CH196713A - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hartkarbiden, Hartnitriden und Hartmetallen für Arbeitsgeräte und Werkzeuge. - Google Patents

Description

  Verfahren Vorrichtung zur Herstellung von Hartkarbiden,     Hartnitriden    und  Hartmetallen für Arbeitsgeräte und Werkzeuge.    Die     Erfindung    bezieht sich auf ein Ver  fahren und eine Vorrichtung zur Herstellung  von Hartkarbiden,     Hartnitriden    und Hart  metallen für Werkzeuge und Arbeitsgeräte.  



  Bisher wurden Körper aus     Hartkarbiden     und     Hartnitriden    durch Glühen der in  Pulverform gebrachten Ausgangsstoffe ge  wonnen oder es wurde das Pulvergemisch  zu Stäben oder Briketts     verpresst    und diese  dann im Vakuum oder besser in einer redu  zierenden Atmosphäre bei Temperaturen  über<B>1600'</B> C kurze Zeit geglüht. Die Über  führung der pulverförmigen Metalle oder  der metallkeramischen     Presslinge    in     Nitride     erfolgte hingegen durch Glühen in einer  Stickstoffatmosphäre.  



  Bei     Verwendung    eines pulverförmigen  Gemisches erhält man keine reinen Produkte       (Karbide,        Nitride),    überdies dauert der       Reak        tionsprozess    verhältnismässig lange Zeit.

    Bei der     Verarbeitung    von gepressten     Form-          lingen    ist wieder die     zeitraubende    Arbeit des  Pressens auf     einer    hydraulischen Presse er-         forderlich.    Nach vorliegendem Verfahren  erfolgt die Formung ohne     Zuhilfenahme     einer hydraulischen Presse oder einer an  dern     Pressvorrichtung,    sondern durch die  Fliehkraft, und die Erhitzung auf     die    not  wendige Temperatur wird auf elektrischem  Wege durch     Induktion    bewerkstelligt. Im  folgenden werden das Verfahren und die  Vorrichtung beispielsweise erläutert.  



  In den     Fig.    1 und 2 der     Zeichnung    ist  eine derartige     Vorrichtung    schematisch zur  Darstellung gebracht. In     Fig.    1 bedeutet: 1  ein U-förmiges Magnetjoch, an dem ein Kern  2 durch die     Schraubenmutter    3     befestigt    ist.  Um diesen gern befindet sich     eine    Spule 7,  durch welche Wechselstrom geschickt     wird.     Am obern Ende des     Kernes    2 ist der dreh  bare Eisenkern 4 gelagert. Derselbe kann  durch ein     Schnurrad    13 oder durch ein  Zahnrad in sehr schnelle Rotation gebracht  werden.

   An demselben sitzt die Tellerscheibe  8     aus    nichtleitendem Material, wie     Kunst-          kprund,        Siliziumkarbid,    Magnesia, Zirkon-           ory    d,     Thoriumoxyd,        Aluminiurnozyd.        Be-          rylliumoxyd    oder     dergl.    9 bedeutet einen     al,

  -          hebbaren    Deckel aus gleichfalls     elektrisch     nichtleitendem und feuerfestem Material     und     11 bedeutet eine aus mehreren     Lamellen     (oder aus einer     nichtgeschlossenen    Draht  wicklung) bestehende     metallische        Arinierunr.     um ein Zerreissen des Tellers 8 oder des  Deckels 9 bei den durch die Fliehkraft auf  tretenden hohen Spannungen. zu verhüten.

    Die einzelnen Lamellen (oder Drahtwin  dungen) sind untereinander     elektrisch        isoliert     und bilden aufgeschlitzte Ringe aus     Sta.hl-          hlech    oder     der-TI.,    um eine Erhitzung und  ein dadurch     bedingtes    Sinken der     Zugfestig-          keit    durch die Induktionswirkung der Kerne       \?    und 4 und der     Induktionsspule    7 zu ver  meiden.

   Durch das Rohr 30 kann in das  Innere des Ringraumes 34 ein     Scbutzgcts          Ileleitet    werden, das durch das Rohr 31  wieder austritt und dort     an--ezündet        wurden     kann, um eine     Anreicherung    des Maus ins  Arbeitsraum zu verhindern.  



  Soll mit dieser     Vorrichtung        zurr        Beispiel          Wolframkarbid    in festen     Stucken        -ewonncn     werden, so wird wie folgt verfahren: Durch  Betätigung des Hammers 18     niittels1        der          Scheibe        ?f@    und dem Stift 27.     fällt        tlas        irn     Vorratsgefäss befindliche     Pulver-einisch        ??     (z.

   B.     93/'(,        Wolfra.mmetallpulver    und 7  Russ).     getragen    durch die Siebfläche 23     atif     die Innenfläche des irr schnelle Rotation     -c-          brachten    Tellers 8, wo es durch die     Flieli-          hr-aft    in den hohlen     Rainn        zwischen        Deckel     9, Tellerplatte 8 und Begrenzungsring 10  g<B>r</B>       eschleudert    wird.

       Nach    wenigen     Minuten     bildet sich aus dem geschleuderten     Pulver-          @;umiseli    ein     ringförmige    r     Pressling        l2,        tlci.     weil     elektrisch    leitend:

   durch Induktion in       starlzes    Glühen gerät.     Wird    durch die     Spirle     7 entsprechend     geregelter        starker         'echsul-          serom    geleitet. dann kann der durch die Zen  erifugalkraft geformte Ring 7.2 leicht his  auf 2000' C und mehr erhitzt werden.  Zweckmässig umspült     bezw.    bedeckt     ilen     glühenden     Ririg    ein Schutzgas. das durch  das Rohr 30 zu ihm geleitet wird.

   Schon  stach wenigen Minuten ist der     ringförmige     
EMI0002.0077     
  
    Presslin- <SEP> irr <SEP> Wolfranikarbid <SEP> verwandelt.
<tb>  Nach <SEP> Abhebung <SEP> des <SEP> Deckels <SEP> 9 <SEP> und <SEP> Ab  kühlen <SEP> des <SEP> Ringes <SEP> kann <SEP> derselbe <SEP> als <SEP> ganzes
<tb>  Stück <SEP> oder <SEP> in <SEP> Bruchstücken <SEP> entnommen <SEP> wer  den. <SEP> Der <SEP> Ring <SEP> oder <SEP> die <SEP> Bruchstücke <SEP> werden
<tb>  irun <SEP> zii <SEP> feinem <SEP> Pulver <SEP> vermahlen.

   <SEP> Wie <SEP> er  sichtlich <SEP> ist, <SEP> ist <SEP> bei <SEP> Anwendung <SEP> dieses <SEP> Ver  fahrens <SEP> und <SEP> dieser <SEP> Vorrichtung <SEP> eine <SEP> Presse  itpparatur <SEP> entbehrlich <SEP> und <SEP> entfallen <SEP> auch
<tb>  jegliche <SEP> Stromkontakte <SEP> und <SEP> Kühlvorrich  tungen <SEP> für <SEP> die <SEP> elektrisebe <SEP> Erhitzung <SEP> der
<tb>  ringförmigen <SEP> Reaktionsmasse.
<tb>  



  Diesell,e <SEP> Vorriehtring <SEP> kann <SEP> aber <SEP> auch <SEP> zur
<tb>  Herstellung <SEP> von <SEP> harten <SEP> gepressten <SEP> Metall  legierungen <SEP> ver,#vendet <SEP> werden. <SEP> für <SEP> welche
<tb>  bisher <SEP> eine <SEP> hydraulisehe <SEP> Presse <SEP> unentbehr  lich <SEP> war. <SEP> Die <SEP> Pressung <SEP> erfolgt <SEP> auch <SEP> hier
<tb>  tlureh <SEP> die <SEP> Fliehkraft <SEP> des <SEP> Pulvergemisches <SEP> auf
<tb>  die <SEP> Masse <SEP> tles <SEP> gebildeten <SEP> Ringes.
<tb>  



  Der <SEP> Vorgang <SEP> für <SEP> die <SEP> Herstellung <SEP> von
<tb>  H@irernelitllcri <SEP> ist <SEP> folgender: <SEP> Durch <SEP> die <SEP> Betäti  gung <SEP> des <SEP> Haininer;s <SEP> 18, <SEP> 19 <SEP> getan <SEP> @,@t <SEP> das <SEP> Pul  vergeiniseli <SEP> (z. <SEP> B. <SEP> Fi <SEP> % <SEP> Kobalt, <SEP> 1 <SEP> % <SEP> Vana.

    cIiuin, <SEP> 1 <SEP> % <SEP> Chrom <SEP> und <SEP> 92 <SEP> % <SEP> Wolfranikarbid)
<tb>  <B>#</B> <SEP> dein <SEP> 17 <SEP> auf <SEP> den <SEP> Teller <SEP> 8,
<tb>  <B>#</B> <SEP> aii, <SEP> <B>I</B>
<tb>  (!er <SEP> sich <SEP> in <SEP> :ehr <SEP> schneller <SEP> Rotation <SEP> befindet
<tb>  (etwa <SEP> 10.000 <SEP> Tonrun <SEP> pro <SEP> Minute <SEP> und <SEP> mehr).
<tb>  Von <SEP> hier <SEP> gelangt <SEP> das <SEP> Pulver <SEP> in <SEP> dem <SEP> Rauni
<tb>  34 <SEP> und <SEP> bildet <SEP> naeli. <SEP> kni-zer <SEP> Zeit <SEP> einen <SEP> ring  förmigen <SEP> Pressling <SEP> 12, <SEP> der <SEP> durch <SEP> die <SEP> Induk  tionswirkung <SEP> der <SEP> Sliulc <SEP> 7 <SEP> leicht <SEP> auf <SEP> die <SEP> er  forderliclie <SEP> Temperatur <SEP> von <SEP> 1400-1F00 <SEP>   <SEP> C
<tb>   < o-ebracht <SEP>  -erden <SEP> kamt.

   <SEP> Bei <SEP> Einhaltung <SEP> der
<tb>  Teinperalur <SEP> von <SEP> 1600 <SEP>   <SEP> C <SEP> ist <SEP> der <SEP> gebildete
<tb>  ringförmige <SEP> Presslirig <SEP> so <SEP> weich. <SEP> dass <SEP> er <SEP> unter
<tb>  der <SEP> Einwirkung <SEP> der <SEP> Fliehkraft <SEP> praktisch
<tb>  porenfrei <SEP> verdichtet <SEP> wird. <SEP> Nach <SEP> 30 <SEP> bis <SEP> 40
<tb>  Minnten <SEP> 1teitzt: <SEP> der <SEP> Rin-;

   <SEP> 12 <SEP> bei <SEP> einer <SEP> Breite
<tb>  von <SEP> etwa <SEP> 20 <SEP> min <SEP> eine <SEP> Diekc <SEP> von <SEP> etwa <SEP> ss <SEP> mm.
<tb>  Naeb <SEP> Altstellung <SEP> cles <SEP> Stromes <SEP> kühlt <SEP> der
<tb>  Pressling <SEP> rasch <SEP> alt <SEP> und <SEP> kann <SEP> nach <SEP> Abhebung
<tb>  des <SEP> Deckels <SEP> 9 <SEP> und <SEP> Enilagerung <SEP> des <SEP> Kernes
<tb>  4 <SEP> a15 <SEP> geschlossener <SEP> Ring <SEP> der <SEP> Vorrichtung
<tb>  eni-nonimen <SEP> Nverden. <SEP> Durch <SEP> eine <SEP> Diamant  s;ige <SEP> kann <SEP> der <SEP> Ring <SEP> stuf <SEP> kleine <SEP> Plättchen
<tb>  unterteilt <SEP>  erden. <SEP> Dieselben <SEP> können <SEP> dann
<tb>  zum <SEP> Beispiel <SEP> an <SEP> einem <SEP> Drehstickel <SEP> aufgelötet
<tb>  werden.

                141h    der Vorrichtung können auch meh  rere Ringe gebildet werden.     Denn    besitzt  der erste Ring die gewünschte Dicke, dann  kann aus einem separaten Gefäss Pulver von  Magnesia, Tonerde oder     Zirkonogyd    und       dergl.    in den Raum 34 für ganz kurze Zeit  geleitet werden, um eine dünne Deckschicht  32     (Fig.    3) an der Innenseite des ersten  Ringes zu bilden. Nunmehr wird wieder  das erste Vorratsgefäss zwecks Bildung     einer     zweiten Ringschicht 12'     (Fig.    3) in Tätig  keit gesetzt. Auf diese Weise können auch  mehrere Ringe     gebildet    werden.

   Auch kann  der erste Ring als Heizring 33 ausgebildet  sein und aus     Presskohle,    Graphit, Wolfram  metall oder     dergl.    bestehen     (Fig.    4).  



  Einen weiteren Vorteil bietet das Ver  fahren und die Vorrichtung noch dadurch,       dass    die Pulvermasse bis weit über ihre       Sintertemperatur    erhitzt werden kann. Wird  zum Beispiel Kobalt verwendet, dann beträgt  die     Sinterungstemperatur    1400'. Mit der  Vorrichtung kann aber die Erhitzung bis  gegen 2000       getrieben    werden. Im Gegen  satz     hiezu    können     vorgepressfe        Formlinge     nach den bisherigen Verfahren über die       Sintertemperatur    nicht erhitzt werden, da  dieselben sonst durch Zerfliessen ihre gege  bene Form verlieren würden.

   Durch die  Überhitzung auf 2000' wird jedoch ein viel  kompakteres Gefüge wie durch die blosse  Erhitzung auf die     Sintertemperatur    erzielt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur Herstellung von Hartkar- biden, Hartnitriden und Hartmetallen für Arbeitsgeräte und Werkzeuge, dadurch ge kennzeichnet, dass der Werkstoff in Pulver- form in einen hohlen Ringraum eingebracht, durch Induktion erhitzt und durch die bei der Rotation des Hohlringes auftretende Fliehkraft verdichtet wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das Pulver kontinuierlich von einem mit dem Hohl raum des rotierenden Ringes in Verbin dung stehenden Vorratsbehälter aus zu geführt wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Bildung einer ersten metal lischen Ringschicht eine Zwischenschicht aus einem Nichtleiter angelagert und darauf eine zweite metallische Ringschicht gebildet wird. PATENTANSPRUCH II:

   Vorrichtung zur Ausführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I und den Un teransprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen hohlen Ring aus hochfeuerfester Masse, der koachsial über einen Elektro magnet drehbar gelagert ist und mit einem oder mehreren Vorratsgefässen in Verbindung steht. UNTERANSPRUCH: 3. Vorrichtung nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass im Ringraum ein fester Ring aus einer elektrisch leiten den Masse angeordnet ist, der zur Vor heizung des Ringraumes dient.