DE1962564B2

DE1962564B2 - Verfahren zur Herstellung von Wolframmonokarbid enthaltenden Werkstoffen

Info

Publication number: DE1962564B2
Application number: DE19691962564
Authority: DE
Inventors: Otto Prof. Dr. Knotek; Horst Dr. Seifahrt
Original assignee: Castolin Sa St Sulpice Vaud (schweiz)
Current assignee: Castolin Sa St Sulpice Vaud (schweiz)
Priority date: 1968-12-20
Filing date: 1969-12-13
Publication date: 1974-06-20
Also published as: DE1962564C3; CH521445A; AT299563B; GB1290898A; FR2026755A1; DE1962564A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wolframmonokrabid enthaltenden Werkstoffen, die aus 2 bis 60% Wolfram, 0,3 bis 4% Kohlenstoff, 0,5 bis 60% Eisen und gegebenenfalls weiteren karbidbildenden Elementen wie Chrom, Molybdän, Vanadium und Titan, Rest Kobalt bestehen und zur Verwendung bei verschleißfesten Werkstücken bestimmt find.

In der deutschen Patentschrift 670 769 ist ein Verfahren zur Herstellung von harten Gegenständen, insbesondere von Schneidwerkzeugen beschrieben, die aus 50 bis 96% an Wolframmonokarbid und 4 bis 50% einer als Bindemittel dienenden Hilfslegierung aus Wolfram mit Kobalt und/oder Eisen bestehen können, in der der Wolframgehall 20 bis 35 % der Hilfslegierung beträgt. Bei diesem Verfahren wird durch Pressen und Sintern ein Formkörper hergestellt, der dann auf über bis 1300⁰C abgekühlt, von dieser Temperatur abgeschreckt und bei 500 bis 900°C angelassen wird, wobei die Hilfslegierung eine Härtung erfährt.

Ferner sind Verfahren zur Herstellung von Sinterhartmetallen, die Wolframmonokarbid neben Kobalt aufweisen, bekannt, bei denen beispielsweise das Woiframmonokrabid durch Formierung oder Ausscheidung innerhalb oder aus der wehrend des Sinterns teilweise flüssig werdenden Kobaltmatrix gelöst wird (vgl. beispielweise die deutsche Patentschrift 915 987, die deutsche Auslegeschrift I 233 610 und die russische Literaturstelle »Metallovedenie i obrabotka metallov«, 1957, Nr. 7, S. 45/48).

Diese bekannten Verfahren sind reichlich kompliziert und weisen zudem den Nachteil auf, daß Wolframmonokarbid als Ausgangsmaterial verwendet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu erarbeiten, das vergleichsweise einfach ist und bei dem die Verwendung des teuren Wolframmonokarbids als Ausgangsmateria! vermieden wird

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß Legierungen aus 2 bis 60% Wolfram, 0,3 bis 4% Kohlenstoff, 0,5 bis 60% Eisen, gegebenenfalls weiterer, karbidbildenden Elementen wie Chrom, Mol) bdän, Vanadium und Titan, Rest Kobalt, die im Ausgangszustand M_eC-Karbide enthalten und die keiner Martensitbildung unterliegen, zur Bildung von Wolframmnnokarbid durch Zersetzung der M_eC-Karbide über eine Dauer von 1 bis '.000 Stunden bei 800 bis Π00 C geglüht werden.

Vorzugsweise liegt die Glühtemperatur zwischen 1100 und 1200'C. Die Glühung kann während einer Dauer von 1 bis 20 Stunden bei 1300 C oder 2 bis 60 Stunden bei 1200 C oder 4 bis 200 Stunden bei 1100 C oder 16 bis 400 Stunden bei 1000 C oder schließlich 70 bis 1000 Stunden bei 800C erfolgen.

Die Ausgangslegierung, die pulverförmig vorliegt, kann gleichzeitig geglüht und gesintert werden oder ihre Glühung kann zumindest teilweise vcr dem Sinterprozeß erfolgen.

Für das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders folgende Ausgangslegierung:

5 bis 50% Wolfram

I bis 3,5% Kohlenstoff

5 bis ?0% Eisen (und übliche Eisenbegleiter)

0 bis 10% weitere karbidbildende Elemente wie

Chrom, Molybdän, Vanadium und

Titan
Rest Kobalt.

In den Ausgangslegierungen treten unter normalen Bedingungen M_eC-Karbide auf. Wird nun eine Wärmebehandlung im angegebenen Bereich durchgeführt, so bildet sich unter Zersetzung der M_eC-Karbide das verschleißfestere Woiframmonokarbid.

Einen weiteren Vorteil bietet das Verfahren durch die Möglichkeit, die obenbeschriebenen Legierungspulver zusammen mit maximal 60% anderen Metallpulvern, wie Eisen- oder Stahlpulver, zu mischen.

Die nachfolgenden Beispiele zeigen drei charakteristische Anwendungen des Verfahrens:

Beispiel 1
fine Legierung der Zusammensetzung:

30% Wolfram
2% Kohlenstoff
2,5% Chrom
32% Eisen
Rest Kobalt

wird im Verhältnis 1:1 mit Eisenpulver üblicher Zusammensetzung gemischt und homogenisiert. Alsdann werden Plättchen gepreßt und diese bei 1150 ⁰C 200 Minuten lang im Schutzgas gesintert. Die so erhaltenen Rohlinge werden geschliffen und eignen sich sehr gut als Schneidwerkstoffe.

Beispiel 2
Eine pulverförmige Legierung der Zusammensetzung

3,5% Kohlenstoff
50% Wolfram
10% Chrom
10% Eisen
Rest Kobalt

wird nach dem üblichen Verfahren verdichtet und bei 1250⁰C für 150 Minuten unter Schutzgas gesintert. Die Formstücke werden geschliffen und eignen sich vorzüglich für Zerspannungswerkzeuge. Beispiel 3 Verschleißteile werden aus der Legierung

1%

7%

12%

12%

Rest

Kohlenstoff

Chrom

Wolfram

Eisen

Kobalt

gegossen und anschließend bei HOO⁰C für 5 Stunden wärmebehandelt. Der Verschleißwiderstand wurde auf diese Weise erheblich gesteigert.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt, die technischen Vorteile des Wolframmonokarbides in vielseitigster Weise zu nutzen und öffnet völlig neue Wege zur Herstellung verschleißfester Legierungen, die sehr oft eisenfreie, aufwendigere Werkstoffe mit Erfolg ersetzen können.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Wolframmonokarbid enthaltenden Werkstoffen aus 2 bis 60% Wolfram, 0,3 bis 4% Kohlenstoff, 0,5 bis 60% Eisen, gegebenenfalls weiteren karbidbildenden Elementen wie Chrom, Molybdän, Vanadium und Titan, Rest Kobalt, zur Verwendung für verschleißfeste Werkstücke, dadurch gekennzeichnet, daß Legierungen der genannten Zusammensetzung, die im Ausgangszustand M_eC-Karbide enthalten und die keiner Martensitbildung unterliegen, zur Bildung von Wolframmonokarbid durch Zersetzung der M₆C-Karbide über eine Dauer von 1 bis 1000 Stunden bei 800 bis 1300^CC geglüht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei 1100 bis 1200 C geglüht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- " zeichnet, daß die Glühung während einer Dauer von 1 bis 20 Stunden bei 1300 C oder 2 bis 60 Stunden bei 1200⁰C oder 4 bis 200 Stunden bei 1100 C oder 16 bis 400 Stunden bei 1000 C oder 70 bis 1000 Stunden bei 800 C erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangslegierung, die pulverförmig vorliegt, gleichzeitig geglüht und gesintert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühung der pulverförmigen Ausgangslegierung Zumind^' teilweise vor dem Sinterprozeß erfolgt.

6. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bei Legierungen, die aus 5 bis 50% Wolfram, 1 bis 3,5% Kohlenstoff, 5 bis 20% Eisen, 0 bis 10% we^;terer karbidbildender Elmente, wie Chrom, Molybdän, Vanadium und Titan, Rest Kobalt, bestehen.

7. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, 4 oder 5 auf pulverförmige Ausgangslegierungen, die mit maximal 60% anderen Metallpulvern, wie Eisen- oder Stahlpulver, vermischt werden.