DE758126C - Hartlegierung - Google Patents

Description

• Hartlegierung Für die Herstellung von Hartlegierungen, wie sie für die spanabhebende und spanlose Formgebung Verwendung finden, werden in der Regel Karbide, insbesondere- von hochschmelzenden Metallen, benutzt. Zur Anfertigung von Werkzeugkörpern aus diesen Karbiden kann so vorgegangen werden, daß die Karbide bzw. Karbidgemische bis zum Schmelzen erhitzt und dann gegebenenfalls in geeigneten Formen zum Erstarren gebracht werden. Die auf diesem Wege erhaltenen Formkörper besitzen ein verhältnismäßig grobkristallines Gefüge, das sich für viele Anwendungszwecke störend auswirkt. Man ist deshalb dazu übergegangen, aus den pulverfärmig hergestellten Karbiden %rmkörper bei gewöhnlicher Temperatur durch Pressen herzustellen und sie nur durch Sinterung zu verfestigen. Zur Erzielung einer genügenden Härte der Formkörper wurde hierbei die Sinterung meist bis dicht an den Schmelzpunkt der Karbide gesteigert. Bei der praktischen Durchführung dieses Verfahrens zeigte sich aber, daß durch die Erhitzung bis dicht an den Schmelzpunkt, abgesehen von den erforderlichen hohen, schwer zu beherrschenden Temperaturen, die ziemlich genau eingehalten werden müssen, eine unerwünschte Kornvergröberung durch Umkristaflisation eintritt. Deshalb ist man in der Praxis von der Verwendung gesinterter reiner- Karbide und Karbidgemische ganz abgekommen und hat durch Zusatz leichter schmelzender Metalle, sog. Hilfsmetalle, die Festigkeit der gesinterten Formkörper beträchtlich gesteigert und gleichzeitig die Sintertemperatur wesentlich gesenkt; so liegt beispielsweise die Sintertemperatur eines Gemisches aus Wolframkarbid und 5% Kobalt bei etwa zq-5o° C, also um viele hundert Grad niedriger als die Sintertemperatur von Wolframkarbid ohne diesen Zusatz.
• Durch den Zusatz an derartigen Hilfsmetallen wird jedoch die Härte des Wolframkarbides bei seiner Verwendung nicht voll ausgenutzt, so daß der Verschleißwiderstand derartiger Legierungen nicht so: günstig liegt wie der von hilfsmetallfreien Karbiden. Man hat aus diesem Grunde nach Wegen gesucht, um die für reine Karbide erforderlichen hohen Sintertemperaturen bei gleichzeitiger Erhöhung der Festigkeit der Formkörper herunterzusetzen. Beispielsweise ist es bekannt, derartige hilfsmetallfreie Karbide unter gleichzeitiger Druckeinwirkung zu erhitzen, um eine Erniedrigung der Sintertemperatur zu erzielen. Es ist weiterhin vorgeschlagen worden, durch Einwirkung von Hochfrequenzströmen eine Begünstigung der Sinterung während der Druckeinwirkung herbeizuführen. Diese Verfahren sind aber verhältnismäßig umständlich; es ist zudem schwierig, beliebig geformte Werkzeugkörper unter diesen Bedingungen herzustellen.
• Die Erfindung bezweckt, eine Hartlegierung zu schaffen, die ohne Anwendung von Hilfsmetallen und hergestellt bei Temperaturen, die wesentlich unterhalb des Schmelzpunktes der Karbide liegen, und ohne gleichzeitige Einwirkung von mechanischem Druck sich durch eine große Härte und gleichzeitig große Festigkeit auszeichnet. Dieser Zweck läßt sich, wie durch zahlreiche Versuche festgestellt worden ist, erreichen, wenn für die Herstellung der Legierung ein Ausgangsgemisch aus 2 bis 48 % Tantalkarbid, mehr als 5 bis 49 % Titankarbid, Molybdänkarbid, Vanadinkarbid, Niobkarbid, Zirkonkarbid und/oder Thoriumkarbid, Rest Wolframkarbid benutzt wird. Das Pulvergemisch dieser Karbide läßt sich nach üblicher Formgebung durch Sintern bei i4oo bis 1700° C in Formkörper von sehr großer Härte und Festigkeit verwandeln, die zufolge eines feinkörnigen Gefüges eine große Schneidleistung und Zähigkeit aufweisen.
• Der Grund dafür, daß eine erfindungsgemäß hergestellte Legierung bei der angegebenen, verhältnismäßig niedrigen Temperatur dicht sintert, dürfte in durch die gleichzeitige Anwesenheit von Wolframkarbid und Tantalkarbid hervorgerufenen chemischen Umsetzungen mit dem oder den zusätzlichen weiteren Karbiden beruhen, denn sowohl Wolframkarbid als auch Tantalkarbid allein und selbst ein Gemisch von Wolframkarbid und Tantalkarbid erfordern weit höhere Sintertemperaturen. Das gleiche gilt auch von den außer Wolframkarbid und Tantalkarbid verwendeten anderen Karbiden hochschmelzender Metalle.
• Eine erfindungsgemäß zusammengesetzte und durch Sintern erzeugte Karbidmischung hat beispielsweise folgende Zusammensetzung:

  Wolframkarbid . . . 7o Gewichtsteile

  Tantalkarbid ..... 15 -

  Titankarbid ...... 15 -

  ioo Gewichtsteile

  Die Sintertemperatur dieses Gemisches liegt bei 155o° C. Sie liegt etwa in der gleichen Höhe wie die Sintertemperatur der hilfsmetallhaltigen Hartmetalle des Handels, z. B. einer Legierung aus Wolframkarbid und Kobalt, und ist um vieleHundertevonGraden niedriger als die Sintertemperatur der reinen Karbide.
• Ein weiteres Beispiel stellt folgendes Karbidgemisch dar:

  Wolframkarbid ... 5o Gewichtsteile

  Molybdänkarbid .. 1o -

  Tantalkarbid ..... 30 -

  Vanadinkarbid .... 1o -

  ioo Gewichtsteile

  Die Sintertemperatur dieses Gemisches liegt bei 145o° C, also ebenfalls bei einer so niedrigen Temperatur, daß ein feinkörniges Gefüge, wie es für günstige mechanische Eigenschaften erforderlich ist, erhalten wird.
• Die praktische Prüfung der Hartlegierungen nach der Erfindung hat ergeben, daß z. B. bei der Verwendung als Ziehsteine oder bei der spanabhebenden Formgebung, beispielsweise beim Drehen von Grau guß, harten und weichen Stählen, ein außerordentlich geringer Verschleiß eintritt, so daß Werkzeuge, die aus derartigen Legierungen hergestellt sind, eine besonders gute Wirtschaftlichkeit ergeben.
• Es sind bereits gesinterte hiifsmetallfreie Hartmetallegierungen bekannt, die neben Wolframkarbid eine geringe Menge eines zusätzlichen Karbides, z. B. Titankarbid, in Höhe bis zu 5 0/a enthalten. Das Sintern dieser Legierungen soll bei Temperaturen von 200o bis 2ioo° C erfolgen. Die in dieser Weise hergestellten Hartlegierungen reichen in ihrer Festigkeit an die gemäß der Erfindung hergestellten Hartlegierungen bei weitem nicht heran. Schneidv ersuche, die an einer Graugußwelle von einer Härte von etwa Zoo Brinell vorgenommen worden sind, haben ferner gezeigt, daß eine bekannte Hartmetallegierung, die neben Wolframkarbid, Tantalkarbid und Titankarbid noch ein niedriger schmelzendes Hilfsmetall enthält, viel schneller abstumpft, als eine gemäß der Erfindung hergestellte hilfsmetallfreie Legierung.

Claims (1)

1. PATENTAITSPRUCH: Hartlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus a bis 48 % Tanta,lkarbid, mehr als 5 bis 491/o Titankarbid, Molybdänkarbid, Vanadinkarbid, Niobkarbid, Zirkonkarbid und/oder Thoriumkarbid, Rest Wolframkarbid besteht und bei einer Temperatur von 140o bis 170o° C gesintert ist. Zur-Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgernde Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 295 656; schweizerische Patentschrift Nr. 162 519; britische Patentschrift Nr. 463 a39.