CH198771A - Verfahren zur Herstellung von aus mindestens zwei Hartstoffen bestehenden Hartkörpern. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von aus mindestens zwei Hartstoffen bestehenden  Hartkörpern.    Es ist festgestellt worden, dass Metall  karbide, zum Beispiel     Wolframkarbid,    oder  sonstige Hartstoffe, wie sie die Hauptbestand  teile der vornehmlich als     Hochleistungswerk-          zeuge    verwendeten Hartkörper sind, bezüg  lich der Härte und Struktur stets verschie  den ausfallen. Das mag auf den an sich  schwierigen Herstellungsvorgang zurückzu  führen sein, der über seine gesamte lange  Dauer eine sorgfältige Einhaltung bestimmter  Temperaturen und Zuführen von Gas ver  langt.  



  Diese Unterschiede in den Hartstoffen  haben aber auch die Güte und Gleichmässig  keit der aus ihnen gefertigten Hartkörper sehr  beeinträchtigt. Man konnte beispielsweise bei  zehn     Hartmetallplättchen    gleicher Herkunft  und Marke zehn verschiedene Leistungswerte       feststellen,        die        wiederum        10        bis        50        %        unter     der Höchstleistung des besten Plättchens lagen.  



  Diese nachteilige Erscheinung wurde auch  nicht     dadurch    beseitigt, dass man die Hart-         körper    auf eine     Mehrstoffbasis    stellte, also  etwa aus     Karbiden    verschiedener Metalle auf  baute. -Die getrennt voneinander hergestellten       Karbide    schwankten in sich, wie bisher, im  Gütegrad und übertrugen diese Schwankungen  auf die Hartkörper, deren Baustoffe sie bilden.  



  Die Erfindung beseitigt die erwähnten  Mängel durch eine neue Art der Herstellung  von Hartkörpern, die aus mindestens zwei  Hartstoffen bestehen. Das vorliegende Ver  fahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zur  Bildung von mindestens zwei Hartstoffen ge  eignete Stoffe gepulvert, gemischt und einer  Erhitzung unterworfen werden, die in dem  Gemisch einen chemischen Vorgang auslöst,  der die     Hartstoffbildner    in Hartstoffe über  führt und zugleich die entstehenden Hartstoff       teilchen    fest zusammenbindet.  



       9.1s    zur Bildung von Hartstoffen geeig  nete Stoffe kann man     bartstoffbildende    Me  talle, z. B. Wolfram, Chrom, Titan,     Vanadin,          Molybdän,        Zirkon,        Tantal,        .Hiob    oder Verbin-           dungen    solcher Metalle verwenden und sie  mit nichtmetallischen Stoffen, z. B. Kohlen  stoff, Bor, Silizium oder Stickstoff zusammen  bringen, die sich mit den genannten Metallen  oder Metallverbindungen zu     Hartstoffen    ver  einigen.

   Man kann zum Beispiel mindestens  zwei metallische     Hartstoffbildner,    zum Bei  spiel Wolfram und Titan, und einen sich mit  ihnen zu     Hartstoffen    verbindenden     Stoff,    zum  Beispiel Kohle, mischen, formen und gemein  sam erhitzen. Man kann ferner ein erstes       hartstoffbildendes    Metall, dessen Karbid hart  ist, gediegen verwenden und ein zweites hart  stoffbildendes Metall, dessen Karbid zäh ist,  als     Oxydverbindung,    unter Beifügung der zur       Karburierung    beider Bestandteile erforder  lichen Menge Kohlenstoff. Als Metalle können  Wolfram und Chrom, als Metalloxyde Titan  säure und     Vanadinsäure    verwendet werden.

    Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren  hergestellten Hartkörper besitzen ausserordent  liche Härte, die über jene bekannter Hart  körper nicht unwesentlich hinausgeht. Die  Gleichmässigkeit von aus verschiedenen Char  gen hergestellten Hartkörper ist überragend.  



  Von besonderer praktischer Bedeutung ist  der Umstand, dass das Verfahren bei mitt  leren Temperaturen durchgeführt werden  kann, auch wenn im Ausgangsgemisch Me  talle vorhanden sind, die für sich allein weit  höhere Temperaturen zur     Hartstoffbildung    er  fordern würden. Beim Gemisch folgt die Um  bildung anderen Gesetzen wie beim Einzel  metall. So zeigten Versuche, dass beim Kar  burieren eines Gemisches aus Metallen und  Metalloxyden die Metalle ihren reinen Cha  rakter bewahren, also nicht in     Karbide    über  gehen, solange die Reduktion der im Ge  misch vorhandenen     Metalloxyde    noch nicht  beendet ist.

   Erst danach setzt die Kohlen  stoffaufnahme sämtlicher Gemischmetalle zu  gleicher Zeit ein und geht äusserst lebhaft  vor sich, bis die     Karbidbildung    beendet ist.  Diese Erscheinung lässt sich so deuten, dass  bei den     hoben    Temperaturen während der  Reduktion der     Metalloxyde    die Affinität des  Kohlenstoffes zum vorhandenen Metall ge  ringer ist als zum Sauerstoff, der den Metall-         oxyden    entweicht und mit dem     Kohlenstoff     eine Verbindung eingeht.  



  Die niedrigeren Temperaturen, mit denen  das Verfahren nach der Erfindung auskommt,  bringen die vielen durch die bisherigen hohen  Temperaturen aufgetretenen Störungen in  Fortfall; sie erleichtern das Arbeiten und  tragen so wesentlich zu der gleichmässigen       Beschaffenheit    der erhaltenen     Hartstoffe    bei.  



  Eine zweckmässige Durchführung des Ver  fahrens nach der Erfindung ist nachstehend  beschrieben. Zu 6-8 Gewichtsteilen Wolfram  oder Chrom gibt man 3-5 Gewichtsteile       Titansäure    und     Vanadinsäure    im gegenseiti  gen Gewichtsverhältnis von 2-3 zu 1-2.  Dazu kommt ein entsprechender Zusatz von  Kohle. Das Wolfram wird zunächst für sich  allein mit der für seine     Karburierung    erfor  derlichen Menge Kohle gemischt und fein  gepulvert. In gleicher Weise werden die Va  nadinsäure und die     Titansäure    getrennt von  einander jede mit der ihr für die     Karburie-          rung    zustehenden Menge Kohlenstoff und  ausserdem mit einem Zuschlag an weiterer  Kohle gemischt.

   Die drei Gemische werden  zusammengetan und nach gründlicher Ver  mengung in die Form gebracht, die der ge  brauchsfertige Hartkörper haben soll, und  danach im Ofen bekannter Art langsam er  hitzt. Bei einer Temperatur von etwa 14501 C  zeigt eine starke Rauchentwicklung den Be  ginn der Reduktion der Metalloxyde an. Durch  Erhöhung der Temperatur auf 1500 0 C wer  den die     Vanadinsäure    und die     Titansäure    all  mählich reduziert und in die metallische Form  übergeführt. Das Wolfram bleibt währenddem  unverändert. Mit Aufhören der Rauchentwick  lung ist der Reduktionsvorgang beendet und  der Ofen wird zur     Karburierung    noch etwas  höher geschaltet.

   Die erste     Kohlenatoffauf-          nahme        bis        etwa        4%        erfolgt        fast        sofort.        In     weiterem etwa halbstündigen Verlauf erfolgt  die zur Beendigung des     Karburierens    erfor  derliche letzte     Kohlenatoffaufnahme.    Der er  haltene     Karbidkörper    ist sehr hart, feinkörnig  und von silbergrauem Bruch.  



  Das     Karburieren    oder ein sonstiger     Hart-          atoffbildungsprozess        (Silizieren    und derglei-      eben), der die einzelnen Stoffteilchen des ge  formten Gemisches in den     Hartzustand    um  setzt, gibt den Teilchen zugleich auch den  festen und innigen Zusammenhalt unterein  ander, dessen sie als sofort gebrauchsfähiges  Arbeitsstück nachher bedürfen. Man kann die  Güte der nach dem erfindungsgemässen Ver  fahren erhältlichen Hartkörper noch dadurch  steigern, dass die     garburierung    oder der  gleichen mit Unterbrechungen     durchgefübrt     wird.

   Bei dieser Arbeitsweise wird das Aus  gangsgemisch erst nach einer     hartstoffbilden-          den        Vorbehandlung    und anschliessender Pul  verisierung zum     nachherigen    Hartkörper ge  formt. Wenn man hierauf erneut und fertig       karburiert,    erhält der Formkörper eine Struk  tur grösstmöglicher Härte. Seine Stoffteilchen  sind besonders fest und zäh zusammenge  wachsen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von aus min destens zwei Hartstoffen bestehenden Hart körpern, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung von mindestens zwei Hartstoffen ge eignete Stoffe gepulvert, gemischt und einer Erhitzung unterworfen werden, die in dem Gemisch einen chemischen Vorgang auslöst, der die Hartstoffbildner in Hartstoffe über führt und zugleich die entstehenden Hartstoff teilchen fest zusammenbindet. UNTERANSPRüCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch vor der Erhitzung in die Form eines gebrauchs fertigen Hartkörpers gebracht wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1,' dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Hartstoffe min destens zwei metallische Hartstoffbildner und mindestens ein sich mit ihnen zu Hartstoffen verbindender Stoff gemischt, geformt und gemeinsam erhitzt werden. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Gemisch verwendet, das Verbindungen metallischer Hartstoffbildner enthält, 4.

   Verfahren nach Patentanspruch und Uu- teranapruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Gemisch verwendet, das teils metallische Hartstoffbildner, teils Verbindungen metallischer Bartstoffbild- ner enthält. 5. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 3 und 4, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Gemisch verwendet wird aus einem gepulverten Metall, dessen Karbid grosse Härte aufweist, und min destens einem gepulverten Metalloxyd, dessen Karbid grosse Zähigkeit besitzt, unter Beifügung der zur garburierung dieser Bestandteile erforderlichen Menge Kohlenstoff. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 3-5, dadurch gekenn zeichnet, dass auf 6-8 Gewichtsteile hochschmelzenden Metalles 3-5 Ge wichtsteile zweier Metalloxyde im gegen- seitigen-Gewichtsverhältnis von 2 bis 3 zu 1 bis 2 genommen werden. 7. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 3-6, dadurch gekenn zeichnet, dass als hochschmelzendes Me tall Wolfram verwendet wird. B. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 3-6, dadurch gekenn zeichnet, dass als hochschmelzendes Me tall Chrom verwendet wird. 9.

   Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 3-6, dadurch gekenn zeichnet, dass als Metalloxyde Titansäure und Vanadinsäure verwendet werden. 10. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführung der Hartstoffbildner in Hartstoffe stufenweise erfolgt, das Zwischenprodukt zerkleinert und vor der erneuten Erhitzung in die Form eines gebrauchsfertigen Hartkör pers gebracht wird, worauf die Hart stoffbildung vollendet wird.