PL26334B1 - Twardy stop oraz sposób jego wytwarzania. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy twardych stopów oraz sposobu ich wytwarzania.Wedlug wynalazku stop sklada sie z we¬ glika twardego, trudnotopliwego metalu V grupy okresowego ukladti pierwiastków, z metalu, nalezacego do VI grupy tego' ukla¬ du, i jednego lub kilku metali grupy zela¬ za.Wynalazek dotyczy miedzy innymi wy¬ twarzania twardego i ciagliwego stopu, na¬ dajacego sie do wyrobu narzedzi do obrób¬ ki metali, mianowicie narzedzi, wykonanych calkowicie (zasadniczo) z weglika tantalu z dodatkiem wolframu lub molibdenu i ni¬ klu, przy czym zawartosc tych dodatków nie powinna przekraczac 25% wagi stopu.Stop taki posiada gestosc wieksza od prze¬ cietnej gestosci skladników stopu; ponadto stop ten, w razie zastosowania do wyrobu narzedzi, sluzacych do obróbki metali, np. do obróbki stali lub podobnych materialów przy stosunkowo znacznych szybkosciach obróbki, opiera sie skutecznie niewlasciwe¬ mu zuzywaniu sie lub wyzlabianiu w nim wglebien oraz przywieraniu wiórów obra¬ bianego metalu do powierzchni roboczej na¬ rzedzia, wykonanego ze stopu wedlug wy¬ nalazku.Ponadto wedlug wynalazku wolfram lub molibden oraz nikiel sa laczone z weglikiem tantalu, którego zawartosc nie przekracza 90% stopu, w taki sposób, iz otrzymanystop Me posiada zasadniczo widocznych (przy powiekszeniu 1500-krotnym) porów.W celu osiagniecia powyzszych wyników weglik tóntalu wytwarza sie przez nagrze¬ wanie drobno zmielonego tantalu oraz we¬ gla w atmosferze wodoru lub w prózni do 2000°C (w przyblizeniu) w celu otrzymania weglika tantalu wedlug wzoru TaC, zawie¬ rajacego w przyblizeniu 6,2% wegla, oraz w celu zapobiezenia zanieczyszczeniu sie weglika gazami lub substancjami, wywolu¬ jacymi kruchosc weglika, np. tlenem.Tak otrzymany weglik tantalu zostaje nastepnie bardzo drobno zmielony, po czym miesiza sie z nim równiez drobno zmielony wolfram lub molibden. Do tej mieszaniny weglika tantalu z wolframem lub molibde¬ nem dodaje sie taka ilosc niklu, aby laczna zawartosc w stopie wolframu i niklu lub molibdenu i niklu nie przekraczala w sto¬ sunku wagowym 25% stop/u, przy czym i- losc niklu w stosunku wagowym powinna byc wieksza od ilosci wolframu lub molib¬ denu.Mieszanine te przerabia sie nastepnie w bryly lub bloki pozadanego ksztaltu i wiel¬ kosci, po czym poddkje sie je obróbce ciepl¬ nej w prózni. Nikiel najlepiej jest wprowa¬ dzic do mieszaniny przez mielenie innych skladników stopu za pomoca walców niklo¬ wych przy uzyciu latwo wrzacego weglo¬ wodoru, np. nafty, która nastepnie mozna odparowac, w celu zapobiezenia zanieczy¬ szczeniu mieszaniny gazami, wywolujacymi kruchosc otrzymanego produktu.W celu osiagniecia wyników najlepszych obróbke cieplna w prózni mieszaniny, któ¬ rej nadany zostal pozadany ksztalt lub roz¬ miary, np. przez stlaczanie jej w formach, nalezy wykonywac bardzo starannie, aby o- trzymac produkt, który bedzie posiadal po ostygnieciu gestosc wieksza od przecietnej gestosci, obliczonej z gestosci weglika tan¬ talu, wolframu lub molibdenu i niklu. 0- czywiscie temperatura, do której nalezy na¬ grzewac wzmiankowana mieszanine sprosz¬ kowanych skladników stopu, moze sie nieco wahac w zaleznosci od obranego skladu stopu. Doswiadczenie wykazalo jednak, ze temperatura ta nie powinna byc wyzsza od tej najnizszej temperatury, przy której za¬ chodzi najwieksze kurczenie sie mieszaniny wzmiankowanych powyzej materialów spro¬ szkowanych, Temperaturete mozna okreslic z latwoscia doswiadczalnie, odpowiednio do kazdego obranego z góry skladu stopu. Do¬ swiadczenie wykazalo np., ze w razie uzy¬ cia mieszaniny, skladajacej sie w stosunku wagowym z 80% (w przyblizeniu) sprosz¬ kowanego weglika tantalu, 9% sproszkowa¬ nego wolframu i 11% sproszkowanego ni¬ klu, temperatura ostatecznej obróbki ciepl¬ nej tej mieszaniny w prózni nie powinna przekraczac 1400°G; najlepiej jest, aby temperatura ta wynosila w tym przypadku okolo 1380°C.Przy takim nagrzewaniu mieszaniny sproszkowanych materialów w prózni sto¬ sunkowo znaczne jej kurczenie sie, po u- przednim stloczeniu, zachodzi zdaje sie cal¬ kowicie w zakresie stosunkowo niewielkiej zmiany temperatury w poblizu powyzej wzmiankowanej temperatury koncowej. W celu osiagniecia najlepszych wyników jest rzecza wazna, aby to kurczenie sie odbywa¬ lo sie stopniowo.W zwiazku z tym sprasowana mieszani¬ ne nagrzewa sie najpierw do temperatury okolo 1100°C, po czym temperature te pod¬ wyzsza sie powoli w ciagu 1,5 do 2 gbdzin do koncowej temperatury okolo 1380°C w celu osiagniecia jaknaj wiekszego, stosunko¬ wo znacznego skurczenia sie tej mieszaniny.Otrzymany stop nie posiada porów, widocz¬ nych przy powiekszeniu 1500-krotnym; mi¬ krofotografia zas tego stopu wykazuje strukture, w której mieszane krysztaly sa rozsiane równomiernie w masie jednolitej (nieposiadajacej porów widocznych) lub tez w masie, posiadajacej tak drobne ziarno, iz nie daje sie ono wykryc pod mikroskopem.Krysztaly te zawieraja duzo niklu i przy-puszczahue czesc lub nawet calkowita ilosc wolframu lub molibdenu, zawarta w stopie, oraz pewna czesc weglika tantalu, rozpu¬ szczonego w Stopie zawierajacym, nikiel.Stop ten jest wybitnie twardy, zwarty i ciagiiwy; jego twardosc mierzona wedlug Rockwella, przy obciazeniu 60 kg wynosi wedlug skali C od' 87 do 91. Wytrzymalosc brylki stopu o wymiarach 10 mm X 5,3 mm przy odleglosci pomiedzy podporami, równej 14,2 mm, wynosi, mierzona przyrza¬ dem Brinella, od 2300 do 2600.Doswiadczenia wykazaly, ze wióry obra¬ bianego przedmiotu, np. ze stali zwyklej, w razie obrabiania jej za pomoca narzedzia, wykonanego ze stopu wedlug wynalazku, przy szybkosci skrawania wynoszacej np. 38,1 m na minute lub nawet wiekszej, nie przywieraja do narzedzia i nie zabieraja ze soba oddzielajacych sie od powierzchni ro¬ boczej narzedzia drobnych czasteczek ma¬ terialu tego narzedzia, to jest nie scieraja powierzchni tego narzedzia i nie „wygryza¬ ja" w niej wglebien, przez co oslabialaby sie robocza krawedz narzedzia. W tein spo¬ sób unika sie czestego ostrzenia1 narzedzi lub ich wymiany, powodowanej czesto przez wytwarzanie sie w nich wglebien.Stop powyzszy nie poddaje sie zasadni- W powyzszy sposób otrzymuje sie wiec stop o znaczniej twardosci i mocy oraz trwa¬ losci, przy czym stop ten jest obojetny za¬ sadniczo na dzialanie czynników chemicz¬ nych i daje sie z latwoscia przerabiac na ro¬ bocze czesci niarzedzi, które latwo jest na¬ stepnie umocowac na kadlubie lub trzonku w celu otrzymania narzedzi, które sa odpor¬ ne na wygryzanie oraz nie wymagaja cze¬ stego ostrzenia lub wymiany. PL

Claims (12)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Twardy stop znamienny tym, ze sie czó dzialaniu chemicznemu substancji lub zwiazków chemicznych, stosowanych zwy¬ kle do chlodzenia narzedzi, np. kwasu mle¬ kowego. Czynniki chemiczne, które dzialaja zwykle na niektóre skladniki tego stopu, np. kwas azotowy i wodorotlenek potasu, nie dzialaja wcale lub nieznacznie tylko od¬ dzialywaja na stop wedlug wynalazku. W celu wykazania ciagliwosci i trwalosci tna¬ cych krawedzi narzedzi, wykonanych ze stopu wedlug wynalazku, mozna przytoczyc wyniki doswiadczen, wedlug których 132 mm-owyjrez, posiadajacy 10 ostrzy, wyko¬ nanych z tego stopu, moze byc uzyty do zheblowania powierzchni klocka o po¬ wierzchni 101,6 mm X 304,8 mm ze stali marki S. A. E. 1020, przy skrawaniu wió¬ rów grubosci 1,5 mm, szybkosci stolu he¬ blarki == 0,825 m na minute oraz szybkosci obrotowej freza = 232 obr/minute, przy czym nie wytwarzaja sie wglebienia na po¬ wierzchni roboczej narzedzia oraz nie zwie¬ ksza sie zuzycie sie energii przy dalszych nastepujacych kolejno skrawaniach. W ce¬ lu wykaszania trwalosci krawedzi tnacej ta¬ kiego narzedzia ponizej podana jest tabel¬ ka zuzycia energii napedowej przy poszcze¬ gólnych kolejnych skrawaniach. sklada z weglika tantalu, wolframu i ni¬ klu,
2. 2. Stop wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera weglik tantalu w ilosci do 90% oraz wolfram i nikiel, przy czym za¬ wartosc wolframu i niklu wynosi razem nie wiecej niz 25% wagi stopu..
3. 3. Stop wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze jest tak scisly, ze nie posiada za¬ sadniczo porów, wiekszych od porów, do¬ strzegalnych dopiero przy 1500-krotnym powiekszeniu, przy czym zawiera w przy¬ blizeniu 9% wolframu, 11% niklu i 80% weglika tantalu. 4. Zuzycie energii w K. M. przy pierwszym skrawaniu ¦— 9.38 „ „ „ „ przy 50-tym „ — 14.08 — 3 —
4. 4. Stop wedlug zastrz. 1 — 2, znamien¬ ny tym, ze zawartosc niklu jest wieksza od zawartosci wolframu.
5. 5. Stop' wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze .zawiera skladnik o budowie zasad¬ niczo nie posiadajacej porów, to jest taki, który posiada jednolita budowe bez dostrze¬ galnych porów, oraz inny bogaty w nikiel skladnik, rozproszony równomiernie we wspomnianym skladniku o nieposiadajacej porów budowie, przy czym zawartosc niklu we wspomnianym bogatym w ni¬ kiel skladniku wynosi nie wiecej niz 25%.
6. 6. Stop wedlug zastrz, 1, znamienny tym, ze jego gestosc jest wieksza od prze¬ cietnej gestosci jego skladników, przy czym stop ten sklada sie przewaznie z weglika tantalu i jako dodatek (do 25% stopu) za¬ wiera nikiel i wolfram, równomiernie roz¬ proszone w masie weglika tantalu.
7. 7. Stop wedlug zastrz. 1 lub 6, zna¬ mienny tym, ze sklada sie z weglika tanta¬ lu i bogatych w nikiel krysztalów miesza¬ nych, równomiernie rozproszonych w we¬ gliku tantalu, przy czym stop ten zawiera w stosunku wagowym nie wiecej niz 90% weglika tantalu i co najmniej 10% bogatych w nikiel krysztalów mieszanych.
8. 8. Stop wedlug zastrz. 1 — 4, 6 — 7, do wyrobu narzedzi, w których nie tworza sie wglebienia, znamienny tym, ze zawiera bogaty w nikiel skladnik, wydzielajacy sie z przerwami juz w stopie, rozproszony rów¬ nomiernie w masie stopu i zawierajacy ni¬ kiel i wolfram, przy czym zawartosc niklu wynosi 11% stopu, wolframu zas — 9%.
9. 9. Stop wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze zawartosc w nim niklu wynosi wie¬ cej niz polowe zawartosci wspomnianego bogatego w nikiel skladnika, wydzielajace¬ go sie w stopie.
10. 10. Odmiana stopu wedlug zastrz. 1 — 9, znamienna tym, ze zawiera zamiast wol¬ framu i niklu molibden i nikiel.
11. 11. Sposób wyrlobu stopu wedlug zastrz, 1 — 9, posiadajacego gestosc wiek¬ sza od przecietnej gestosci swoich sklad¬ ników, znamienny tym, ze polega na na¬ grzewaniu w prózni mieszaniny sproszko¬ wanego weglika tantalu, sproszkowanego niklu i sproszkowanego wolframu do tem¬ peratury, w której mieszanina ta poczyna sie znacznie kurczyc, oraz na stopniowym podnoszeniu temperatury w prózni az do 1 380°C w celu rozrzadzania kurczeniem sie mieszaniny.
12. 12. Sposób wedlug zastrz. 11, znamien¬ ny tym, ze polega na nagrzewaniu w próz¬ ni mieszaniny, skladajacej sie z do 25% niklu i wolframu, do temperatury 1 100°C i na stopniowym podnoszeniu tej tempera¬ tury (w prózni) od 1 100° do 1 380°C, przez co nikiel i wolfram zostaja równomiernie rozproszone w masie weglika tantalu. Fansteel Products Company, Inc. Zastepca: I. Myszczynski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa PL