CH162517A - Hartmetallegierung. - Google Patents

Description

      Hartmetallegierung.       Bei der     Herstellung    von harten Sinter  legierungen setzt man, wenigstens bei den  technisch wichtigsten Hartmetallen, ein nie  drig schmelzendes Hilfsmetall, wie ein     -söl-          ches    der Eisengruppe, in geringer Menge       (meist    weniger     aIs    20%) gewissen harten       Karbidpulvern,    wie WC,     TaC,        TiC,    oder  einem     Karbidgemisch    hinzu.

   Diese Mass  nahme hat sich als zweckmässig und wichtig       erwiesen,    um die sonst ;bei der     Sinterung    ge  presster, reiner     Karbidpulver    erforderliche  sehr hohe     Temperatur    herabzudrücken und  gleichzeitig dem Hartstoff die für eine An  wendung als     Bearbeitungswerkzeug    nötige       Festigkeit    und Zähigkeit zu verleihen.

   Das  Zusatzmetall, das bei den     technisch    angewen  deten     Sinterungstemperaturen    .meist in den  flüssigen Zustand übergeht,     ispie@lt    dabei die  Rolle eines     Bindemittels    und bildet die Kitt  substanz     zwischen,den    harten     Karbidkörpern.     



  Wie bekannt, sind selbst die besten     Sin-          terhartmetalle    nicht vollkommen dicht,     .son-          clern    zeigen     -eine    mehr oder     minder    grosse       Porosität.    Mit     Erhöhung    der,Sintertempera-         turen    nimmt die     Porosität    der Produkte so,  lange ab, bis es zu     Aufblähungen-und    dergleichen ,des     Hartmetalles        kosnett.    Diese       rühren    daher;

   dass die Zusatzmetalle, zum  Beispiel     Kobalt    oder Nickel, bei- den erhöh  ten     Sintertemperaturen    einen .sehr grossen  Dampfdruck zeigen. Derartige "überhitzte"       Hartmetalle        sind    natürlich unbrauchbar.  



  Eine Verbesserung der     Eigenschaften.    der  Hartmetalle, im besonderen der Dichte, lässt  sich nun erfindungsgemäss dadurch errei  chen, dass man     geeignete,    zwischen 1500 und  2000' C schmelzende Legierungen     .eines    hoch  schmelzenden     Metalles    der 4. bis 6.

   Gruppe  des periodischen Systems mit     mindestens     einem     Metall,der    Eisengruppe, zum Beispiel  solche des Wolframs, Titans,     Molybdäns,          Vänadins,        Tantals,        Chroms    oder ähnlicher       b..oehschmelzend-er    Metalle, an     Stelle    der rei  nen     Hifsmetahe    hinzusetzt.

   Eine Beein  trächtigung der Zähigkeit     und    Festigkeit  tritt hierdurch nicht ein,     während    die Dichte  und Härte, also     zwei    für die Güte .eines       Schn:eidwerkzeuges    nicht unwesentliche Ei-           genschaften,        verbessert    werden.

   Als . solche  Legierungen     kommen    zum     Beispiel    in Be  tracht:     .die    bei 1640' C     schmelzende    Le  gierung     CoW;    ferner     Ni6W        mit    .einem  Schmelzpunkt von<B>1520'</B> C und     älhnlicbe     Legierungen, die in Mengen bis zu 30 % dem  harten Karbid oder     Karbidgemvsch    hinzu  gesetzt werden können.  



  Wird die     Sinterung,    wie" üblich, längere  Zeit in einer stark kohlenden Atmosphäre,  wie sie sich ,durch Reaktion des Spülgases,  wie     beispielsweise    Wasserstoff; mit den hei  ssen     Graphitrofihrwänden    eines     Kohlerohrofens          einstellt,    durchgeführt, so kann es bei den  den Schmelzpunkten .der     Zusatzlegierungen     entsprechenden     Sintertemperaturen    zu einem  Zerfall dieser Legierungen durch Reaktion  mit den     Karbiden    kommen.

   Man wird daher       zweckmässig,die        Sinterung    zwar in einer in  differenten oder reduzierenden Atmosphäre,  aber in einem nicht     kohlenden    elektrischen  Ofen     vornehmen.            Jedoch    kann     .gegebenenfalls-    die     Sinte-          -rüng    auch in einem     Kohlerohrofen    erfolgen,  wenn durch Aufrechterhaltung eines mög  lichst niedrigen     Kohlenstoffpartialdruckes     dafür Sorge .getragen wird, 'dass sich die       7u,

  satzlegierung    nicht     aufkoblt.    Erreichbar  ist dies zum Beispiel durch Verwendung von  Stickstoff als Spülgas.  



  Besonders dann, wenn der     Karbidbestand-          teil    aus     Misch-kristallen    besteht, deren eine  Komponente von einem     stabilen        Karbid    wie       TiC    oder     TaC    und .dergleichen     gebildet    wird,  wird der     Karbidbestandteil    des     Hartmetalles     durch Gegenwart .

   von Legierungen wie       1\TiaW,        CofiW,        Fe2W,        Fe-Co-W,        CT-Co-W,          Cr-Co    und     Cr-Co-W-Legierungen    nicht     ent-          kohlt.    Es kommt also hier -nicht zur     Bildung     von     ZV,

  C.       Die bei Zusatz .der     genannten    Legierun  gen     notwendigen        Sinterungs@temperaturen    be  dingen mitunter bereits ein starkes     Ko-rn-          wachstum        ödes        Karlbidbestandteil's.    Dieses ist  aber als nicht     günstig    anzusehen und -dem  zufolge hat man stets 'Wert darauf     gelegt,       das Karbid in -möglichst feiner Form im  Hartmetall zu erhalten.

   Man kann aber sehr  leicht .die     Rekristallisation    der     Karbidteil-          chen    dadurch verhindern,     @dass    man einen       rekristallisationshemmenden    Zusatz in gerin  ger Menge hinzugibt.     Meiet        ;sind    Mengen von  weniger     ass    1 % zur Erzielung das     gewünsch-          ten    Effektes ausreichend.

   Als .derartige Zu  sätze können     unzersetzt        .schmelzende    Metall  oxyde zur     Anwendung    kommen. .Solche sind  zum Beispiel AL "     Zr02,        SiO2,    seltene     Erd-          oxyde    und     -silikate,    Gemische     ,derselben,    wie  auch entsprechende natürliche     Mineralien,     wie     Kflnazitsand,        Leuzit,

          Zirkonate.       Die     Herstellung    eines     Hartmetasles    gemäss  der     Erfindung    kann beispielsweise auf fol  gende Weise geschehen: Zu einer     Karbid-          pülvermischung    aus 90 % WC und 10 %     TiC     wird<B>0,3%</B>     Si02    und 7 %     NiBW    hinzu  gegeben.

   Letzteres wird durch Erhitzen  der     theoretisch        erforderlichen    Mengen von  Nickel- und     Wolframpulver    in elektrischen,  von Wasserstoff durchströmten Öfen bei  einer dicht unterhalb des     iSchmelzpunktes    der  fein verteilten Mischung liegenden Tempera  tur. (zum     Beispiel    bei 1500   C) hergestellt.

    Die     Hartmetallbestandteile    werden durch ein  längeres Mahlen in der     Kugelmühle    gut  durchgemischt; es werden     dann.    Formstücke       gepTess-t    und diese bei- einer Temperatur von  etwa 1550   C während 1 bis 2 Stunden in  gut     .getrocknetem,    sauerstofffreiem Wasser  stoffstrem in einem     kohlefreien        elektrischen     Ofen fertig gesintert.

   Dabei     bleibt,das        NissW     zum weitaus grössten Teil bestehen.     Ge-          gebenenIails    ist auch ein Pressen     derartiger          Hartmetallpulver    in der     Wärme    zweckmässig.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Hartmetallegierung, dadurch gekenn- zechnet, dasssie wenigstens ein Karbid und eine zwischen 1500 und 2000' C schmel zende Zusatzlegierung eines hochschmelzen den Metalles der 4. (bis -6. Gruppte ,des perio dischen Systemfis mit mindestens einem Me tall der Eisengruppe in einer Menge bis zu 30 % enthält.

   UNTERANSPRüCHE 1. Hartmetallegierung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu- satzIegierung Wolfram enthält. 2. Hartmetallegierung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu satzlegierung Molybdän enthält. B. Hartmetallegierung nach Patentanspruch T, .dadurch gekennzeichnet, @dass idie Zu satzlegierung Vanadin enthält.

   4. Hartmetallegierung nach Patentanspruch I, dadurch ,gekennzeichnet, dass die Zu- satzlagierung Titan enthält. 5. Hartmetalleigierung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu satzlegierung Tantal enthält.

   6. Hartmetal@legierung nach Patentanspruch I, ,daidurch gekennzeichnet, dass die Zu satzlegierung Chrom enthält. 7. Hartmetallegierung nach Patentanspruch T, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein aus Mischkristallen bestehende Karbid g emisch enthält. B. Hartmetalliegierung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen rekristallisationshemmenden Zusatz in einer Menge bis zu 1 % enthält.

   9. Hartmetalliegierung nach Unteranspruch 8, gekennzeichnet .durch einen Gehalt an uniersetzt schmelzenden Metalloxyden. 10. Hartmetallegierung nach Unteranspruch 9, gekennzeichnet durch einen Gehalt an A120,. 11. Hartmetallegierung nach Unteranspruch 9, gekennzeichnet urch einen Gehalt an Si02. 12. Hartmetallegierung nach Unteranspruch 9, gekennzeichnet. durch einen Gehalt an einem Oxyd der iseltenen Erden.

   PATENTANSPRUCH II: Verfahren zur Herstellung ,der Hart- metallegierung nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass män wenigstens einem & aALd eine zwischen 1500 und 2000' C schmelzende Zu.satzlegiemung eines hochschmelzenden Metalles der 4. bis 6. Gruppe des periodischen Systemfis mit min destens einem Metall .der Eisengruppe in einer Menge bis zu<B>30%</B> zumischt und die Mischung sintert. UNTERANSPRUCH: 13.

   Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass man ;die Mi schung bei einer dicht oberhalb ,des Sühmelzpunktes,der Zusatzlegierung lie genden Temperatur in einem kohlefreien elektrischen Ofen sintert.