DE973902C - Hartmetall - Google Patents

Description

• Hartmetall Hartmetalle bestehen aus einer Mischung hochschmelzender Karbide und niedrigerschmelzender Hilfsmetalle, die bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes der Karbide gesintert ist. Am bekanntesten sind Hartmetalle auf Basis Wolframkarbid mit Hilfsmetallen der Eisengruppe, vornehmlich mit Nickel, Kobalt und Eisen. Zum Stande der Technik gehören auch Hartmetalle, bei denen der Härteträger aus einer Mischung von Wolfram, Titan- und Tantalkarbiden besteht. Letztere Hartmetalle zeichnen sich dadurch aus, daß sie ihre Härte- und Verschleißfestigkeit auch bei hohen Temperaturen behalten. Ihr Nachteil bestellt aber in einer Anfälligkeit gegen Oxydation bei Temperaturen über 6oo° C, so daß sie nicht für Zwecke angewendet werden können, bei denen sie diesen Temperaturen längere Zeit ausgesetzt sind. Diesen Nachteil haben wiederum Hartmetalle nicht, bei denen der Härteträger bekannterweise vornehmlich aus Titankarbid besteht, doch sind solche Hartmetalle schwierig herzustellen, da sich das außerordentlich feine Titankarbidpulver, wie man es wirtschaftlich gewinnt, schlecht pressen und sintern läßt.
• Gegenstand dieser Erfindung ist nun ein Hartmetall, dessen vornehmste Eigenschaft seine große Beständigkeit gegen Oxydation bei hohen Temperaturen ist und das gleichzeitig bei diesen Temperaturen seine Härte beibehält, ähnlich wie das auch die auf Basis Wolframkarbid zusammengesetzten Hartmetalle tun. Den bekannten Hartmetallen auf Basis Titankarbid gegenüber läßt sich das Hartmetall nach der Erfindung wesentlich besser pressen und sintern.
• Diese Eigenschaften werden nun erfindungsgemäß erzielt durch ein Hartmetall, bei dem als Träger der Härte das Doppelkarbid Titan-Chrom verwendet wird und als Hilfsmetall eines oder mehrere Metalle der Eisengruppe, Nickel, Kobalt, Eisen. Dabei soll die aus dem Doppelkarbid Titan-Chrom und dem bzw. den Hilfsmetallen bestehende Mischung und damit das Hartmetall selbst mindestens 4,5 und höchstens =4% Chromkarbid, über 2o und bis zu 6o % Hilfsmetall, Rest Titankarbid enthalten. Ein Hartmetall, das 1o bis 2o % des Gesamtkarbidanteils an Chromkarbid und als Hilfsmetall 4o bis 5o % Nickel enthält, hat sich für den erfindungsgemäßen Zweck als ganz besonders brauchbar erwiesen.
• Die Herstellung des Doppelkarbids Chrom-Titan kann in bekannter Weise geschehen. Bevorzugt wird jedoch die Erhitzung einer entsprechenden Mischung von Titandioxyd, Chromoxyd und feinverteiltem Kohlenstoff in Form von Ruß bei einer Temperatur von etwa 2ooo° C in reduzierender Atmosphäre oder im Vakuum. Das dabei gewonnene Doppelkarbid wird zu feinem Pulver gemahlen und mit dem Hilfsmetall zu der fertigen Zusammensetzung aufs innigste gemischt.
• Bei der Herstellung der Hartmetallteile aus dieser Mischung geht man Bekannterweise so vor, daß man das Ausgangspulver preßt und, sofern die Teile bearbeitet werden müssen, den Preßling in reduzierender Atmosphäre oder in einem Vakuum bei etwa 8o0° C sintert, alsdann bearbeitet und anschließend bei höherer Temperatur nachsintert.
• Das Sintern der aus der Mischung nach dieser Erfindung gepreßten Hartmetallteile erfolgt in reduzierender Atmosphäre, beispielsweise in sehr reinem Wasserstoff, dem jedoch das Sintern in hohem Vakuum noch vorzuziehen ist. Im allgemeinen wird das Hartmetall bei Temperaturen von etwa 125o bis 1450°C gesintert. Dabei muß unter allen Umständen eine karburierende Atmosphäre vermieden werden, falls Nickel als Hilfsmetall verwendet ist, da Nickel bei den Sintertemperaturen Kohlenstoff aufnimmt und ihn bei der Abkühlung als Graphit ausscheidet, der dann das Metall weich macht. Deshalb sollen die Preßlinge beim Vorsintern auch nicht auf aus Graphit oder Kohlenstoff bestehende Untersätze gestellt werden, vielmehr soll feuerfestes Material für diesen Zweck Verwendung finden.
• Durch die Änderung des Gehalts an Hilfsmetall können die mechanischen Eigenschaften des Hart- 1 metalls nach der Erfindung in weitem Bereich geändert werden. Bei gleichbleibendem Verhältnis von Chromkarbid zu Titankarbid bewirkt eine Zunahme an Hilfsmetallen eine Zunahme an Dichte, eine Abnahme an Härte, eine Zunahme an Festigkeit und Beständigkeit gegen Oxydation. Bei dem niedrigsten Gehalt an Hüfsmetallen werden die mechanischen Eigenschaften ähnlich denen der harten und verhältnismäßig spröden Schneidstähle, Ziehsteine usw. Mit wachsendem Gehalt an Hilfsmetallen nimmt das Hartmetall nach der Erfindung eineHärtevon etwa6ooVickerseinheiten an. Es besitzt dann auch eine hohe Schlagfestigkeit. Bei gleichbleibendem Hilfsmetallgehalt verursacht eine Zunahme an Chromkarbid eine Zunahme an Dichte, eine geringe Abnahme an Härte und Festigkeit sowie eine Zunahme an Oxydationsbeständigkeit.
• Die Hartmetalle nach dieser Erfindung haben ein verhältnismäßig niedriges spezifisches Gewicht von ungefähr 5 bis 7 je nach ihrer Zusammensetzung. Sie sind bei Temperaturen von 90o° C weit weniger oxydationsanfällig als Hartmetall auf Basis Wolframkarbid bei Temperaturen von etwa 60o° C. Darüber hinaus werden sie nur in einem Umfang angegriffen, der lediglich ein Drittel bis ein Achtel von der Oxydationsfähigkeit ausmacht, die Hartmetalle auf Basis Titankarbid und Nickel als Hilfsmetall haben.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Hartmetall, das auch bei hohen Temperaturen von großer Festigkeit und Härte sowie beständig gegen Oxydation ist und aus Titan- und Chromkarbid mit Hilfsmetallen der Eisengruppe besteht, dadurch gekennzeichnet, daß es die Titan- und Chromkarbide als Doppelkarbide (Mischkristalle) enthält und im übrigen von folgender Zusammensetzung ist: 4,5 bis 14% Chromkarbid über 2o und bis zu 6o % Hilfsmetall, Rest Titankarbid.
2. 2. Hartmetall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß lo bis 2o0/0 seines Karbidanteils aus Chromkarbid bestehen und es 4o bis 5o0/, Nickel als Hilfsmetall enthält. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 387 684; schweizerische Patentschrift Nr. 16110o; britische Patentschrift Nr. 387 684; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1505 455. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 948 36o.