RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 39753 VEB Hartmetallmerk Immelborn*) Immelbom, Turyngia, Niemiecka Republika Demokratyczna KI. 40 b.jy Stop spiekany o dwzej zawartosci weglika lylanu oraz sposób jego wytwarzania Patent trwa od dnia 10 stycznia 1956 r.Wynalazek dotyczy stdpu spiekanego, w szcze¬ gólnosci sluzacego do wyrobu plytek skrawa¬ jacych o duzej zawartosci weglika tytanu oraz sposobu jego wytwarzania.Rozwój produkcji stopów spiekanych odznacza sie tym, ze juz dosc wczesnie próbowano polep¬ szyc wlasciwosci klasycznych stopów weglika wolframu z kobaltu przez dodatek innych wegli¬ ków, zwlaszcza weglików metali grupy IV i V ukladu okresowego pierwiastków. Szczególnie do¬ bre wyniki otrzymywano przy dodatku weglika tytanu do stopów weglika wolframu z kcibaltem, gdyz w ten sposób polepsza sie wytrzymalosc stopów w podwyzszonej temperaturze i odpor¬ nosc na utlenianie. Zmniejszona przyczepnosc wiórów i slabe przewodnictwo cieplne, czynily tego rodzaju stcjpy spiekane szczególnie odpo¬ wiednimi do wyrobu narzedzi skrawajacych do *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspóltwór¬ cami wynalazku sa Robert Wehner i Rudolf Kohlermann. obróbki wiórowej stali i innych tworzyw daja¬ cych dlugie wióry. Plytki skrawajace ze zna¬ nych stopów spiekanych odpornych na scieranie i zuzycie ostrza wytwarzano zwykle ze stopów o zawartosci weglika tytanu przewaznie nie prze¬ kraczajacej malych ilosci, a glównym skladni¬ kiem takich stopów jest weglik wailframu. Usi¬ lowano wytworzyc tanszy stop spiekany, stara¬ jac sie zastapic stosunkowo drogi i trudno do¬ stepny weglik wolframu prawie wylacznie we¬ glikiem tytanu.Weglik tytanu ma wobec weglika wolframu te przewage, ze moze byc wytworzony z latwo do*- stepnych surowców i w sposób znacznie tanszy.Ponadto z powodu mniejszego ciezaru wlasciwe¬ go weglika tytanu, to samo zapotrzebowanie mo¬ ze byc pokryte stdpami o mniejszym ciezarze, co równiez pozwala na obnizenie kosztów. Twar¬ dosc weglika tytanu jest wieksza, niz twardosc weglika wolframu, dzieki czemu przy tych sa¬ mych ilosciach metalu pomocniczego mozna osiagnac wieksza twardosc stopu z weglikiemtytanu w stosunku do stopu o podobnej zawar¬ tosci weglika wolfrataju.?^ r - Aby powyzsze z^leCy^weglika tytanu wykorzy¬ stac przy wytwarzaniu stopoWypiekanych pro¬ ponowano mycie materialów, zawierajacych ^^j^jednego lub kilku metali grupYjteiaza i reszte weglika tYtamiTlnne propozycjemaja na wzgledzie' koraylcT wynikajace z dodatku ty¬ tanu z metalem pomccniczym, przy czym zawar¬ tosc wanadu powyzej 5V» moze byc czesciowo zastapiona weglikiem pierwiastków czwartej, piatej lub szóstej grupy ukladu okresowego. Ta- kie stopy wykazuja^ niekorzystne wlasciwosci spiekania i "zutego wzgledu wymagane T^t prg"_ wlg^zawsze spiekanie ich pod^.cjsnieniem ^cjeja, zapobiezenia tworzeniu sie pan ^Jtemperatury spiekania wynosza okolo 1900°. Dalsza wada ta- lucTi^sfopow" spiekanych z wegli IclTwIeLsza k|uchQSc_ jf^toslmku "~do~fltopów z weglikiemjwalframu, co ogranicza zakgps_Jch_ zastosowania. Aby temu z^LT^zicTnproponowano stosowac weglik tytanu otrzymany ze stanu, roz¬ topionego lub slabe naweglonego o zawartosci 10—14% wegla. Wada tego procesu jest koni< nosc zastosowania innego sposobu wytwarzania niz stosowany dbecnie przy wytwarzaniu twai dych stopów spiekanych. Do wytwarzania slabo\ naweglonego weglika tytanu potrzebna:jest stop- \ niowana obróbka cieplna, a dalsza przeróbka ta¬ kich weglików wymaga specjalnych przygotowan w- celu zapobiezenia naweglaniu weglika niena¬ syconego. Wszystkie dotychczas znane stopy spiekane, zawierajace wieksze ilolsci weglika ty¬ tanu, wykazuja te wade, ze ich zdolnosc skra¬ wania zaledwie dorównuje zdolnosci skrawania stopów spiekanych, zawierajacych weglik wol¬ framu jako skladnik glówny. Szczególna nierio^ godnoscia znanych^stopów spiekanych jest tc^ ze one_zle sie lutuja, rn thunarTyjBieJym. ze^, ^WMystkie_weg^jki_jn^^ ^Beg5]a redukcji wodorem, posiadaja zle wlasci¬ wosci lutownicze.Stwierdzono, ze wad tych nie posiada stop, spiekany, zawierajacy 62—90*/« weglika tytanu i^jbrlO •/• dodatkowycf~^egnTtow^lelaTi^cl^ kich; OkSalcTTiie^przy^^firitorzystne, gdy jed¬ nym z dodatkowych weglików jest weglik me¬ talu grupy VI ukladu okresowego, a mianowicie weglik wolframu lub molibdenu. Najkorzystniej: szjT^flosc tycftjS^nESw^ dodatkowych wynosi 3—5»/»_podatek ten w zaleconej ilosci o tyle ma zna^zenie^ze dzieki" temu Jest mozliwe leEP sze naw§glenie weglika tytanu przy jego wy¬ twarzaniu i polepszenie zdoLaoJci skrawania sto- pu. Jako dalszy dodatkowy weglik okazal sie celcWy weglik metali grupy V ukladu okreso¬ wego, a mianowicie weglik wanadu lub tantalu wzietych w ilosci 2,5 do Wt. Nalezy przyjac, ze TinAat^^tgrh wfigHfe^w pnwoHnp 'pSlepSzeTlfer* wlasciwosci spiekania stopów ~"we3lug "^wyna- Do takich weglików dodaje sie jmanych metali lub sto^w jwiazacych. Stwierdzono, ze rSwnle^ dobór metalu, czy stopu wiazacego ma duzy wplyw na wlasciwosci stopu spiekanego wedlug wynalazku. Okazalo sie celowe zastosowanie w tym celu stopu zelazo-niklowo-chromowego w ilosci 5—8*/o calosci. Tworzywo wiazace skla¬ da sie wedlug wynalazku w przewazajacej czesci z metali grupy zelaza (zelazo, nikiel, kobalt) i w mniejszej ilosci (40°/o lub mniej) z chromu, przy czym wskazane jest uzycie chromu w po¬ staci zelazo-chromu.Stop spiekany wedlug wynalazku wytwarza sie w sposób nastepujacy, Najpierw wytwarza sie krysztaly mieszane weglików tytanu, wolframu i wanadu, np. wzietych w stosunku 91°/» TiC, 5% WC i 4°/o VC. Tworzenie krysztalów mie¬ szanych nastepuje przy wytwarzaniu weglików z tlenków za pomoca wegla w temperaturze | 1900—2200°C. Przy tym okazalo sie celowe do-^ danie malej ilosci metalu pomocniczego grupy zelaza, np. kobaltu, w ilosci okolo 0,5°/*, przez co lwia sie naweglanie i spiekanie stopu. Otrzyf many w ten sposób weglik mieszany podlegaj dalszej przeróbce w znany sposób. Przed zmie lenien\ weglików dodaje sie do nich stopu wia zacego,\zawierajacego np. 50°/t niklu i 50°/# ze lazochromu (30 :70). Dalsza przeróbke przez mie¬ lenie i prasowanie wykonuje sie w znany spo¬ sób. Wazne\jest, aby spiekanie w wysokiej tem¬ peraturze stopów wedlug wynalazku odbywalo sie w prózni lub w atmosferze ochronnej w celu unikniecia zmiany zawartosci w nich wegla.Niespodzianka bylo stwierdzenie, ze spiekanie stopu wedlug wynalazku w prózni moze naste¬ powac juz w stosunkowo niskich temperaturach.Wytwarzanie znanych twardych stopów spieka¬ nych o duzej zawartosci wegHka-4ytanu wyma¬ ga temperatury spiekani^ 1700—2000*C Jub wyz¬ szej, a wedlug wynalazku mozliwe jest stosowa¬ nie temperatur spiekania w zakresie 1300—ljOOKl przy czym korzystniejsze jest stosowanie spie¬ kania przy dalszej temperaturze w krótszym czasie spiekania. Mozna wytwarzac stopy spie¬ kane, których porowatosc wynosi ponizej 2°/o i klórych wytrzymalosc i ciagliwosc jest wyz¬ sza niz osiagana dotychczas przy wytwarzaniu -2-stopów spiekanych o duzej zawartosci waglika f\ tytanu. Step spiekany wedlug wynalazku posiada Ciezar wlasciwy okolo 5,7—6,0 g/cm*, twardosc RA — 92 — 94 i wytrzymalosc na zlamanie i60—80 kg/mm2 lub wiecej. Ponadto stopy spie¬ kane wedlug wynalazku wykazuja dostateczna zdolnosc lutowania, wystarczajaca do mocowania ich do trzonków nozy.Jasne jest, ze dzieki wytwarzaniu stopów o ta¬ kich wlasciwosciach otwieraja sie nowe mozli¬ wosci dalszego rozwoju i zastosowania takich stopów. Na przyklad przy wiórowej obróbce sta¬ li mozliwe jesjt zastosowanie szybkosci skrawa¬ nia, które dotychczas wydawaly sie nieosiagal¬ ne. Stosunkowo mala wytrzymalosc plytek skra¬ wajacych ze stopu wedlug wynalazku ogranicza ich zastosowanie do obróbki planowania i pól- zdzierania. W szczególnosci nie nalezy stosowac zbyt duzych posuwów. Jednak jest mozliwe sto¬ sowanie posuwu 0,6 mm na obrót, przy glebo¬ kosci ciecia np. 3 mm, gdy obrabiana stal po¬ siada wytrzymalosc 60—90 kg/mm2. Stop spieka¬ ny wedlug wynalazku wyróznia sie malym cieza¬ rem wlasciwym oraz niska cena dzieki wytwa¬ rzaniu ich z materialów latwo dostepnych. Wy¬ kazuja one zdolnosc skrawania przekraczajaca wielokrotnie zdolnosci najlepszych plytek skra¬ wajacych ceramicznych. Przy obróbce wiórowej stali i wytrzymalosci 95 kg/mm2 otrzymano np. szybkosc skrawania 280 m/min bez ostrzenia w ciagu godziny.Mozliwosci zastosowania stopu wedlug wyna¬ lazku nie sa ograniczone tylko do obróbki wió¬ rowej materialów dajacych dlugie wióry, np. sta¬ li. Mozna je równiez stosowac do1 obróbki two¬ rzyw metalicznych, dajacych krótkie wióry, oraz do obróbki tworzyw sztucznych i izolacyjnych.Z powodu jego duzej twardosci i odpornosci na scieranie stanowi on material odpelmy na scie¬ ranie. Stop v wedlug wynalazku moze byc stoso¬ wany wszedzie tam, gdzie wymagane jest two¬ rzywo szczególnie odporne na utlenianie. PL