DE9309450U1 - Verbundkörper, bestehend aus Werkstoffen unterschiedlicher thermischer und mechanischer Eigenschaften - Google Patents
Verbundkörper, bestehend aus Werkstoffen unterschiedlicher thermischer und mechanischer EigenschaftenInfo
- Publication number
- DE9309450U1 DE9309450U1 DE9309450U DE9309450U DE9309450U1 DE 9309450 U1 DE9309450 U1 DE 9309450U1 DE 9309450 U DE9309450 U DE 9309450U DE 9309450 U DE9309450 U DE 9309450U DE 9309450 U1 DE9309450 U1 DE 9309450U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- hard metal
- composite body
- composite
- ductile
- ductile zone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 32
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 claims description 11
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 13
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
- B21B27/02—Shape or construction of rolls
- B21B27/03—Sleeved rolls
- B21B27/035—Rolls for bars, rods, rounds, tubes, wire or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
Eigenschaften
Die Erfindung betrifft einen Verbundkörper, der aus Werkstoffen mit unterschiedlichen thermischen und
mechanischen Eigenschaften besteht.
Verbundkörper haben aufgrund der Kombination von Werkstoffen mit speziellen unterschiedlichen
Eigenschaften gegenüber den aus einem Werkstoff bestehenden Werkzeugen den Vorteil, daß sie gezielter auf
ihren Einsatz ausgebildet sind und in der Regel höhere Leistungen erbringen. Hartmetallwalzringe beispielsweise,
die in den letzten Jahren eine große Bedeutung für die Heißumformung von Stahl gewonnen haben, bestehen nur aus
einem Werkstoff: Hartmetall. Die relativ niedrige Zähigkeit dieses hochverschleißfesten Werkstoffes
schränkt jedoch den weitergehenden Einsatz derartiger
SHW A
Walzringe bezüglich der Drehmomentübertragung und der
Bruchgefahr stark ein.
Deshalb hat man Hartmetallringe mit Stahlgrundkörpern kombiniert, beispielsweise in geklemmter Ausführung. Bei
großer Beanspruchung ist diese Technik allerdings sehr aufwendig, weil die Klemmtechnik zahlreiche
Schraubverbindungen erfordert.
Bei der bekannten Kombination Hartmetall-Stahl, die durch
Löten von Hartmetall und Stahl, beispielsweise bei Kleinteilen, oder durch heißisostatisches Pressen von
Hartmetall und Stahl, zusammengefügt wird, ist die Bruchgefahr gemindert, es treten jedoch Schwierigkeiten
infolge der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten dieser beiden Werkstoffe
(Hartmetall: 4 bis 8 &khgr; 10 "6/°K, Stahl: 12 &khgr; 10
auf und verhindern einen erweiterten Einsatz.
Es ist auch ein Verfahren bekannt, wobei Hartmetallringe teilweise mit einem duktilen Stahl umgössen werden.
Damit ist zwar ein erweiterter Einsatz von Hartmetall zum Walzen von Stahl infolge verbesserter konstruktiver
Möglichkeiten für die Walzkraftübertragung und einer
verringerten Bruchempfindlichkeit des Hartmetalls möglich. Als nachteilig erweist sich jedoch, daß beim
Angießen des Hartmetallrings mit flüssigem Stahl Thermoschockrisse und unerwünschte Diffusionsbereiche mit
spröden Phasen (//^ -Phase) entstehen können und daß beim
Abkühlen unterhalb der Spannungsarm-Glühtemperatur aufgrund der unterschiedlichen thermischen
Ausdehnungskoeffizienten von Hartmetall und Stahl thermischen Spannungen im Verbund auftreten können,
SHW A 225
wodurch die Kombination auf hochbindemittelhaltige ( >
%) Hartmetalle beschränkt wird; außerdem läßt sich das Verhältnis Masse Stahl zu Masse Hartmetall nicht beliebig
verändern. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das Verbundteil im Bereich der Bohrung eine oft nicht
ausreichende Festigkeit besitzt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen
Verbundkörper, bestehend aus Werkstoffen mit unterschiedlichen thermischen und mechanischen
Einschaften zu entwickeln, die so aufeinander abgestimmt sind, daß der Verbund sehr spannungsarm ausgebildet ist
und die bei den Einsatztemperaturen infolge unterschiedlicher thermischer Ausdehnungsspannungen
niedrig gehalten oder abgebaut werden, so daß eine verbesserte Kraftübertragung ermöglicht und die
Bruchempfindlichkeit des Verbundkörpers stark herabgesetzt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
der Verbundkörper einen hoch verschleißfesten
Hartmetallkörper aufweist, der so in eine duktile Zone mit kleinem thermischen Ausdehnungskoeffizienten
eingebettet ist, daß der obere Teil des Hartmetallkörpers aus der duktilen Zone herausragt, daß die duktile Zone
ihrerseits von einem Grundkörper ummantelt ist, und daß der Hartmetallkörper, die duktile Zone und der
Grundkörper durch heißisostatisches Pressen diffusions verschweißt sind.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die duktile Zone vor
dem heißisostatischen Pressen als Pulver ausgebildet ist.
Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, daß die duktile Zone ein Festkörper ist.
SHW : A
Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung besteht darin,
daß der Verbundkörper als Walzring ausgebildet ist.
Als vorteilhaft erweist sich, daß die Festigkeit des Grundkörpers durch gesteuerte Abkühlung nach dem
heißisostatischen Pressen gezielt einstellbar ist.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein spannungsarmer Verbundkörper
geschaffen wurde, der thermische Spannungen im Verbundsystem niedrig hält bzw. abbaut, eine verbesserte
Kraftübertragung ermöglicht und eine wesentlich niedrigere Bruchempfindlichkeit aufweist als
vergleichbare, am Markt befindliche Körper.
Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.
Die einzige Figur zeigt einen Schnitt (schematisch) durch einen erfindungsgemäß aus drei unterschiedlichen
Werkstoffen bestehenden Verbundkörper 1, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Walzring zum Walzen
von Draht ist. Der Verbundkörper 1 weist im oberen Bereich einen hochverschleißfesten Hartmetallkörper
auf, der in diesem Beispiel als Ring ausgebildet und in eine duktile Zone 3 eingebettet ist, die ihrerseits von
einem Grundkörper 4 ummantelt ist. Bei anderen Verbundkörpern ist es nach der Erfindung möglich, daß als
Hartmetallkörper 2 auch anders ausgebildete Hartmetallteile, beispielsweise Schneidplatten und
dergleichen Verwendung finden.
SHW A 225
Der Hartmetallkörper 2 ist so in die duktile Zone 3 eines zweiten Werkstoffes eingebettet, daß nur der obere
den Arbeitsbereich darstellende Teil des Hartmetallkörpers 2 aus der Zone 3 herausragt. Die Zone 3
besteht erfindungsgemäß aus einer duktilen Legierung mit kleinem thermischen Ausdehnungskoeffizienten, um die im
Verbund von Hartmetallkörper 2, duktiler Zone 3 und Grundkörper 4 auftretenden Spannungen aufzufangen und
möglichst gering zu halten. Als bekannter Werkstoff kommt dafür beispielsweise eine austenitische Eisen-Nickel-Legierung
mit 36 % Nickel in Frage.
Erfindungsgemäß kann die duktile Zone 3 sowohl als Pulver
als auch aus einem Festkörper dieser genannten Legierung bestehen. Der die duktile Zone 3 ummantelnde Grundkörper
4 ist in bevorzugter Weise aus einem hochfesten, vergütbaren Stahl hergestellt. Ihm obliegt es, die
mechanische Befestigung des Walzringes zur Übertragung des Drehmomentes sicherzustellen. Dazu können je nach
Aufgabenstellung Nuten, Federn, Keile, Gewinde oder Profile in den Grundkörper 4 eingebracht werden. Außerdem
besteht auch die Möglichkeit, Walzring und Antriebswelle durch Schrumpfen miteinander zu verbinden.
Hartmetallkörper 2, duktile Zone 3 und Grundkörper 4 werden durch ein heißisostatisches Pressverfahren zu
einem Verbundkörper 1 zusammengefügt. Bei Verwendung von
Legierungspulver als Einbettwerkstoff für den Hartmetallkörper 2 erfolgt bei dem heißisostatischen
Pressen ein Zusammenbacken (Konsolidieren) der Pulver zu einer duktilen Zone 3, die wiederum heißisostatisch mit
dem Hartmetallkörper 2 und dem Grundkörper 4 verbunden wird. Alle Hartmetallsorten können ohne Rücksicht auf
'HW A 225
Bindephasenanteile und -metalle dem heißisostatischen
Pressen unterzogen werden. Dies bietet den Vorteil, daß das Hartmetall verwendungszweckbezogen ausgewählt werden
kann .
Durch eine gesteuerte Abkühlung des Verbundkörpers 1 nach dem heißisostatischen Pressen läßt sich der Grundkörper
4, der bevorzugt aus einem hochfesten Vergütungsstahl
2 besteht, auf gewünschte Festigkeit von 800 bis 1400 N/mm
vergüten. Als vorteilhaft erweist sich, daß im gleichen Arbeitsgang auch der Abbau von Wärme- und
Umwandlungsspannungen erreicht wird, so daß ein Verbundkörper 1 vorliegt, der aufgrund der
erfindungsgemäßen aufeinander abgestimmten Werkstoffe einen spannungsarmen Zustand aufweist und darüber hinaus
die bedeutsame Eigenschaft hat, während des Einsatzes des Verbundkörpers 1 auftretende Spannungen niedrig zu halten
bzw. abzubauen. Dies vermindert seine Bruchempfindlichkeit ganz wesentlich. Durch diese
Merkmale unterscheidet sich der erfindungsgemäße Verbundkörper 1 wesentlich von anderen bereits
vorhandenen Verbundkörpern.
Claims (5)
1. Verbundkörper, bestehend aus Werkstoffen unterschiedlicher thermischer und mechanischer
Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß der
Verbundkörper (1) einen hoch verschleißfesten Hartmetallkörper (2) aufweist, der so in eine duktile
Zone (3) mit kleinem thermischen
Ausdehnungskoeffizienten eingebettet ist, daß der
obere Teil des Hartmetallkörpers (2) aus der duktilen Zone (3) herausragt, daß die duktile Zone (3)
ihrerseits von einem Grundkörper (4) ummantelt ist, und daß der Hartmetallkörper (2), die duktile Zone (3)
und der Grundkörper (4) durch heißisostatisches Pressen diffusionsverschweißt sind.
2. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die duktile Zone (3) vor dem heißisostatischen Pressen als Pulver ausgebildet ist.
3. Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die duktile Zone (3) ein Festkörper ist.
SHW A 225
4. Verbundkörper nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verbundkörper (1) als Walzring (5) ausgebildet ist.
5. Verbundkörper nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Festigkeit des Grundkörpers (4) durch gesteuerte Abkühlung nach dem heißisostatischen Pressen gezielt
einstellbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9309450U DE9309450U1 (de) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | Verbundkörper, bestehend aus Werkstoffen unterschiedlicher thermischer und mechanischer Eigenschaften |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9309450U DE9309450U1 (de) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | Verbundkörper, bestehend aus Werkstoffen unterschiedlicher thermischer und mechanischer Eigenschaften |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9309450U1 true DE9309450U1 (de) | 1993-08-26 |
Family
ID=6894824
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE9309450U Expired - Lifetime DE9309450U1 (de) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | Verbundkörper, bestehend aus Werkstoffen unterschiedlicher thermischer und mechanischer Eigenschaften |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE9309450U1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0630713A1 (de) * | 1993-06-25 | 1994-12-28 | Saar-Hartmetall Und Werkzeuge Gmbh | Verbundkörper, bestehend aus Werkstoffen unterschiedlicher thermischer und mechanischer Eigenschaften |
EP2406020A1 (de) * | 2009-03-12 | 2012-01-18 | Sandvik Intellectual Property AB | Walze mit antriebswelle und rollenkranz sowie verfahren zur montage einer derartige walze |
-
1993
- 1993-06-25 DE DE9309450U patent/DE9309450U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0630713A1 (de) * | 1993-06-25 | 1994-12-28 | Saar-Hartmetall Und Werkzeuge Gmbh | Verbundkörper, bestehend aus Werkstoffen unterschiedlicher thermischer und mechanischer Eigenschaften |
EP2406020A1 (de) * | 2009-03-12 | 2012-01-18 | Sandvik Intellectual Property AB | Walze mit antriebswelle und rollenkranz sowie verfahren zur montage einer derartige walze |
CN102348515A (zh) * | 2009-03-12 | 2012-02-08 | 山特维克知识产权股份有限公司 | 包括传动轴和辊环的轧辊以及组装该轧辊的方法 |
EP2406020A4 (de) * | 2009-03-12 | 2013-04-24 | Sandvik Intellectual Property | Walze mit antriebswelle und rollenkranz sowie verfahren zur montage einer derartige walze |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0145897B1 (de) | Fügeverfahren | |
DE3340031C2 (de) | Panzerblech und Verfahren zu seiner Herstellung | |
EP3088084B1 (de) | Hartkörper als rasterpanzerung für eine rollenpresse, verfahren zu dessen herstellung, und rolle für eine rollenpresse | |
EP0330830A1 (de) | Verfahren zur Herstellung pulvergeschmiedeter Bauteile | |
DE1136558B (de) | Walze und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE1298293B (de) | Hochverschleissfeste, bearbeitbare und haertbare Sinterstahllegierung und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE2414909A1 (de) | Stahlpulver | |
DE1458470B2 (de) | Verwendung einer wärmebehandelten, duktilen, hochfesten, ein martensitisches oder bainitisches Gefüge aufweisenden Stahllegierung zur Herstellung von Bauteilen für die Luft- und Raumfahrttechnik | |
DE1471078B1 (de) | Verfahren zum verbinden eines sinterhartmetalls mit einem metallischen koerper | |
DE69321298T2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Einsatzes auf einem zu beschichtenden Formkörper aus Stahl oder aus Titanlegierung | |
DE3003610C2 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Verbundrohres zur Aufnahme von Kernbrennstoff | |
DE1298291B (de) | Verwendung einer martensitaushaertbaren Nickel-Kobalt-Molybdaen-Stahllegierung fuer Gegenstaende mit einer Mindestzugfestigkeit von 265 kg/mm | |
DE4009971A1 (de) | Verfahren zum herstellen hochfesten stahls mit verbesserter schweissbarkeit und niedertemperaturzaehigkeit | |
DE10158306B4 (de) | Mechanische Sicherung und ein Sinterverfahren zu ihrer Herstellung | |
DE4321143A1 (de) | Verbundkörper, bestehend aus Werkstoffen unterschiedlicher thermischer und mechanischer Eigenschaften | |
CH365880A (de) | Verfahren zur Herstellung von Werkstücken mit hoher Dämpfungsfähigkeit, nach diesem Verfahren hergestelltes Werkstück und dessen Verwendung | |
DE9309450U1 (de) | Verbundkörper, bestehend aus Werkstoffen unterschiedlicher thermischer und mechanischer Eigenschaften | |
DE3212768A1 (de) | Schweissverfahren | |
EP2756897A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines als metallischer Verbundwerkstoff ausgeführten Flachprodukts | |
EP0719349B1 (de) | Verfahren zur herstellung von sinterteilen | |
DE69703589T2 (de) | Metallpulvermischung auf eisenbasis und damit hergestellter komponente | |
EP3115134A1 (de) | Verfahren zum herstellen eines aus einem vielschichtigen metallwerkstoffverbund bestehenden verbundblechs, mehrschichtiges verbundblech und verwendung eines solchen verbundblechs | |
EP0378986A1 (de) | Lager | |
DE2438315C3 (de) | Verfahren zum pulvermetallurgischen Herstellen von Genauteilen | |
DE2928792B1 (de) | Verfahren zum Verbundsintern |