CH165893A - Eisenlegierung, insbesondere für warmarbeitende Werkzeuge. - Google Patents

Description

  Eisenlegierung, insbesondere für warmarbeitende Werkzeuge.  <B>C)</B>    Die     Erfinduno,    betrifft eine     Eisenlegie-          run--,    welche insbesondere für     warmarbei-          C          tende    Werkzeuge, wie     Gesenke,        Spritzguss-          gesenke,   <B>-</B> Walzdorne und andere     Werk-          v,eiio-e    in Pressen,<B>-</B> Schnitte, Matrizen, fer  ner für     G-ewehrläufe        -und    dergleichen mehr       0.     



       "eeign,et,    ist. Sie ist ferner für     Konstruk-          tionsieile,    und zwar für selbst bei hoher     Ten-i-          peratur    beanspruchte geeignet, wie sie bei  spielsweise im modernen Motoren- und Tur  binenbau zur Anwendung gelangen, wie     Ven-          l#        kl          tilkegel,        Turbinensehaufeln    und dergleichen  mehr. Die, Legierung kann jedoch auch     für     viele andere Zwecke verwendet werden.

    Unter warmarbeitenden     Werkzeujon,    für  welche die erfindungsgemässen Legierungen  besonders     -eei-net,    sind, sollen aber nicht       Schnelldrehstähle    verstanden werden, von  welchen andere     Eioenschaften        verline    wer  den, wie insbesondere aktive, Härte.  



  Für warmarbeitende Werkzeuge wurden  schon     Chrom-Wolframstähle,    Chrom-Niehel-    stähle,     Chrom-Molybdäu-Nickelstähle,        Wolf-          rain-Nickelstähle    und als beste Stähle     Chrom-          Wolfram-Nickelsfähle    vorgeschlagen.  



  Es wurde nun gefunden,     dass    über  raschend gute Ergebnisse gegenüber     dieseil     bekannten Stählen durch     ehromarme,    das  heisst vorzugsweise Chrom überhaupt nicht  oder nur in der Höhe von     Verunreinigungen     enthaltende     Wolfram-Kobalt-Niekelstäbe    er  zielt würden. Die erfindungsgemässe Eisen  legierung enthält<B>0,05</B> bis<B>0,5 %</B> Kohlenstoff,  <B>0,5</B> bis<B>15%</B> Wolfram,<B>0,3</B> bis<B>5%</B> Kobalt,  <B>1</B> bis<B>5 %</B>     Niekel,    aber nicht mehr als 2<B>%</B>  Chrom.

   Ein eventueller geringer     Chront-          0,ehalt    soll zweckmässig<B>1 %</B> nicht     übersehrei-          C          ten.    Es sollen aber noch Legierungen in     ver-          sohlechterter        Ausführung3forin    mit bis zu  <B>2 %</B> Chrom als geschützt erachtet werden.  



  Vorteilhaft können geringe Zusätze von       Molybdän    oder     Vanadium    gegeben werden,  welche in manchen     Wirkuno#en    das Wolfram       teilweiseersetzen    können. Diese Zusätze     gind         meist     ering,    beispielsweise bis     züi   <B>0,5</B>     ',     <B>C</B>     tz   <B>/0</B>  können aber in manchen Fällen bis zu etwa  <I>2</I><B>%</B> zugesetzt werden.

   Nach weiteren Ausfüh  rungsarten     der    Erfindung können noch des  weiteren geringe     Zusä;tze    eines oder mehrerer  Elemente, wie zum Beispiel     Tantal,    Titan,       Zirkon,    Kupfer und     Silizinni        vGrhanden     sein.

      Es ist von grosser Bedeutung und sehr       übe-rraschend,        dass    die wertvollen Eigenschaf  ten der     erfindungsgemässen    Legierung selbst  bei geringen Prozentsätzen an Wolfram, Ko  balt und Nickel, wie etwa von 2, bis<B>6 %</B> W,  <B>0,5</B> bis 2     %    Co,<B>1</B> bis<B>3 %</B> Ni schon in     her-          vorra-,endem    Masse vorhanden sind, insbeson  dere bei     cleichzeitiger    Anwesenheit von  etwas     3l-,olybdän,    vorzugsweise<B>0,1</B> bis<B>0,6%.</B>  



  Eine     Sta.lillegierung,    welche beispiels  weise neben Eisen<B>-</B> und     nebenMangan    und  Silizium in den     üblieh    kleinen     Menuen        -          0.39.%   <B>C, 2,87%</B>     W,   <B>0,59%</B>     Mo,        ',),51%    Ni,  <B>1,01 %</B> Co, also insgesamt etwa<B>7 %</B> an diesen  Bestandteilen enthält, zeigte schon     über-          ,

  aschend        en        gute        Ergebnisse.        Die        Legierung     gestattet eine leichte Formgebung jeder Art.  Sie ist auffallend     unempfindlieli    gegen     Tem-          peratursehwankungen,    wie sie etwa bei An  wendung als Walzdorn eine grosse Rolle  spielen.

   Die Unempfindlichkeit des Stahls  kommt auch darin zum Ausdruck,     dass    die       Le,Yierulio#    nicht nur in<B>01,</B> sondern auch in       t'        el     Wasser gehärtet     bezw.    abgekühlt werden  kann, ohne Schaden zu nehmen. Die Härtung  kann zufolge eines ausserordentlich grossen       Härteintervalles        ohiieS,c'hwierigl-,eit    erfolgen.  



  Eine solche Legierung kann beispielsweise  folgendermassen behandelt werden: Glühen  bei<B>700</B> bis<B>720 ' C</B> und langsam erhalten  lassen-; Härten bei.<B>9j50</B> bis<B>1000' C, Ab-</B>  kühlen in<B>Öl.</B> Die     Abkühlun--    kann     auelL    in       #n          #Vasser    oder Luft erfolgen.. Anlassen bei  Temperaturen zwischen<B>600</B> bis<B>650' C</B> je  nach Verwendungszweck. Dies ist aber nur  t'  eine beispielsweise Behandlung, man kann  auch anders verfahren.

   Bei verschiedenen       -lusfühl-Lino-sformeii        init    niedrigem Kohlen  stoffgehalt wird die Härte     beini    Anlassen  nicht vermindert, teils sogar     o#estei,-ei4-.     



  <B>C</B> e    Der besondere Fortschritt dieser     Le--ie-          t'          rungen    liegt darin,     dass    sie gleichzeitig eine       Reilie    von     vorzügliehen    Eigenschaften auf  weisen, die bisher nicht miteinander vereinigt  werden konnten,     obwühl        zahlreiehe    Vor  schläge für     warma.rbeiten    de Werkzeuge schon  gemacht wurden.  



  Während die, einzelnen bemerkenswerten       Eio#enschaften    bei den verschiedenen     Ausfüh-          ZD          runusformen.    etwas schwanken, wie etwa     Fe-          t'          stigkeit        und    Dehnung in an sieh bekannter  Weise in Abhängigkeit von dem     Kohlenstoff-          el          gehalt.   <B>,

  </B>     erscheinen        sie        in        ihrer        jeweiligen        Ge-          samtheit    (das     gleiehzeitige    Vorhandensein  verhältnismässig hoher     Warmzerreissfestig-          keit,    Zähigkeit und     U,        nempfindlichkeit    gegen  über Temperaturschwankungen sowie meist       noeb    guter     Volumbeständigkeit    und guter       Bearbeitbarkeit)

      als sehr wertvoll gegenüber       deinbishericen        Sta-ii#de    der Technik.  



  Die vorzugsweisen     Ausf        ähruhirsformen     der     erfindungsgemässen.    Legierung weisen       t'        ZD    Zn  Chrom höchstens in der Höhe von     Verw-i-          reinigungen    auf.

   Dieses gilt auch von den  hier angegebenen     A-tisführuugsbeispielen.     t'     el     Verschiedene wertvolle Eigenschaften der  Legierungen gehen bei ansteigendem     Chrom-          n          gehalt    dauernd zurück und es geht damit  jene Vereinigung gleichzeitig     vGrhandener     wertvoller Eigenschaften verloren, -welche  die grosse-     Anwendbarkeit        und    den Fortschritt  .dieser Legierungen beinhaltet.

   Dabei sind  Legierungen beispielsweise mit etwa<B>1,5</B>     %0        Ci-          noch    sehr wertvoll gegenüber solchen mit  etwa<B>3</B>     110'        Cr.    Es wurden bereits     Chrom-          Wolfram-Niekelle.gierungen.    mit<B>3</B> bis<B>7 %</B>  Chrom vorgeschlagen, in welchen das Nickel  teilweise durch Kobalt ersetzt sein kann.

    Demgegenüber wurde     eTfindungsgemäss    er  kannt,     dass    sowohl Nickel, als auch Kobalt  neben Wolfram vorhanden sein müssen und       dass    es ferner wesentlich ist,     dass    die     Legie-          runty    an Chrom arm ist und dieses vorteilhaft  überhaupt fehlt. In Hinblick auf den er  wähnten Stand der Technik sollen aber     auel,     schlechtere     A-asführungsformen    mit bis zu  <B>2 %</B> Chrom noch als geschützt erachtet wer  den.

   Chrom ist niemals als wesentlicher Le-           (rierungsbestandteil    zu verstehen und sein  Gehalt ist- beispielsweise auch in solchen       #ebleehteren    Ausführungsformen     stetskleiner          ,ils    der des Nickels.

    
EMI0003.0005     
  
    <I>fitsfÜhrangsbeispiele:</I>
<tb>  <B>C <SEP> 3111</B> <SEP> Si <SEP> <B>W <SEP> MG <SEP> Co</B> <SEP> Ni <SEP> <B>V</B>
<tb>  0,40 <SEP> <B>0,30 <SEP> 0-23 <SEP> 2,87 <SEP> M9 <SEP> 1,01 <SEP> 22,51</B>
<tb>  <B>0,227 <SEP> 0,2126 <SEP> 0,18 <SEP> 3,32 <SEP> - <SEP> 1,11</B> <SEP> 2,64
<tb>  <B>0,25 <SEP> 0,29 <SEP> 0,20 <SEP> 3,21</B> <SEP> 0,4:

  ) <SEP> <B>3,26 <SEP> 3,32</B>
<tb>  <B>(),3() <SEP> 0,59 <SEP> 0,30 <SEP> 11,10</B> <SEP> 1,74 <SEP> <B>2,7 <SEP> 5 <SEP> -1,95</B>
<tb>  0,41, <SEP> 0,46 <SEP> <B>0,25 <SEP> 0,87 <SEP> -</B> <SEP> 0,5,4 <SEP> 2,12
<tb>  <B>(). <SEP> 15 <SEP> (),</B> <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> <I>0,20</I> <SEP> <B>0.61.

   <SEP> 0,25 <SEP> 0,58 <SEP> 2,50</B> <SEP> 0,20       Die     Erfindun--        umfasst    des     #velteren        Le-          t'          -ierungen#        welehe.4ch    aus den oben     besehrie-          henen,    durch Zusatz weiterer Elemente unter       (Ilitsprechender    Verringerung des     Eisenge-          baltes    ableiten, uni je nach     Verwendungs-          zweek        ziiz4ätzlieh##    Effekte zu erzielen.

    Solche sind aber jeweils gering im  Verhältnis     züi    der Summe der Bestandteile  der Basislegierung, welche der Legierung ihr  Gepräge --eben. Bei manchen hoch     legier-          LI     teil Ausführungsformen     #verden    solche     Zu-          die    Höhe von etwa<B>3 %</B> erreichen     kön-          iien.    So kann man     cerince    Zusätze von Titan,       el        t'          Zirkon,        Tantal    geben.  



  Diese Legierungen sind hart, verschleiss  fest     und    widerstandsfähig gegen chemische       el        1-          b,'iiiflüsi#e.    Sie können daher für     entspre-          ehende        Zweehn        Anwenduncy    finden.  



       e_I          Atisf        iih2-,uiigsbeispiel:          #anI3(#r        iUn        iind        Si    in     iiiblich    kleiner Menge)  
EMI0003.0050     
  
    <B>C <SEP> W</B> <SEP> Mo <SEP> Co <SEP> Ni <SEP> V <SEP> Ti <SEP> Zr <SEP> Ta
<tb>  <B>DAG <SEP> 0,01 <SEP> 1.28 <SEP> 3,56 <SEP> -</B> <SEP> 0,44 <SEP> <B>0,38</B> <SEP> 0,43     
EMI0003.0051     
  
    Zweek <SEP> erhöhter <SEP> Beständigkeit <SEP> gegen <SEP> saur  t3
<tb>  ()dt#l, <SEP> I-:

  orrodierende <SEP> Gase <SEP> k-iinlieli <SEP> aucb. <SEP> geringe
<tb>  Zilsälze <SEP> all <SEP> Cu <SEP> undloder <SEP> erhöhte <SEP> Zusätze <SEP> all
<tb>  Si <SEP> bis <SEP> züi <SEP> <B>3%</B> <SEP> vorgesehen <SEP> werden.
<tb>  



  Zwecks <SEP> Erzielung <SEP> von <SEP> Nitrierfähigkeit
<tb>  oder <SEP> Ausscheidungshärtung <SEP> können <SEP> jene <SEP> Ele  inente <SEP> zugesAzt <SEP> oder <SEP> vermeh#rt <SEP> wer-den, <SEP> wel  ohe <SEP> Stähle <SEP> in <SEP> all <SEP> sich <SEP> bekannter <SEP> Weise <SEP> für
<tb>  diese <SEP> Massnahmen <SEP> geeignet <SEP> machen <SEP> (U <SEP> Mo#
<tb>  Cii, <SEP> <B>Al</B> <SEP> ete.).       Mangan ist im allgemeinen nur als     übli-          eher        Beo-leiter    vorhanden. Für besondere  Zwecke kann aber auch ein höherer     Mam'au-          gelialt    verwendet werden.

   Man kann schliess  lich auch geringe Zusätze an Bor,     Cer,        Be.ryl-          lium,    je nach Verwendungszweck geben.  



  Die fertigen Teile 'können<B>je</B> nach     Ver-          #vendungszweck,        und    den     gewünscht--en        Ei,gen-          schaften    des Endproduktes auch einer Kalt  verformung unterworfen und können einer  entsprechenden     -\ÄTärme.beha.n;dlung        unter-          zo-,en    werden.  



  <B>Z,</B>

Claims (1)

1. EMI0003.0069 <B>PATENTANSPRUCH:</B> Eisienle,o"ierun,w" welche hohe Warm- zerreissfestickeit, Zähigkeit und Unempfind- tn 21 lichkeit gegen Temperaturschwankungen auf weist und in3besondere für Warmarbeits- werkzeuge geeignet ist, dadurch gekennzeich- zn 2D net, dass sie<B>0,

   05</B> bis 0,.5% Kohlenstoff, <B>0,5</B> bis<B>15%</B> Wolfrani, <B>0,3</B> bis 5% Kobalt., <B>1</B> bis<B>5%</B> Nickel, aber höchstens 2% Chrom enthält. EMI0003.0089 <B>UNTERANSPRüCHE:</B> <tb> <B>1 <SEP> .</B> <SEP> Legierung <SEP> nach <SEP> dem <SEP> Patentanspruch, <SEP> da durch <SEP> gekennzeichnet, <SEP> dass <SEP> sie, <SEP> einen <tb> Chrom <SEP> gehalt <SEP> von <SEP> unter <SEP> <B>1 <SEP> %</B> <SEP> aufweist. <tb> Leg;erung <SEP> nachdem <SEP> Patentanspruch, <SEP> da durch <SEP> gekennzeichnet, <SEP> dass <SEP> Chrom <SEP> nur <SEP> in <tb> der <SEP> 1:

   1.öhe, <SEP> von <SEP> Verunreini-un <SEP> en <SEP> vorhan den <SEP> ist. <tb> <B>3.</B> <SEP> Lecierun- <SEP> nach <SEP> dem <SEP> Patentansprueb. <SEP> und <tb> Unteranspru-eh <SEP> <B>1,</B> <SEP> gekennzeichnet <SEP> durch <tb> weringen <SEP> Zusatz <SEP> von <SEP> Molybdän. <tb> 4. <SEP> Levierun- <SEP> nach <SEP> dem <SEP> Patentanspruch <SEP> und <tb> n <SEP> LI <tb> t'.;

   iiteraii,3pi-uch <SEP> <B>1.</B> <SEP> gekennzeichnet <SEP> durch <tb> <B>(f</B> <SEP> r <SEP> tz <SEP> von <SEP> Vanadium. <tb> .le <SEP> ingen <SEP> Zusa <tb> <B>5.</B> <SEP> Legierung <SEP> nach <SEP> dem <SEP> Patent-ansl)ruvh <SEP> und <tb> und <SEP> Unteranspruch <SEP> <B>1,</B> <SEP> gekennzeichnet <tb> durch <SEP> gpringen <SEP> Zusatz <SEP> von <SEP> Tantal. <tb> Legierung <SEP> nach <SEP> dem <SEP> Patentanspruell, <SEP> und <tb> Unteranspruch <SEP> <B>1.,</B> <SEP> gekennzeichnet <SEP> durch <tb> g <SEP> <B>o</B> <SEP> eringen <SEP> Zusatz <SEP> von <SEP> Titan. <tb> <B>7.</B> <SEP> Lecrierung <SEP> nach <SEP> dem <SEP> Patentanspruc11 <SEP> und <tb> <B>C</B> <tb> Unteranspruch <SEP> <B>1..</B> <SEP> gekennzeichnet <SEP> durch <tb> ,e <tb> <B>'01</B> <SEP> ringen <SEP> Zusa.tz <SEP> von <SEP> Zirkon.

   <B>8.</B> Legierung nach dem Patentanspruch und Unteranspruch.<B>1,</B> gekennzeichnet durc'h cr ..e ingen Zusatz von Kupfer. <B>9.</B> Legierung nach dem Patentansprueli und el Unteranspruch.<B>1,</B> gekennzeichnet durch einen Zusatz von bis zu,3 <B>%</B> Silizium.

   <B>10.</B> Legierung nach dem PotentanspTueli, da durch gekennzeichnet, dass sie 2 bis # <I>55v</I> Wolfram,<B>0,1</B> bis<B>0,6%</B> Molybdän, <B>0,5</B> bis 2<B>%</B> Kobalt,<B>1</B> bis<B>3 %</B> Nickel und<B>0,0 5</B> bis 0,5 <B>%</B> Kohlenstoff enthält.