DE972437C

DE972437C - Pulvergemisch zum Aufbringen von Hartmetall auf Traegerwerkstoffe und Verarbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE972437C
Application number: DED10248A
Authority: DE
Inventors: Carl Ballhausen
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1951-09-19
Filing date: 1951-09-19
Publication date: 1959-07-23

Description

Pulvergemisch zum Aufbringen von Hartmetall auf Trägerwerkstoffe und Verarbeitungsverfahren Unter Hartmetall sind im Sinne der Erfindung zu verstehen alle Hartstoffe, die-aus Karbiden der Metalle Wolfram, Molybdän, Vanadin, Titan, Tantal und Niob unter Beifügung eines niedrigschmelzenden Hilfsmetalls, wie Eisen, Nickel oder Kobalt, aufgebaut sind. Die Hartkarbide können einzeln oder zu mehreren vorhanden sein, desgleichen die sogenannten Hilfsmetalle, wobei die Hilfsmetallphase auch noch zusätzliche Stoffe wie Boride, Silizide od. dgl. enthalten kann. Hartmetalle der genannten Art werden bekanntlich sowohl geschmolzen als auch gesintert, und die so erzeugten Körper sind in ihrer Verwendung als Schneidplättchen od. dgl. für Werkzeuge bekannt. Auch Gegenstände, die ausschließlich oder vornehmlich auf Verschleiß beansprucht werden, sind häufig mit derartigem Hartmetall besetzt. Eine weitere Art der Verwendung solchen Hartmetalls besteht darin, es pulverförmig oder stückig auf einem Träger beispielsweise aus Stahl mit Hilfe eines Löt- oder Schweißmittels aufzuschmelzen.
Für solche Panzerungen sind verwendet worden Kupfer oder Kupfer-Silber-Kobalt-Legierungen. Dieses Metall bzw. die Metallegierung sind verhältnismäßig weich. Sie halten daher der späteren Verschleißbeanspruchung nicht stand und geben die Hartmetallkörner frühzeitig frei, so daß die Panzerung zerstört wird.
Die Erfindung betrifft ein Pulvergemisch, das dazu geeignet ist, ein solches Hartmetall in der beschriebenen Form auf einen Träger anzuschmelzen. Das Pulvergemisch muß die Eigenschaft haben, einerseits das Hartmetall auf dem Trägerkörper einwandfrei festzuhalten und andererseits im Gegensatz zu den bekannten Mitteln nicht selbst in einem Maße zu verschleißen, daß es bei der Beanspruchung des gepanzerten Körpers sich vorzeitig abnutzt und das gekörnte oder gepulverte Hartmetall freigibt. Diese Eigenschaften besitzt in hervorragendem Maße ein Pulver aus 5 bis 30% Chromborid, Rest Eisen, Nickel oder Kobalt, die einzeln oder zu mehreren vorhanden sein können. Diesem Pulver wird gesintertes oder geschmolzenes Hartmetall beliebiger und üblicher Zusammensetzung pulverförmig und/oder körnig beigemischt. Der aus Chromborid und den Metallen der Eisengruppe bestehende Anteil des Gesamtgemisches hat die Eigenschaft, bei niederen Temperaturen zu schmelzen, und zwar je nach der gewählten Zusammensetzung bei Temperaturen, die zwischen iooo und 130o° C liegen. Wird daher das Gesamtgemisch auf dieseTemperaturen erhitzt, so schmilzt der Chromborid-Eisenmetall-Anteil, während das Hartmetall infolge seines weit höheren Schmelzpunktes nicht in den Schmelzfluß übergeht. Die Körner oder Pulverpartikeln des Hartmetalls werden daher von der Schmelze unter Beibehaltung ihrer Form eingeschlossen. Nach dem Erstarren der Schmelze hat sich eine festhaftende Bindung mit dem Trägerkörper insbesondere aus Stahl ergeben, so daß eine gepanzerte Oberfläche entsteht, die aus harten in eine weichere Grundmasse eingelagerten Teilen besteht, wobei jedoch die Grundmasse einen beträchtlichen Verschleißwiderstand aufweist.
Die Hartmetallteilchen können je nach Wunsch größer oder kleiner gewählt werden, sie können scharfkantig oder abgerundet sein und somit allen möglichen Verwendungszwecken von vornherein angepaßt sein. Auf diese Weise können Flächen hergestellt werden, die dem Verschleiß widerstehen sollen, die eine große Griffigkeit zeigen müssen, die spanabhebend wirken sollen od. dgl. mehr. So ist es z. B. möglich, aufgetragene Flächen dieser Art als Arbeitsflächen von feilenartigen Werkzeugen, Schleifscheiben und ähnlichen Werkzeugen zu verwenden, wobei die Körnung des Hartmetalls jeweils in Anpassung an den Arbeitsvorgang gewählt wird, der mit dem Werkzeug ausgeübt werden soll, z. B. besonders feinkörniges Pulver für Schlichtarbeiten oder für Schleifscheiben für die Feinbearbeitung. Gröberes oder scharfkantigeres Pulver wird für gröbere Arbeiten zu verwenden sein oder beispielsweise auch für die Bearbeitung von Kunst- oder Natursteinen. Der Werkstoff ist ferner verwendbar für die Panzerung von Gleitschutzteilen beim Hufbeschlag, für Gleisketten von Fahrzeugen, Bereifungen von Fahrzeugen aller Art. Auch Bremsbeläge können auf diese Weise hergestellt werden.
Ein weiteres Anwendungsgebiet sind sogenannte Bohrkronen, die in Bergwerken und Steinbrüchen sowie beim COlbohren Verwendung finden. Bei diesen Werkzeugen werden im allgemeinen verhältnismäßig grobkörnige Hartmetalle aufgeschweißt oder aufgeschmolzen, und das Pulvergemisch gemäß der Erfindung ist für diese Arbeiten besonders geeignet. Zum Aufbringen des Pulvers gemäß der Erfindung auf den Träger, insbesondere auf den Stahlträger, eignet sich die an sich bekannte Pulverspritzpistole, mit der sich, sofern das Hartmetall nicht zu grobkörnig ist, das Pulvergemisch in einfachster Weise aufsprühen läßt. Das Pulvergemisch kann ferner mit einem Plastifizierungsmittel zu Drähten stranggepreßt werden, die sich in einer üblichen Drahtspritzpistole verspritzen lassen. Um ein sicheres Haften des aufgesprühten Werkstoffes an der Grundlage zu erzielen, ist es zweckmäßig, den Trägerkörper auf erhöhte Temperatur zu bringen. Hierbei kann entweder so verfahren werden, daß das Werkstück vor dem Aufsprühen auf die erforderliche Temperatur gebracht und während des Aufsprühens gehalten wird, oder aber das Aufsprühen erfolgt bei kaltem oder verhältnismäßig kaltem Werkstück, und das Erhitzen wird nachträglich vorgenommen. Die Temperatur soll hierbei etwa der Schmelztemperatur des niedrigschmelzenden Bestandteiles des Pulvergemisches entsprechen.
Die Erhitzung des Trägerkörpers kann in jeder beliebigen Weise vorgenommen werden; es ist indes besonders vorteilhaft, sich des bekannten Induktionserhitzens zu bedienen, mit dem es bekanntlich gelingt, nur die Oberfläche eines Werkstückes auf eine gewünschte Temperatur zu bringen. Dies hat den Vorteil, daß Wärmespannungen im fertigen Werkstück nicht oder in nicht nennenswertem Maße auftreten.
Eine weitere Möglichkeit, das Pulvergemisch auf die Oberfläche des Trägerwerkstückes aufzubringen, besteht darin, es mit organischen und/oder anorganischen Mitteln zu einer Paste anzurühren, die streichfähig ist oder aufgespachtelt werden kann.
Nachdem die Paste auf die Oberfläche aufgestrichen ist, wird auf die Schmelztemperatur des niedrigschmelzenden Bestandteiles erhitzt und so das Aufschmelzen bewerkstelligt. Auch hierbei ist es zweckmäßig, sich des induktiven Erhitzens zu bedienen, mit dessen Hilfe es sogar gelingt, nur den niedrigschmelzenden Bestandteil der Paste in den Schmelzfluß zu versetzen, ohne daß sich der Trägerkörper nennenswert erwärmt.
Es ist ersichtlich, daß das Pulvergemisch gemäß der Erfindung, sowohl was seine Zusammensetzung als auch was die Art der Verarbeitung anbelangt, weitgehend abwandlungsfähig ist und somit in hervorragender Weise geeignet ist, sich den verschiedensten Anforderungen, die an die endgültigen Werkstücke gestellt werden, anzupassen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Pulvergemisch zum Aufbringen von Hartmetall auf Trägerwerkstoffe, insbesondere auf Stahl, gekennzeichnet durch ein Pulver aus 5 bis 30% Chromborid, Rest Eisen, Nickel und Kobalt einzeln oder zu mehreren, dem gesintertes oder geschmolzenes Hartmetall beliebiger und üblicher Zusammensetzung in zerkleinerter Form beigemischt ist. z. Verfahren zum Aufbringen des Pulvers gemäß Anspruch i auf den Träger, insbesondere auf den Stahlträger, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver mittels an sich bekannter Pulverspritzpistolen aufgesprüht wird. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulvergemisch unter Zusatz eines Plastifizierungsmittels zu dünnen Drähten stranggepreßt wird und diese mittels üblicher Drahtspritzpistolen verspritzt werden. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerkörper vor oder nach dem Aufsprühen auf erhöhte Temperatur, insbesondere auf etwa die Schmelztemperatur des Gemisches aus Chromborid mit Metallen der Eisengruppe gebracht wird. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mittels Induktionserhitzung die Temperaturerhöhung des Trägerkörpers auf die zu panzernde Oberfläche beschränkt wird. 6. Verfahren nachAnspruchi auf denTräger, insbesondere auf den Stahlträger, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver mit organischen und/oder anorganischen Stoffen, zu einer Paste angerührt, auf den Trägerkörper, insbesondere Stahlkörper, aufgestrichen und der Trägerkörper alsdann, vorzugsweise nur an seiner Oberfläche, auf die Schmelztemperatur des Gemisches aus Chromborid mit einem Metall der Eisengruppe gebracht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 124 britische Patentschriften Nr. 353 663, 412 099; USA.-Patentschriften Nr. 1 757 846, 1 791 968, 2 258 89q.; die Auszüge aus deutschen Patentanmeldungen, Bd. i9, S.733 (M 146o14VIa/48b); Zeitschrift: »Technisches Handwerk«, Februar 1949, 1\7r.
2, S. 27-28; Zeitschrift: »Welding«, 18. 12. 50, Nr. 12, S.527.