PL28627B1 - Stop z mieszanych weglików metali twardych oraz sposób wytwarzania go. - Google Patents

Description

Znane dotychczas stopy weglików, sa wytwarzane z weglików jednego lub kilku trudno topliwych metali twardych naleza¬ cych do srodkowej grupy ukladu okreso¬ wego.Powyzsze stopy wytwarza- sie w ten sposób, ze najpierw stapia sie wegliki tych metali same bez dodatku jednego lub kil¬ ku pomocniczych metali grupy zelaza. Na¬ stepnie do stopu dodaje sie'metali' pomoc¬ niczych i ogrzewa sie stop po raz drugi do temperatury bliskiej punktu, topnienia czystego metalu dodawanego. Dodawany metal grupy zelaza w tym przypadku slu¬ zy jako spoiwo. Nazywa sie go takze me¬ talem pomocniczym lub nosnym.Przy wytwarzaniu twardych stopów z; kilku róznych weglików jako materialu wyjsciowego wytwarzano wegliki kazdego metalu osobno, a nastepnie mielono je i mieszano. W ten sposób otrzymywana mie¬ szanina sluzyla jako surowiec do wyrobu przedmiotów, np. narzedzi. W tym celu mieszanine po odlaniu poddawano ponow¬ nemu ogrzewaniu bez dodatku metalu po¬ mocniczego lub tez ogrzewano ja po uprzednim zmieszaniu z drobno sproszko¬ wanym metalem pomocniczym grupy zela-za,, a nastepnie mieszanine ogrzewano az do temperatury bliskiej punktu topnienia metalu pomocniczego.Takie wytwarzania stopów nie jest ko¬ rzystne ze wzgledu na koniecznosc stoso¬ wania wysokiej temperatury, wynoszacej okolo 2 000 — 2200°C, co znacznie przy¬ spiesza zuzywanie sie wyprawy pieców. Z drugiej zas strony wymagana jest wieksza liczba zabiegów obróbki cieplnej. Poza tym prócz tych niedogodnosci rozdrobnie¬ nie mieszaniny, skladajacej sie z wiekszej liczby róznych weglików oraz metalu po¬ mocniczego, mozna uzyskac tylko w takim stopniu, jaki mozna osiagnac przez mecha¬ niczne mieszanie ich.Wedlug -wynalazku niniejszego usuwa sie te niedogodnosci w ten sposób, ze we¬ gliki kazdego z uzytych metali nie sa wy¬ rabiane osobno i dopiero potem mieszane mechanicznie ze soba, lecz zamiast nich stosuje sie wegliki mieszane, wyrabiane wprost, np. mieszane wegliki wolframu i tytanu, tytanu i wanadu wzglednie wol¬ framu, tytanu i chromu, stosujac je od¬ dzielnie lub jako skladniki glówne wytwa- ¦¦ rzanych stopów metali twardych. Tempe¬ ratury topnienia wytwarzanych weglików mieszanych sa znacznie nizsze i mieszcza sie w granicach mniej wiecej 1 600 — 1 800°C. Poza tym dalsza obróbka wykan¬ czajaca stopów tego rodzaju nie wymaga ponownego ogrzewania'w przypadku, gdy nie dodaje sie metalu pomocniczego.Wreszcie otrzymuje sie bardziej równo¬ mierny rozdzial w stopie poszczególnych weglików, jak równiez stopy takie posia¬ daja duza twardosc i ciagliwosc.Jako wegliki mieszane o wielu skladni¬ kach mozna wymienic: trójskladnikowy weglik mieszany wol¬ framu, tytanu i wanadu, czteroskladnikowy weglik mieszany krzemu, wolframu, wanadu i tytanu, piecioskladnikowy weglik mieszany chromu, tytanu, tantalu, wanadu i mo¬ libdenu oraz szescioskladnikowy weglik mieszany wanadu, boru, cyrkonu, tantalu, uranu i wolframu.Powyzsze wegliki wieloskladnikowe po¬ siadaja nastepujace zalety: szerokie grani¬ ce stopniowania stosunku twardosci do wytrzymalosci mechanicznej, unikniecie ¦' krystalizacji, mozliwosc otrzymywania stopów twardych o róznych ciezarach wlasciwych (3 — 11 g/cm3). Obecnie zna¬ ne-stopy twarde przewaznie nie nadawaly sie do wielu celów z powodu ich duzego ciezaru wlasciwego.Wytwarzanie tych weglików miesza¬ nych -przeprowadza sie podobnie jak wy¬ rób innych weglików mieszanych. Zatem, nie ma zasadniczej róznicy w sposobie wy¬ twarzania ich.Stop otrzymany z weglika mieszanego zawiera znacznie mniej wegla (C) • niz stop wytworzony z jednego lub mieszani¬ ny kilku weglików pojedynczych.Na przyklad stop, wytworzony z mie¬ szaniny 50% weglika wolframu (WC) i 40% wTeglika tytanu (TC) zawiera okolo 11% wegla (C). Natomiast zawartosc we¬ gla w wegliku mieszanym wynosi tylko 7 —9%, zaleznie od zadanej twardosci oraz wytrzymalosci mechanicznej wytwarzane¬ go stopu.Wobec powyzszego wegliki mieszane nie moga byc uwazane jako twarde stopy bogate w wegiel. Dokladniej bedzie ozna¬ czyc je jako material „w rodzaju metali twardych".Nizej podano kilka przykladów wytwa¬ rzania stopów z mieszanych weglików we¬ dlug wynalazku niniejszego.Przyklad I. Mieszanine, skladajaca sie np. z wanadu, wolframu, chromu lub tytanu, wegla oraz ich zwiazków np. tlen¬ ków, miele sie i miesza. Nastepnie drobno sproszkowana mieszanine ogrzewa sie do — 2 —temperatury okolo 1 600 — 1 8Ó0°C, czyli do temperatury reakcji, w celu wytworze¬ nia weglików mieszanych. W tym przypad¬ ku mieszanina weglików nie zawiera me¬ talu pomocniczego lub laczacego. Stop otrzymany w ten sposób wyróznia sie du¬ za twardoscia i odpornoscia na dzialanie ciepla.Przyklad II. Przy wytwarzaniu sto¬ pów, przeznaczonych do róznych celów, np. do wyro"bu narzedzi tnacych lub narze¬ dzi do druciarek, które przy duzej twar¬ dosci musza posiadac wieksza wytrzyma¬ losc mechaniczna oraz wieksza odpornosc na dzialanie ciepla, uzyw;a sie mieszaniny, skladajacej sie z 85 — 95% weglików mieszanych i 5 — 15% metalicznego tyta¬ nu w stanie rozdrobnionym.Przyklad III. Stopy przeznaczone do innych celów, np. do wyrobu narzedzi, które przy duzej twardosci i wytrzyma¬ losci mechanicznej nie musza sie wyróz¬ niac duza odpornoscia na dzialanie ciepla, do weglika mieszanego, wytworzonego we¬ dlug przykladu II, dodaje sie przed sprosz¬ kowaniem jednego lub kilku weglików me¬ tali grupy zelaza i jednego lub kilku meta¬ li 8-mej grupy ukladu okresowego, np. ze¬ laza lub kobaltu, uprzednio osobno przy¬ rzadzonego.Korzystnie jest wytwarzac np. naste¬ pujaca mieszanine, skladajaca sie z wegli¬ ka mieszanego wolframu — tytanu i wa¬ nadu w ilosci 74 — 96% i kobaltu 26 — 4%. PL

Claims (10)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Stop mieszanych weglików twar¬ dych metali, zwlaszcza do wyrobu narze¬ dzi, znamienny tym, ze sklada sie calkowi¬ cie z weglików mieszanych, np. z wegli¬ ków wolframu, wanadu i tytanu lub tyta¬ nu i chromu.
2. 2. Stop wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze prócz weglików mieszanych w ilo¬ sci 85— 9.5% zawiera metaliczny tytan w ilosci 15 — 5%.
3. 3. Stop wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze zawiera ponadto wegliki metali grupy zelaza, np. wegliki zelaza, niklu lub kobaltu w ilosci 6 — 22%, przy odpo¬ wiednio mniejszej zawartosci innych skladników.
4. 4. Stop wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tym, ze zaw7iera wolfram metalicz¬ ny, tlenek tytanu i wegiel, wzglednie nos¬ nik wegla.
5. 5. Sposób wytwarzania stopu wedlug zastrz. 1 — 3, znamienny tym, ze miesza¬ nine, skladajaca sie np. z wolframu, wa¬ nadu, tytanu, chromu, wegla oraz (lub) ich zwiazków, np. tlenków uzytych w ste- chiometrycznie obliczonych ilosciach mie¬ sza sie w stanie sproszkowanym i nastep¬ nie ogrzewa sie w temperaturze okolo 1 600 — 1 800°C.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamien¬ ny tym, ze do obliczonej stechiometrycznie mieszaniny wyjsciowej dodaje sie srod¬ ków, zawierajacych wegiel, np. weglika ?wapnia, wskutek czego osiaga sie przy¬ spieszenie reakcji przez tworzenie sie we¬ gla in slatu nascendi i wyrównywanie strat wegla podczas wytwarzania stopu.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 5, znamien¬ ny tym, ze mieszanine wyjsciowa podgrze¬ wa sie w tej samej temperaturze w dal¬ szym ciagu do punktu topliwosci okolo 2 200°C, osiagajac dzieki temu najwieksza twardosc.
8. 8. Sposób wedlug zastrz. 2, znamien¬ ny tym, ze do mieszaniny weglików doda¬ je sie w nadmiarze wolnego tytanu.
9. 9. Sposób wedlug zastrz.. 3, znamien¬ ny tym, ze do mieszaniny weglików doda¬ je sie weglików metali grupy zelaza, dzie¬ ki czemu osiaga sie wyrównanie strat we¬ gla podczas rozkladu weglików metali gru¬ py zelaza przy ogrzewaniu.
10. 10. Sposób wedlug zastrz. 2 — 3, zna¬ mienny tym, ze mieszanine weglików mie- — 3 —szanych miele sie, nastepnie zwilza wzgled¬ nie przesyca srodkiem wiazacym oraz ksztaltuje pod cisnieniem, a nastepnie pod¬ daje sie ja dzialaniu ciepla w temperatu¬ rze okolo 1 700 — 1 900°C; w razie zas obecnosci weglików metali grupy zelaza — w temperaturze okolo 1300 — 1 600°C, przy czym czas trwania ogrzewania dobie¬ ra sie zaleznie od ksztaltu i wielkosci ksztaltowanego przedmiotu. Keramet G. m. b. H. Zastepca: inz. F. Winnicki, rzecznik patentowy. PL