DE1219693B

DE1219693B - Verwendung einer Metallpulvermischung auf Schnelldrehstahlbasis als Werkstoff fuer auf pulvermetallurgischem Wege hergestellte Schneidwerkzeuge

Info

Publication number: DE1219693B
Application number: DEB64939A
Authority: DE
Inventors: Raymond Leonard Sands; John Francis Watkinson
Original assignee: Birmingham Small Arms Co Ltd
Current assignee: Birmingham Small Arms Co Ltd
Priority date: 1960-07-22
Filing date: 1961-11-27
Publication date: 1966-06-23

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C22c

Deutsche KL: 40 b-39/52

1 219 693
B 64939 VI a/40 b
27. November 1961
23.Juni 1966

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Metallpulvermischung auf Schnelldrehstahlbasis als Werkstoff für auf pulvermetallurgischem Wege hergestellte Schneidwerkzeuge.

Die Herstellung von Schneidwerkzeugen aus üblichen Schnelldrehstählen ist meistens mit hohen Ausschußzahlen an fehlerhaften Vorblöcken, einem umfangreichen und schwierigen verformungstechnischen Bearbeitungsaufwand zur Homogenisierung der Gußstruktur und mit Materialverlusten durch materialabtragende Herstellungsmethoden bei kompliziert gestalteten Schneidwerkzeugen verbunden.

Bei Anwendung metallkeramischer Verfahren mit vorlegierten Pulvern für die Herstellung solcher Gegenstände kann der Metallverlust herabgesetzt werden, wenn es sich um Formen mit nur geringer Nachbearbeitung handelt. Wenn jedoch für das Pulver eine Zusammensetzung gewählt wird, die der eines herkömmlichen legierten Schnelldrehstahls entspricht, ist das auf pulvermetallurgischem Wege hergestellte Erzeugnis einem Schmiedeprodukt ähnlich. Das gesinterte Material ist aber durch völliges Fehlen von Karbidausscheidungen gekennzeichnet.

Aus der britischen Patentschrift 778 268 ist ein Metallpulver für die Herstellung metallkeramischer Gegenstände bekannt, das aus einer Mischung eines Werkzeugstahlpulvers mit 20 bis 90 Volumprozent Titankarbidpulver und einer Eisenlegierung mit wenigstens 60% Fe als Rest besteht. Das Titankarbid kann teilweise ersetzt werden durch ein oder mehrere der folgenden Karbide: bis zu 35% Vanadinkarbid, bis zu 35% Zirkoniumkarbid, bis zu 20% Niobkarbid und bis zu 10% Tantalkarbid.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Metallpulvermischung auf Schnelldrehstahlbasis zu entwickeln, die eine wirtschaftliche Herstellung von Schneidwerkzeugen auf pulvermetallurgischem Wege ermöglicht.

Die Erfindung besteht somit in der Verwendung einer Metallpulvermischung, bestehend aus 0,1 bis 50 Gewichtsprozent eines oder mehrerer der pulverförmigen Karbide von Vanadin, Molybdän, Chrom und Titan, Rest pulverförmiger Schnelldrehstahl mit bis zu 2% Kohlenstoff, bis zu 5% Chrom, bis zu 10% Vanadin und bis zu 22% Wolfram, als Werkstoff für auf pulvermetallurgischem Wege hergestellte Schneidwerkzeuge.

Dabei kann der pulverförmige Schnelldrehstahl aus 0,76 bis 1,2% Kohlenstoff, 4 bis 4,75% Chrom, 1,4 bis 3,75% Vanadin, 6 bis 22% Wolfram, bis zu 5,5% Molybdän und bis zu 17% Kobalt bestehen und 70 bis 99^k der Mischung bilden, die als Werk-

Verwendung einer Metallpulvermischung auf
Schnelldrehstahlbasis als Werkstoff für auf
pulvermetallurgischem Wege hergestellte
Schneidwerkzeuge

Anmelder:

The Birmingham Small Arms Company Limited, Small Heath, Birmingham (Großbritannien)

Vertreter:

Dr.-Ing. A. van der Werth, Patentanwalt,

Hamburg-Harburg 1, Wilstorfer Str. 32

Als Erfinder benannt:

John Francis Watkinson,

Raymond Leonard Sands,

Solihull, Warwickshire (Großbritannien)

stoff für auf pulvermetallurgischem Wege hergestellte Schneidwerkzeuge verwendet wird.

Auch kann die erfindungsgemäß zu verwendende Metallpulvermischung zusätzlich bis zu 5% mindestens eines der Oxyde von Aluminium und' Titan in Pulverform enthalten.

Die Metallpulvermischung für den erfindungsgemäßen Verwendungszweck kann bis zu 10% eines Doppelkarbids von Eisen und Wolfram, extrahiert aus Schnelldrehstahl, in Pulverform enthalten.

Selbstverständlich können die erfindungsgemäßen Metallpulvermischungen auch noch weitere in solchen Mischungen übliche Bestandteile enthalten, z. B.

Kobalt, Bor, Borkarbid, Bornitrid, Niobkarbid, um die Eigenschaften der Endprodukte durch solche Zusätze in an sich bekannter Weise zu beeinflussen.

Die Schnelldrehstahlpulverbasis kann auf beliebige Weise erhalten sein. Schnelldrehstähle mit einem Gehalt an Wolfram und/oder Molybdän, Chrom und Vanadin mit oder ohne Kobalt und/oder Bor haben sich jedoch als besonders geeignet herausgestellt, und zwar in Anteilen bis zu 22% Wolfram, bis zu 10% Molybdän, bis zu 5% Chrom, bis zu 10% Vanadin, bis zu 15% Kobalt, bis zu 3% Bor und bis zu 2% Kohlenstoff. Normalerweise ist eine Legie-

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rung mit mehr als etwa 5% Vanadin.und eine. Legierung mit mehr als etwa 0,5% Bor nicht schmiedbar.

Die erfindungsgemäß hergestellten Gegenstände zeichnen sich durch Warm- und Kalthärte, begrenztes Kornwachstum und insbesondere durch gute Kerbschlagzähigkeit aus. Die Kalthärte wird durch den Zusatz eines oder mehrerer Karbide von Vanadium, Molybdän, Chrom und Titan und/oder Borkarbid und/oder Bornitrid begünstigt.-Die Wärmhärte kann ebenfalls durch die Kalthärtezusätze und in bestimmten Fällen durch Aluminiumoxyd- und/ oder Titanoxydzusätze erhöht werden. Die Doppelkarbidzusätze bewirken eine Beschränkimg des" Kornwachstums. Auf die Zähigkeit des Materials wirken sich Titanzusätze von bis zu 5% günstig aus.

Das Schnelldrehstahlbasispulver. hat eine bei der Fertigung von Sintergegenständen übliche Größe.

Die ■ Pülverzusätze besitzen vorzugsweise eine* Teilchengröße von 1 bis 10 Mikron.

Die Herstellung von Schneidwerkzeugen erfolgt in bekannter Weise durch sorgfältiges Vermischen des Basispulvers und der Zusätze sowie durch Pressen und Sintern dieser" Mischung zu der gewünschten Form.

Es können auch zunächst Barren hergestellt werden, die durch anschließendes Schmieden oder Pressen zu Schneidwerkzeugen weiterverarbeitet werden. Dabei bleiben die charakteristischen Eigenschaften des gesinterten Schnelldrehstahls, wie feine Korngröße und einheitliche Struktur, erhalten.

Schnelldrehstähle, die als Basispulver mit den genannten Zusätzen für die Herstellung von Gegenständen mit den verbesserten, vorstehend erwähnten Eigenschaften benutzt wurden, sind nachstehend zusammengefaßt. " ^: - '

A	B	C	D	E	F
o,F	0,82	1,2	0,84	0,82	0,76
4,75	5,0	4,5	4,5	4,75.	4,25
	—		5,5	—	—
1,6	1,7. .·.	3,75	1,4	1,6	1,4
18,5	22,0	13,5	6,0	20,0	18,0
5,7	17,0	—	—	10,5	— -
Rest	Rest	Rest	Rest	Rest	Rest

Kohlenstoff

Chrom '.

Molybdän

Vanadin

Wolfram

Kobalt

Eisen sowie Desoxydierungsmittel und Verunreinigungen

0,83

4,0

5,0

1,9

6,5

Rest

Beispiel 1

35

Ein Schnelldrehstahlbasispulver mit 0,76% Kohlenstoff, 4,25% Chrom, 1,4% Vanadin und 18% Wolfram, (gemäß F in obiger Tabelle), das etwa 74% des. endgültigen Pulvers darstellt, enthält einen Zusatz von 10% Molybdänkarbid, 10% Titankarbid, 1% Aluminiumoxyd und 5% Doppelkarbide.

Beispiel 2

45

Ein Schnelldrehstahlbasispulver mit 0,83% Kohlenstoff, 4% Chrom, 5% Molybdän, 1,9% Vanadin und 6,5% Wolfram (gemäß G in obiger Tabelle), das etwa 95% des endgültigen Pulvers darstellt, enthält einen Zusatz von 5 % Vanadinkarbid. -50

Beispiel 3

Ein Schnelldrehstahlpulver mit 0,76% Kohlenstoff, 4,25% Chrom, 1,4% Vanadin, 18% Wolfram (gemäß F in obiger Tabelle), das 99% des endgültigen Pulvers darstellt, enthält einen Zusatz von 1% -Titankarbid, welches die Kerbschlagfestigkeit verbessert.

Beispiel 4

Ein Schnelldrehstahlpulver mit 0,76% Kohlenstoff, 4,25% Chrom, 1,4% Vanadin, 18,0% Wolfram (gemäß F in obiger Tabelle), das 90% des endgültigen Pulvers darstellt, enthält einen Zusatz von 10% Niobkarbid, welches in starkem Maße die Schneidleistung bei hohen Geschwindigkeiten verbessert.

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung einer Metallpulvermischung, bestehend aus 0,1 bis 50 Gewichtsprozent eines oder mehrerer der pulverförmigen Karbide von Vanadin, Molybdän, Chrom und Titan, Rest pulverförmiger Schnelldrehstahl mit bis zu 2% Kohlenstoff, bis zu 5% Chrom, bis zu 10% Vanadin und bis zu 22% Wolfram, als Werkstoff für auf pulvermetallurgischem Wege hergestellte Schneidwerkzeuge.

2. Verwendung einer Metallpulvermischung nach Anspruch 1, wobei der pulverförmige Schnelldrehstahl aus 0,76 bis 1,2% Kohlenstoff, 4 bis 4,75% Chrom, 1,4 bis 3,75% Vanadin, 6 bis 22% Wolfram, bis 5,5% Molybdän, bis zu 17% Kobalt besteht und 70 bis 99% der Mischung bildet, für den Zweck nach Anspruch 1.

3. Verwendung einer Metallpulvermischung nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei die Metallpulvermischung zusätzlich bis zu 5 % mindestens eines der Oxyde von Aluminium und Titan in Pulverform enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.

4. Verwendung einer Metallpulvermischung nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Metallpulvermischung bis zu 10% eines Doppelkarbids von Eisen und Wolfram, extrahiert aus Schnelldrehstahl, in Pulverform enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.

5. Verwendung einer Metallpulvermischung nach den Ansprüchen 1 bis 4, bestehend aus 10,0% Molybdänkarbid, 10,0% Titankarbid, 1,0% Aluminiumoxyd Und 5,0% eines Doppel-

karbids von Eisen und Wolfram in Pulverform und 74°/o pulverförmigem Schnelldrehstahl mit 0,76% Kohlenstoff, 4,25 Vo Chrom, 1,4Vo Vanadin und 18,0Vo Wolfram, für den Zweck nach Anspruch 1.

6. Verwendung einer Metallpulvermischung nach den Ansprüchen 1 bis 4, bestehend aus 5% Vanadinkarbid in Pulverform und 95% pulverförmigem Schnelldrehstahl mit 0,83% Kohlenstoff, 4% Chrom, 5% Molybdän, 1,9% Vanadin und 6,5% Wolfram für den Zweck nach Anspruch 1.

7. Verwendung einer Metallpulvermischung nach den Ansprüchen 1 bis 5, bestehend aus 1% Titankarbid in Pulverform und 99% pulverförmigem Schnelldrehstahl mit der Zusammensetzung nach Anspruch 5, für den Zweck nach Anspruch 1.

8. Verwendung einer Metallpulvermischung nach den Ansprüchen 1 bis 7, wobei diese Mischung noch weitere in solchen Mischungen übliche Bestandteile enthält, wie Kobalt, Bor, Borkarbid, Bornitrit, Niobkarbid.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 778 268;
F. Rapatz, »Die Edelstahle«, 1951, 2. Auflage, Springer-Verlag, Berlin, S. 566.