SE453402B - Hardlegeringspulver baserat pa borider, forfarande for dess framstellning samt anvendning av detta - Google Patents

Description

Co-baserade legeringar av Stellite-typ innehållande W och Cr har däremot god korrosionsbeständighet och hög oxidations- beständighet men har dålig hårdhet och nötningsbeständighet.

För att förbättra betingelserna vad beträffar korrosions- beständighet, oxidationsbeständighet vid hög temperatur, tät? heten, råmaterialkostnaderna osv. har tidigare föreslagits en sintrad hårdlegering framställd av ett hårdlegeringspulver innefattande järnborid och multipel järnborid, i vilket en del av järnboriden är substituerad med en icke-järnborid eller multipel borid, se exempelvis den amerikanska patentskriften 3 999 952.

Förbättrad korrosionsbeständighet, oxídationsbeständighet vid hög temperatur, låg täthet och låg råmaterialkostnad uppnås, men den sintrade hårdlegeringen enligt denna patentskrift upp- visar icke en hållfasthet som är jämförbar med hållfastheten hos med bindemedel sintrad karbid.

Detta beror huvudsakligen på arten av det hårdlegeringspulver som utgör det huvudsakliga råmaterialet för den sintrade hård- legeringen.

Det har visat sig att införlivande av användbara boridbildande element, exempelvis Cr, Mo, W, V, Nb, Ta, Ti, Zr, Hf, Co och Ni, i detta hårdlegeringspulver gör den sintrade hårdlege- ringen starkare och hårdare. Däremot gör Al och C i små mäng- der i hårdlegeringspulvret detta sprött, vilket medför att den sintrade legeringen har dålig hållfasthet.

Uppfinningen avser ett hårdlegeringspulver, som är användbart såsom huvudsakligt råmaterialpulver för framställning av en förbättrad sådan sintrad hårdlegering, vars hållfasthet är jämförbar med hållfastheten hos bindemedelssintrad karbid, och ett förfarande för framställning av detta hårdlegeringspulver samt dess användning.

Detta hårdlegeringspulver innefattar B från_3 till 20 viktpro- cent, minst en metall vald från gruppen bestående av Cr, Mo, W, Ti, V, Nb, Ta, Hf, Zr, Co och Ni i följande mängder: Cr: från 5 till 35 viktprocent; Mo: från l till 35 viktpro- cent; W: från 0,5 till 30 viktprocent; samt vart och ett av elementen Ti, V, Nb, Ta, Hf, Zr, Co och Ni: mindre än l5 vikt- procent, och en halt av kisel samt Al och O såsom förore- ningar, resten minst l0 viktprocent Fe, och kännetecknas av att kiselhalten är'från 0,3 till 5 viktprocent och Al är mindre än 3 viktprocent, O är mindre än 2,5 viktprocent, vari- genom en sintrad hårdlegering som framställes med användning av detta hårdlegeringspulver kan ha en Rockwell-A-hårdhet av 80-94 och en tvärbrottgräns av upp till 280 kp/mmz, uppmätt med provningsmetoden enligt JIS H550l.

Uppfinningen beskrives i det följande närmare med bifogade ritningsfigurer.

Figur l är ett diagram som visar sambandet mellan temperaturen och Vickers-hårdheten (last lOO g) hos provstycken.

Figur 2 är ett diagram som visar sambandet mellan viktökningen , genom oxidation och tiden för prover som hålles vid lOOO°C i luft.

Det sintrade hårdlegeringspulvret enligt uppfinningen utgöres väsentligen av en borid eller multipel borid såsom hård fas och en metall eller legering såsom bindemedelsfas.

Denna hårda fas är sammansatt av den borid i vilken Fe~borid är partiellt ersatt med minst en metall vald från gruppen bestående av Cr, Mo, W, Ti, V, Nb, Hf, Ta, Zr, Co Och Ni- Strukturen hos boriden innefattar MB-typen (M betecknar me- tallen) och MZB-typen, och strukturen hos den multipla boriden är av typen MXNYB (M och N betecknar metaller).

B är ett baselement i hårdlegeringspulvret enligt uppfinningen 4* och bildar hård fas av borid samt multipel borid såsom beskri- vits i det föregående.

B-halten i hårdlegeringspulvret är från 3 till 20 viktprocent och företrädesvis från 5 till l6 viktprocent.

När B-halten är från 3 till l2 viktprocent utgöres hårdlege- ringspulvret väsentligen av borid av MZB-typen och/eller multipel borid. När B-halten är från l2 till 20 viktprocent utgöres detta hårdlegeringspulver huvudsakligen av borid av MB-typen och/eller multipel borid.

Denna sintrade hårdlegering innefattar även en bindemedelsfas, som är kombinerad med hårdfasen och gör den sintrade hård- legeringen stark.

Bindemedelsfasen utgöres av minst en metall vald från gruppen Cr, Fe, Mo, W, Ti, V, Nb, Ta, Hf, Zr, Co, Ni och Cu, lege- ringar av dessa metaller eller legeringar bestående huvud- sakligen av dessa metaller.

Om B-halten är lägre än 3 viktprocent uppnår hårdheten hos hårdlegeringspulvret icke den önskade höga nivån. Den lägre nivån för B-halten är sålunda 3 viktprocent och företrädesvis 5 viktprocent.

Om å andra sidan B-halten är alltför hög blir hårdlegerings- pulvret sprött, vilket medför en försämring av tvärbrott- gränsen, och det blir svårt att erhålla tillräcklig hållfast- het. Enligt uppfinningen är därför den övre gränsen för B-halten 20 viktprocent och företrädesvis 16 viktprocent.

Halten av Fe i hårdlegeringspulvret är minst l0 viktprocent.

Vickers-hårdheten hos Fe-borid är ca 1300 - 1700 för Fe2B och ca 1800 - 2000 för FeB. Eftersom Fe är en av de pris- billigaste metallerna för framställning av en borid eller multipel borid, är Fe-halten så hög som möjligt med beaktande av nötningsbeständigheten och hållfastheten hos hârdlegerings- ïqg~ie~vwåæ< -~ '- 'W "W \ 1- i 1-¿;«,~.*Vl=_”*-.»..:; pulvret.

Cr bildar en stabil och hård borid, vars Vickers-hårdhet är ca 1300 för Cr2B och ca l200 - 2000 för CrB.\ Cr-borid för- bättrar även korrosionsbeständigheten och oxidationsbeständig- heten jämförligt med dessa egenskaper hos rostfritt stål eller värmebeständigt stål, och hårdheten förbättras ytter- ligare så att hög hårdhet och hög seghet kan bibehållas även vid hög temperatur. Den föredragna halten av Cr är från 5 till 35 viktprocent. är de i det föregående nämnda effekterna svaga. Om å andra Om Cr-halten är lägre än 5 viktprocent sidan Cr-halten är högre än 35 viktprocent ökar effekten på grund av Cr i ringa grad.

Mo och W bildar borider som är stabila icke endast vid rums- temperatur utan även vid hög temperatur och vidare är hård- heten hos dessa borider mycket hög, exempelvis en hårdhet hos Mo2B av ca HV 1660, hos MoB av ca Hv l75O till Hv 2350, hos WZB av ca HV 2420 och hos WB av ca Hv 3750. Om Mo och/eller W införlivas i detta hårdlegeringspulver har den erhållna sintrade hårdlegeringen god nötningsbeständighet.

Om W införlivas i hårdlegeringspulvret blir dessutom den sintrade hårdlegeringen mycket hård och hårdheten är jämför- bar med hårdheten hos bindemedelssintrad karbid. Den sint~ rade hårdlegeringen kan därför vara användbar såsom skärande verktyg för stål av typ JIS SNCM-2.

Om Cry W och Mo införlivas i hårdlegeringspulvret samtidigt blir icke endast maskinbearbetbarheten utan även korrosions- beständigheten, beständigheten mot hög temperatur och oxida- tionsbeständigheten mycket bättre än dessa egenskaper hos bindemedelssintrad karbid.

Mo-halten i hårdlegeringspulver enligt uppfinningen är från l till 35 viktprocent och företrädesvis från 5 till 30 vikt- procent. 6 Om Mo-halten är lägre än l viktprocent blir den i det före- gående nämnda effekten av Mo icke framträdande. Om Mo-halten däremot överstiger 35 viktprocent blir värmebeständigheten och oxidationsbeständigheten försämrade.

W-halten är från 0,5 till 30 viktprocent. Om W-halten är lägre än 0,5 viktprocent blir den i det föregående nämnda effekten av W icke framträdande. Eftersom W är dyrbarare än Mo och tillgångarna på W världen över numera är avtagande, blir det dyrbart att öka W-halten i hårdlegeringspulvret.

Den övre gränsen för W-halten bör därför vara 30 viktprocent och företrädesvis 20 viktproccnt med hänsyn till förbättringen av egenskaperna, exempelvis nötningsbeständigheten, segheten och prisbilligheten.

Om Co införlivas i hårdlegeringspulver enligt uppfinningen bildar detta element en stabil borid och/eller multipel borid, varför nötningsbeständigheten förbättras. Co-halten i hård- legeringspulvret är lägre än l5 viktprocent.

Om Co-halten blir alltför hög tillväxer primärkristaller mycket hastigt under smältsintringen, varför hâllfastheten hos den sintrade hårdlegeringen blir försämrad. Inverkan av Ni är likartad med inverkan av Co, och Ni-halten bör underfi stiga 15 viktprocent.

Ti, V, Nb, Ta, Hf och Zr är metaller tillhörande grupp IV-a eller V-a av det periodiska systemet och alla dessa bildar stabila borider och/eller multipla borider när de införlivas i hârdlegeringspulvret.

Hârdheten hos TiB är exempelvis ca Hv 2700 till Hv 2800, hårdheten hos VB2 är ca Hv 2080 till Hv 2800. Om lämpliga mängder Ti, V, Nb, Ta, Hf och Zr närvarar i detta hårdlege~ ringspulver användes vart och ett av dessa element företrä- desvis i en mängd av mindre än 15 viktprocent, varvid nöt- ningsbeständigheten och hållfastheten hos den sintrade hård- legeringen förbättras icke endast vid rumstemperatur utan även vid hög temperatur.

I den sintrade hårdlegeringen närvarar bindemedelsfasen till~ sammans med den hårda fasen. Hårdlegeringspulvret utgör rå- material för den hårda fasen. Bindemedelsfasen innefattar däremot minst en metall vald från gruppen Cu, Ni, Co, Fe, Cr, Mo, W, Ti, Zr, V, Nb, Ta och Hf och/eller legeringar av dessa metaller och/eller legeringar bestående huvudsakligen av dessaimetaller.

Cu och Cu-legeringar har förhållandevis låg smältpunkt och bildar därför knappast Cu-borid. Det anses att Cu eller Cu- -legeringen smälter vid sintringstemperaturen och bildar en smält fas som är verksam för att öka tätheten hos den erhåll- na sintrade hårdlegeringen.

Element ingående i bindemedelsfasen av annat slag än Cu, Co, Fe och Ni har i allmänhet en smältpunkt överstigande smält- punkten hos järnborid. ' Vid höjning av sintringstemperaturen har det visat sig att elementen bildar en eutektisk smält fas med järnborid, vari- genom smältsintring möjliggöres. Till följd härav kommer den erhållna sintrade hårdlegeringen knappast att innehålla porer och uppvisar i huvudsak full täthet av lOO % samt blir till- räckligt tät och kompakt. Även om dimensionskrympningen vid smältfassintringen är så hög som lO - 20 % kan likformig krympning åstadkommas utan kollaps eller förstöring av formen genom reglering av sint- ringstemperaturen och metallhalterna. Denna sintrade hård- legering utgöres av både hård fas och bindemedelsfas.

Det har visat sig att begränsningen av mängderna av Al, Si, O och C i hårdlegeringspulvret är mycket betydelsefull för att den sintrade hårdlegeringen skall erhålla överlägsen hållfasthet.

.-V.-.V_v..l, . 8 ¿AlL som ingår i detta hårdlegeringspulver, synes kombineras Émed B och syre under smältfassintringen, vilket medför en fförsämras. iAlfhalten i hårdlegeringspulvret är lägre än 3 viktprocent och företrädesvis lägre än l viktprocent.

- Om C närvarar i hårdlegeringspulvret förenas C med syre under smältfassintringen och bildar CO-gas eller CO2~gas och denna CO eller C02 i gasform bildar mikroporer i den sintrade hård~ legeringen. C-halten i detta hårdlegeringspulver bör därför hållas lägre än 2 viktprocent och företrädesvis lägre än 1 viktprocent.

Syre förenas med Al, C och andra metaller som ingår i detta hårdlegeringspulver, exempelvis Cr, Ti, V, Nb osv., och bildar oxider. bättras, om Si gärvarar i hårdlegeringspulvret. Om Si-halten är lägre än 0,3 viktprocent är effekten av Si obetydlig.

Om däremot Si+halten överstiger 5 viktprocent blir den sint- rade hårdlegeringen spröd. Enligt uppfinningen är sålunda halten av Si från 0,3 till 5 viktprocent.

Från industriell synpunkt är det särskilt fördelaktigt att C:- 9 framställa detta hârdlegeringspulver enligt den s.k. vatten- atomiserings~ eller gasatomiseringsmetoden, vilken innefattar beredning av en legeringssmälta innehållande Fe, ferro-bor och önskade tillsatser av metallelement, varefter man låter den smälta legeringen falla från små hål och atomiserar fina strömmar av den smälta legeringen med högtrycksvattenstràlar eller argon- eller kvävgasstrålar, som riktas från munstycken. tt annat skäl för framställning av detta hårdlegeringspulver genom vattenatomisering eller gasatomisering är att legerings- element, såsom B, Cr, Mo, W, Ti och liknande, blir likformigt fördelade. Samtidigt uppvisar mikrostrukturen hos detta hård- legerade pulver mycket fin kornstorlek.

Det är även möjligt att använda en metod innefattande smält- ning av legeringen, stelnande av legeringen till bildning av ett boridlegerat göt och pulverisering av detta på mekanisk väg, eller ett förfarande innefattande blandning av ferro-bor- pulver med boridpulver av andra element. Emellertid har endast den sintrade hårdlegering som utnyttjar hårdlegerings- pulver framställt genom vatten- eller gasatomisering såsom råmaterial den bästa hållfastheten och hårdheten. É Uppfinningen innefattar ett förfarande för framställning av hàrdlegeringspulvret, varvid man såsom förfaringssteg bereder råmaterialet, innefattande järn, ferro-bor och önskade till- satselement. I råmaterialet tillsättes B i en mängd av från 3 till 20 viktprocent, Si upp till 5 viktprocent och minst en metall vald från gruppen innefattande Cr, Mo, W, Ti, V, Nb, Ta, Hf, Zr, Co och Ni, och vid tillsats av dessa element är mängderna Cr från 5 till 35 viktprocent, Mo från 3 till 35 viktprocent, W från 0,5 till 30 viktprocent, vart och ett av Ti, V, Nb, Ta, Hf, Zr, Co och Ni upp till l5 viktprccent samt resten väsentligen minst lO viktprocent Fe.

Enligt nästa process smältes detta råmaterial i en atmosfär innefattande mindre än 30 volymprocent 02, företrädesvis från 5 till 30 volymprocent, Det antages att Al, om detta ingår i n ----.-- _ . I.-. .

Io "“""l råmaterialet, oxideras företrädesvis och stiger till ytan av legeringssmältan såsom slagg. En ström av den smälta lege- ringen utmatas, t.ex. från små hål, i en atmosfär av inertgas, 'såsom kväve, argon och liknande, för att icke oxidera B och de önskade elementen under vattenatomiseringen eller gas- r Iatomiseringen.

[Den smälta legeringen formas till partiklar med ett hölje teller en ridå av vatten eller inert gas. Vattnet eller den šinerta gasen står under högt tryck och träffar strömmen av šsmält legering samt bildar partiklar eller atomiserar strömmen. gvattnet eller gasen riktas mot strömmen av smält legering i en vinkel av 10 till 200 från vertikallinjen. Det vatten som :användes för atomiseringen har väsentligen ett tryck över 40 kp/cm2. Det finnes icke någon maximitryckgräns för vatt- net och normalt är maxímitrycket beroende av den använda pumpningsutrustningen.

Metallpulver som bildar bindemedelsfasen blandas med det på detta sätt beredda hårdlegeringspulvret och blandningen males eller pulveriseras till fina partiklar med användning av en kulkvarn eller en vibrationskulkvarn. Den erhållna bland- ningen formas till en grön eller rå presskropp med önskad form med användning av en press eller kall isostatisk press- ning. Den råa presskroppen sintras i vakuum eller i vätgas, argon eller kvävgas, så att en viss del smält fas bildas lokalt i presskroppen, varigenom tätheten hos den sintrade kroppen kan ökas väsentligen till full täthet av 100 %.

Det är dessutom möjligt att erhålla en sintrad kropp med hög täthet med varm isostatisk pressning, varmpressning, enbart eller i kombination med smältfassintring. Den sintrade hård- legering som framställes med användning av detta hårdlege- ringspulver enligt uppfinningen har i allmänhet en Rockwell- -A-hårdhet av 80 - 94 och en tvärbrottgräns av 50 - 280 kp/mmz, uppmätt med provningsmetoden enligt JIS H550l på spetsar av hårdmetall (bindemedelssintrad karbidlegering). .fi-/w-.e-fge. _ ii Den sintrade hårdlegeringen som framställes med användning av detta hårdlegeringspulver enligt uppfinningen kan användas för ändamål, för vilka snabbstàl och bindemedelssintrade karbid- legeringar hittills använts. Denna sintrade hârdlegering kan i synnerhet användas för framställning av verktyg, matriser eller stämplar för dragning, djupdragning eller smidning av metaller som användes vid rumstemperatur och vid förhöjd temperatur, metallformar för kall- eller varmbearbetning, skärande verktyg och värmebeständiga legeringsföremål som användes vid höga temperaturer. Uppfinningen kan vidare till- lämpas för användningar varvid hög rostbeständighet, hög oxidationsbeständighet och hög hårdhet samt hög nötnings- beständighet erfordras.

Hârdlegeringspulvret enligt uppfinningen kan i synnerhet an- vändas för framställning av kompositmetallmaterial genom _ laminering av hårdlegeringen på andra metallsubstrat eller sprutbeläggning på metallsubstrat. Hårdlegeringspulvret enligt uppfinningen kan även användas för framställning av kompositmetallmaterial, som innefattar detta hårdlegerings- pulver och dispergerade hårda partiklar, varvid grundmasse- fasen utgöres av metall eller självflussande legering. Ett exempel på ett förfarande för framställning av detta komposit- dispersionsmaterial är användning av pulvermetallurgi, varvid hårdlegeringspulvret och grundmassemetall- eller -legerings- pulver blandas, varefter man fyller blandningen i en form och upphettar denna tills grundmassepulvret smälter. Vid upp- hettningen smälter grundmassepulvret och omger hârdlegerings- pulvret.

För segregering eller separering av hârdlegeringspulvret i detta dispersionskompositmaterial bringas formen att rotera med hög hastighet under upphettningsprocessen, varvid man utnyttjar skillnaden ifråga om täthet mellan hårdlegerings- pulvret och grundmassepulvret. Dispersionskompositmaterialet som framställes enligt uppfinningen kan utnyttjas för ändamål vid vilka hög beständighet och hög hårdhet erfordras. När detta hårdlegeringspulver användes till dispersionskomposit- 12 material eller sprutbeläggning, är det mycket betydelsefullt att halten av Al, 0, C och Si, som ingår i hårdlegeringspulv- ret, har stor inverkan på sådana egenskaper som seghet och hårdhet. 2 Uppfinningen beskrives i det följande utförligare med ut- föringsexempel, vilka icke är avsedda att begränsa uppfin- ningens omfång.

Exempel l.

Råmaterial för hârdlegeringspulver med följande sammansätt- ning i viktprocent tillfördes till en högfrekvensinduktions- ugn: Ferro-bor: B 20,0 %, Al 1,5 - 7,3 %, Si 0,9 - l,4 % Elektrolytisk krommetall: Cr 99,8 %, Al 0,004 %, Si 9,003 % volframmetaiu w 99,84 s, c 0,01 s, si o,oo3 % Molybdenmetall: Mo 99,93 %, C 0,01 %, Al 0,004 % Ferro-vanadin: V 83,53 %, C_0,l2 %, Si l,l5 %, Al 1,5 %, Fe resten Elektrolytjärn: C 0,001 %, Si 0,002 %, Fe resten Kiselmetall: Si 98,49 %, Al 0,26 %, C 0,03 %.

Dessa material smältes till en legeringssmälta och ugnsatmos- fären utgjordes av argongas blandad med 20 volymprocent 02.

Den smälta legeringen tillfördes till en skänk och smält legering hringades att strömma nedåt genom tyngdkraftens inverkan genom ett utloppsmunstycke med en innerdiameter av 12 mm. Två motriktade strömmar av vatten, riktade med en vinkel nedåt av 150 i Éörhållande till axeln av strömmen av smält legering, bringades att träffa den smälta legerings- strömmen för atomisering av den smälta legeringen. Vattnet 2 stod under ett tryck av 70 kp/cm* och atmosfären under ut- loppsmunstycket utgjordes av kvävgas.

Det erhållna atomiserade hårdlegeringspulvret hade följande kemiska sammansättning i viktprocent: 13 Bor 8,4 % Krom 8,8 % Molybden 5,0 % Volfram 14,8 % Vanadin 1,5 % Aluminium 0,00 % Kisel 0,77 % Syre 0,28 % Kol 0,08 % Mangan » 0,10 % Järn resten Detta är ett hårdlegeringspulver av M2B-typ.

Därefter atomiserades ett annat hårdlegeringspulver av MB-typ med den ovan angivna metoden och med följande kemiska analys i viktprocent: Bor 15,0 % Krom 5,6 % Volfram 14,0 % Vanadin l,52 % Aluminium 0,27 % Kisel l,87 % Syre 0,33 % Kol 0,09 % Mangan 0,11 % Järn resten De på detta sätt erhållna pulvren blandades med Mo-pulver, Ni-pulver och pulver av en legering av 60 % Cr, 20 % V samt resten Fe. Blandningsförhållandet var följande i vikt- procent: Hârdlegeringspulver av MB-typ 40 % Hårdlegeringspulver av MZB-typ lO % Mo-pulver 44 % Ni-pulver l % 4153 4012 l4 Pulver av legering av 60 % Cr, 20 % V samt resten Fe 5 % Blandningen våtmaldes under 168 timmars tid med hjälp av en kulkvarn med användning av etylalkohollösning och torkades därefter i kvävgasatmosfär.

Den torkade partikelformiga blandningen kompaktformades i en metallform till en storlek av 5,2 mm x 10,4 mm x 32 mm under ett formningstryck av 1,5 ton/cmz. (I efterföljande exempel hade de råa presskropparna samma dimension, om icke annat anges). Den råa presskroppen smältfassintrades vid 1200oC i ett vakuum av 1O~3 mm Hg under 30 minuters tid.

En kompakt sintrad hårdlegering med en tvärbrottgräns av 190 kp/mmz, en Rockwell-A~hårdhet (BRA) av 90,2 och en täthe: av 7,96 g/cm3 erhölls.

Exempel 2.

Två typer av hårdlegeringspulver av MB-typ, med utnyttjande av ferro-bor, elektrolytisk krommetall, volframmetall osv. såsom råmaterial, atomiserades med den metod som anges i exempel 1. Det erhållna atomiserade hårdlegeringspulvret av MB-typ hade följande kemiska analys i viktprocent: Bor 14,3 % Krom “ 5,6 % Volfram 14,0 % Aluminium* 0,25 % Kisel 1,71 % Syre 0,30 % Mangan 0,12 % Kol . 0,08 % Järn resten Ett annat atomiserat hårdlegeringspulver av MB-typ hade följande analys i viktprocent: 15 Bor» - 14,0 % Krom 7,8 % Vanadin _ 3,8 % Aluminium 0,22 % Kisel 1,30 % »Syre 0,32 % Kol O,lO % Mangan 0,09 % Järn resten De på detta sätt erhållna pulvren blandades med Mo-pulver, Ni-pulver och hårdlegeringspulver av MZB-typ enligt exempel l. lv Följande blandningsförhâllande i viktprocent erhölls: Pulver av MB-typ av legeringen 14,3 % B, 5,6 % Cr, 14,0 % W: 15 % Pulver av MB~t§p av legeringen 14,0 % B, 7,8 % Cr, 3,8 % V: 10 % Pulver av M B-typ av legeringen 8,4 % B, s,§ % cr, 5,0 % Mo, 14,8 % W, l,5 % V: 30 % Mo-pulver: 44 % Ni-pulver: _ l % Blandningen våtmaldes under 168 timmars tid med hjälp av en kulkvarn, torkades i kvävgas och presskroppen formades under ett formningstryck av l,5 ton/cmz.

Den erhållna råa presskroppen sintrades i ett vakuum av l225°C under 30 minuters tid, så att man erhöll en sintrad hårdlegering med en tvärbrottgräns av 198 kp/mmz, en Rockwe11~A-hårdhet (HRA) av 89,5 och en täthet av s,1o g/cm3.

Exemgel 3.

Hårdlegeringspulver av MB-typ och M2B~typ atomiserades med den i exempel l angivna metoden. Det erhållna atomiserade hård- legeringspulvret av MB-typ hade följande kemiska analys i viktprocent: 4153 4(J2 16 Bor 16,4 % å Krom 11,0 % Aluminium 0,30 % ¿ Kisel 1,36 % 2 Syre 0,45 % Kol 0,07 % Mangan V 0,10 % Järn - resten Pulvret av hårdlegering av M2B-typ hade följande kemiska analys i viktprocent: Bor' 9,0 % Krom 12,5 % ¿ Aluminium 0,27 % à Kisel 0,95 % .

Syre 0,31 % ” É Kol 0,11 % à Mangan _ 0,09 % f Järn _ resten É De erhållna pulvren blandades med Cr~pulver, Mo-pulver och _ Ä Ni-pulver. Följande blandningsförhållande i viktprocent användes: Hârdlegeringspulver av MB-typ 43 % Hårdlegeringspulver av MZB-typ 16 % Cr-pulver 5 % Mo-pulver 25 % Ni-pulver % Blandningen våtmaldes under 168 timmars tid med hjälp av en kulkvarn, torkades i kvävgas och presskroppen formades under ett formningstryck av 1,5 ton/cm2.

Presskroppen sintrades i vakuum vid 120000 under 30 minuters tid, så att man erhöll en sintrad hårdlegering med en tvär- brottgräns av 126 kp/mmz och en Rockwell-A-hårdhet (BRA) av 17 91111 %l Denna sintrade hârdlegering uppmättes beträffande hårdhet vid hög temperatur och resultaten visas på figur l.

Man uppmätte Vickers-hårdheten (belastning 100 g) i vakuum och uppmätte samtidigt hårdheten hos bindemedelssintrad karbid D-2 (WC ~ 7 % Co) och bindemedelssintrad karbid P-10 (65 % WC - 9 % Co - 28 % TiC + TaC).

Exemgel 4.

Man beredde ett hårdlegeringspulver av MB-typ med den i exempel l beskrivna metoden. Det erhållna atomiserade hård- legeringspulvret av MB-typ hade följande kemiska analys i viktprocent: Bor 14,0 % Krom l0,0 % Volfram 6,0 % Aluminium 0,35 % Kisel l,72 % Syre 0,31 % Kol V 0,10 % Mangan 0,08 % Järn resten Detta hårdlegeringspulver blandades med Cr-pulver och Mo- -pulver. Blandningsförhållandet var följande i viktprocent: Hårdlegeringspulver av MB-typ 55 % Cr-pulver 22,5 % Mo-pulver I 22,5 % Blandningen våtmaldes under l68 timmars tid i en kulkvarn, torkades i kvävgas och formades till en presskropp med ett presstryck av 1,5 ton/cmz. Presskroppen sintrades i vakuum vid l225°C under 30 minuters tid, så att man erhöll en sint- 2 rad hårdlegering med en tvärbrottgräns av 122 kp/mm och en iår, Rockwell-A-hårdhet (HRA) av 9l,O.

Den sintrade hårdlegeringen provades beträffande rostbestän- dighet vid hög temperatur och i luftatmosfär.

Bindemcdelssintrad karbid av typ D-2, värmebeständigt stål av typ SUH~3 (C 0,4 %, Cr ll %, Mo O,l %, Si 2,2 %, Fe resten) och Stellite nr l (C 2 %, Cr 3p %, W 12 %, Co resten) provades såsom jämförelseexempel.

Provningsmetoden innefattade uppmätning av viktökningen genom oxidationen sedan provstyckena upphettats till IOOOOC i luft.

Såsom framgår av figur 2 uppvisar denna sintrade hårdlegering ringa viktökning genom oxidation.

På figur l betecknar nr 3 provet enligt exempel 3, D2 är bindemedelssintrad karbid (hårdmetall) av typ D-2 med den kemiska sammansättningen WC - 7 % Co, P10 betecknar binde- medelssintrad karbid av typ P~lO med den kemiska sammansätt- ningen 63 % WC - 9 % Co - 28 % TiC - TaC. I Provet enligt exempel 3 bibehåller högsta hårdhet vid hög temperatur.

På figur 2 betecknar "A" provet enligt exempel 4, "B" be- tecknar Stellite nr l med den kemiska sammansättningen 2 % C - 30 % Cr - l2 % W - resten Co, "C" betecknar det värme- beständiga stålet av typ SUH~3 med den kemiska sammansätt- ningen 0,4 % C - ll % Cr - 0,1 % Mo ~ 2,2 % Si ~ resten Fe, och "D" betecknar bindemedelssintrad karbid av typ D-2 med den kemiska sammansättningen WC - 7 % Co.

Claims (6)

1% m1u.--_ PATENTKRAV

1. l. Hårdlegeringspulver innefattande B från 3 till 20 vikt- procent, minst en metall vald från gruppen bestående av Cr, Mo, W, Ti, V, Nb, Ta, Hf, Zr, Co och Ni i följande mängder: Cr: från 5 till 35 viktprocent; Mo: från 1 till 35 vikt- procent; W: från 0,5 till 30 viktprocent; samt vart och ett av elementen Ti, V, Nb, Ta, Hf, Zr, Co och Ni: mindre än 15 vikt- procent, och en halt av kisel samt Al och O såsom förore- ningar, resten minst l0 viktprocent Fe, k ä n n e t e c k - n a t därav, att kiselhalten är från 0,3 till 5 viktprocent och Al är mindre än 3 viktprocent, O är mindre än 2,5 vikt- procent, varigenom en sintrad hårdlegering som framställes med användning av detta hårdlegeringspulver kan ha en Rockwell-A- hårdhet av 80-94 och en tvärbrottgräns av upp till 280 kp/mmz, uppmätt med provningsmetoden enligt JIS H550l.

2. Hårdlegeringspulver enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a t därav, att det innehåller mindre än l viktpro~ cent Al.

3. Hårdlegeringspulver enligt patentkravet l eller 2, k ä n - n e t e c k n a t därav, att det innehåller från 5 till 35 viktprocent Cr för att förbättra korrosionsbeständigheten och oxidationsbeständigheten.

4. Förfarande för framställning av ett hårdlegeringspulver enligt något av föregående patentkrav genom atomisering, var- vid man bereder en legeringssmälta innehållande B från 3 till 20 viktprocent, minst en metall vald från gruppen bestående av Cr, Mo, W, Ti, V, Nb, Ta, Hf, Zr, Co och Ni i följande mäng- der: Cr: från 5 till 35 viktprocent; Mo: från l till 35 vikt- procent; W: från 0,5 till 30 viktprocent; samt vart och ett av elementen Ti, V, Nb, Ta, Hf, Zr, Co och Ni: upp till 15 vikt- procent, och en halt av kisel samt Al och O såsom förorenin- gar, resten åtminstone 10 viktprocent Fe, k ä n n e - š å 453 402 i è 20 t e c k n a t därav, att man utmatar en ström av den smälta legeringen i en atmosfär av inert gas, bringar vatten eller inert gas under tryck att träffa strömmen av smält legering i en vinkel av från l0 till 20° i förhållande till strömmens längdaxel för atomisering av strömmen av smält legering till fina partiklar i den inerta atmosfären, så att man erhåller ett hårdlegeringspulver av den angivna sammansättningen innehållande kisel från 0,3 till 5 viktprocent, Al mindre än 3 viktprocent och O mindre än 2,5 viktprocent.

5. Förfarande enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a t därav, att trycket hos vattenstrålen överstiger 40 kp/cmz.

6. Användning av hårdlegeringspulvret enligt patentkraven l-3 eller framställt med förfarandet enligt patentkravet 4 eller 5, för framställning av en sintrad hårdlegeringskrOpP: före- trädesvis genom smältfassintring med metall- eller legerings- bindemedel.