and tools, especially drawing dies
DE720502C (en) * 1929-05-17 1942-05-07 Deutsche Edelstahlwerke Ag Hard metal alloys, especially for tools, and processes for their manufacture

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