CH201050A

CH201050A - Process for the production of hard bodies for tools and equipment, drawing dies, bullet tips, nozzles, slide bearings, cutting edges for scales, etc.

Info

Publication number: CH201050A
Authority: CH
Inventors: Kratky Ing Anton
Original assignee: Kratky Ing Anton
Priority date: 1937-07-01
Filing date: 1937-07-01
Publication date: 1938-11-15

Description

  

  Verfahren zur Herstellung von Hartkörpern für Werkzeuge und     ,Arbeitsgeräte,     Ziehsteine,     Gesehossspitzen,    Düsen, Gleitlager,     Sehneiden    für Waagen usw.    Für die Herstellung von Hartkörpern  (Hartmetallen), die zum wesentlichen Teil  aus ein oder mehreren harten     Karbiden    ohne  oder mit harten     Nitriden        bestehen    und aus       feinst    pulverisierten Ausgangsstoffen durch  Glühen bei mittleren oder hohen Tempera       turen    gewonnen werden, verwendet man ge  wöhnlich ein Hilfsmetall, dessen Schmelz  punkt niedriger ist, als der des oder der  Karbide     (Nitride)

      und das die Aufgabe hat,  den einzelnen Teilchen der     Karbide    die not  wendige Festigkeit und Zähigkeit zu geben.  An Stelle eines     Hilfsmetalles    können auch  mehrere treten, also eine Legierung.  



  Das oder die Hilfsmetalle wurden bisher  mit dem Karbid (oder den     Karbiden        bezw.          Nitriden)        innigst    gemischt, aus der Mischung  dann     Presslinge    geformt und diese dann bei  mittleren oder hohen Temperaturen durch   längere Zeit geglüht. Durch diese Behand  lung schrumpft der Formling stark ein und  es entsteht schliesslich ein fester harter Kör  per, der jedoch sehr selten porenfrei ist.    Das Verfahren nach vorliegender Erfin  dung zeigt     nun    einen neuen Weg, um zu  festen und praktisch porenfreien Stücken zu  gelangen.  



  Das vorliegende Verfahren zur Herstel  lung von Hartkörpern für Werkzeuge und  Arbeitsgeräte,     Ziehsteine,        Geschossspitzen,     Düsen, Gleitlager, Schneiden für Waagen  usw., durch Glühen von     Presslingen    aus pul  verförmigen Ausgangsstoffen, welche minde  stens ein Karbid und     ein    Hilfsmetall enthal  ten,     ist,dadurch        ;

  gekennzeichneett"dass    man auf  die geglühten     Presslinge-    zunächst einen Über  zug aus einem Metall oder     einer    Metallverbin  dung aufbringt und durch nochmaliges Glü  hen bei hoher Temperatur das Metall auf  dem Wege der Diffusion in die Poren der       Presslinge    eindringen lässt.  



  Der     Überzug    kann dasselbe     Hilfsmetall     oder     dieselben    Hilfsmetalle wie der     Pressling     enthalten. Dem Überzug     können    auch noch  ein oder mehrere     Karbide    beigemengt     sein.         Nachstehende Ausführungsbeispiele er  läutern näher den     Erfindungsgegenstand:

       1. 3     %    Kobalt     (3@    Nickel), pulverförmig  und 1 % feines     Vanadiummetallpulver    wer  den mit<B>96%</B>     Wolframkarbid        innigst    ge  mengt, worauf aus diesem Gemenge, nötigen  falls nach Anfeuchten mit Sirup oder     dergl.,          Presslinge    mit der hydraulischen Presse an  gefertigt werden.

   Nach Trocknen und stufen  weisem Glühen dieser     Presslinge    bis etwa  <B>1000'</B>     Celsius    wird auf dieselben ein dünner  Überzug von Kobalt (oder Nickel) oder  einem andern     Metall    durch Aufspritzen     oder     Eintauchen in ein     Schlammbad        dieser    Me  talle aufgebracht. Nach Trocknen der     Press-          linge    werden     diese    stufenweise bis etwa  <B>1550'</B> Celsius geglüht. Dadurch wandert der  Überzug durch Diffusion ins Innere der       Presslinge        und    füllt deren Poren aus.  



  Der     einzulegierende    Überzug kann zum .       Beispiel    auch     Molybdän        oder    Chrom oder  eine Legierung von     Kobalt    und Chrom     bein-          halten.     



  Der Überzug, aus dem das Metall     später          einzulegieren    ist (durch Diffusion bei hoher       Erhitzurng),    kann auch geringe Mengen von  Karbid oder     Nitriden    enthalten. Auch kann  er aus Metallverbindungen in Form von Oxy  den gebildet sein, die nachträglich beim       Glühprozess    im     Wasserstoffschutzgas    eine  Reduzierung erfahren.  



  Das     Einlegieren    kann auch     dadurch    er  folgen, dass auf die     Presslinge        Metallspäne     oder Metallfolien aufgelegt     werden,    die beim  nachträglichen Erhitzen erweichen     und    in die  Masse des     Plättchens    eindringen.  



  Vor der Aufbringung     des    Überzuges     kann     eine     mechanische    Bearbeitung des     Formlings     zur genaueren     Formgebung    (Bildung einer  Schneide oder     dergl.)        zwischengeschaltet    wer  den.

   Das Verfahren     ,gestattet    nicht bloss die  Herstellung dichter, porenfreier Körper, wozu  es erfunden wurde, sondern hat noch den  Vorteil, dass man eine Anzahl von     Plättchen     von einheitlicher Zusammensetzung zunächst  herstellen kann, welchen man später durch       Aufbringung    von Überzügen aus Metallen  oder Metallverbindungen     verschiedener    Zu-         sammensetzung    und     Einlegieren    der Metalle  durch nachträgliches     Glühen    den     Verwen-          dungszwecken        angepassts    Eigenschaften ver  leihen kann.

       Das        nächste        Ausführungsbei-          spiel    wird diese Möglichkeit     verständlicher     machen.  



  2.     Wolframkarbid        (97%)    und Kobalt  metall im     Ausmasse    von 3     %        werden    als Pul  ver     innigst    vermengt     und.        daraus        Presslinge          hergestellt.        Dieselben        werden;    dann stufen  weise geglüht:

   Ein Teil der     Presslinge    erhält  nun einen Überzug aus     Chrommetallpulver     und der andere     'Teil    einen solchen aus     Kebalt-          metall    mit     Vanadiummetall:    Nachdem Hoch=  glühen     resultieren    zwei     (Sorten    Hartkörper,  jede von anderer     Zusammensetzung.     



  Auf diese     Weise        ist        es    möglich, einen gro  ssen Vorrat von     Hartkörpern    von einer     Ein-          heitslegierung    zu     halten,    der dann     später          entsprechend.    dem     Verwendungszweck        erst     durch den     Überzug        und,        das        Einbrennen    des  selben die     endgültige        Zusammensetzung    er  hält.  



  Es ist     schon        vorgeschlagen        wurden,    Hilfs  metalle in den     Karbidpressling        nachträglich          einzuseigern.    Es     handelt    sich da aber um die  Einbringung des     oder    der Hilfsmetalle über  haupt,

   nicht     aber    um ein     Verfahren    zum       Verdichten    von     bereits    mit     Hilfsmetallen        ver-          sehenen        Hartkörpern.        Zudem        ;

  gelingt    es beim       Einseigern    von     Hilfsmetallen    in     Karbidpress-          linge    nicht,     praktisch        porenfreie    Produkte       herzustellen,    weil das Hilfsmetall beim Ein  seigern selten bis in die     Mitte        des    Formlings  dringt.     Hingegen    wandert die     Metallmasse     des     Überzuges    gemäss vorliegendem Verfah  rens sehr leicht in das Innere des Formlings,  weil die einzelnen     Karbidkörner    bereits vom  Hilfsmetall oder den Hilfsmetallen.

   umgeben,       beziehungsweise        benetzt    sind.



  Process for the production of hard bodies for tools and tools, drawing dies, bevel tips, nozzles, slide bearings, cutting edges for scales, etc. For the production of hard bodies (hard metals), which essentially consist of one or more hard carbides with or without hard nitrides and are obtained from finely powdered raw materials by annealing at medium or high temperatures, an auxiliary metal is usually used whose melting point is lower than that of the carbide (s) (nitride)

      and that has the task of giving the individual carbide particles the necessary strength and toughness. Instead of one auxiliary metal, several can be used, i.e. an alloy.



  The auxiliary metal or metals were previously mixed very intimately with the carbide (or the carbides or nitrides), compacts were then formed from the mixture and these were then annealed at medium or high temperatures for a long time. As a result of this treatment, the molding shrinks considerably and ultimately a firm, hard body is created which, however, is very rarely free of pores. The method according to the present invention now shows a new way to arrive at solid and practically pore-free pieces.



  The present method for the manufacture of hard bodies for tools and implements, drawing dies, projectile tips, nozzles, plain bearings, cutting edges for scales, etc., by annealing compacts from powdered starting materials, which contain at least a carbide and an auxiliary metal, is, as a result ;

  gekennzeichneett "that you first apply a coating of a metal or a metal compound to the annealed pellets and then let the metal penetrate into the pores of the pellets by means of another annealing at high temperature.



  The coating can contain the same auxiliary metal or metals as the compact. One or more carbides can also be added to the coating. The following exemplary embodiments explain the subject matter of the invention in more detail:

       1. 3% cobalt (3 @ nickel), powdery and 1% fine vanadium metal powder are mixed with <B> 96% </B> tungsten carbide, whereupon from this mixture, if necessary after moistening with syrup or the like, pressed pieces can be produced with the hydraulic press.

   After drying and gradual annealing of these pellets to about 1000 Celsius, a thin coating of cobalt (or nickel) or another metal is applied to them by spraying or immersing these metals in a mud bath. After the compacts have dried, they are annealed in stages up to about <B> 1550 '</B> Celsius. As a result, the coating migrates into the interior of the pellets by diffusion and fills their pores.



  The coating to be alloyed can be used for. Examples include molybdenum or chromium or an alloy of cobalt and chromium.



  The coating from which the metal is later to be alloyed (by diffusion with high heating) can also contain small amounts of carbide or nitrides. It can also be formed from metal compounds in the form of oxy, which are subsequently reduced during the annealing process in the protective hydrogen gas.



  Alloying can also be carried out by placing metal chips or metal foils on the compacts, which soften when subsequently heated and penetrate the mass of the platelet.



  Before the coating is applied, mechanical processing of the molding for more precise shaping (formation of a cutting edge or the like) can be interposed.

   The process not only allows the production of dense, pore-free bodies, for which it was invented, but also has the advantage that a number of platelets of a uniform composition can initially be produced, which can later be produced by applying coatings of metals or metal compounds of various types - Can give the composition and alloying of the metals properties adapted to the intended use by subsequent annealing.

       The next example will make this possibility easier to understand.



  2. Tungsten carbide (97%) and cobalt metal to the extent of 3% are intimately mixed as a powder and. pellets made from it. Become the same; then gradually annealed:

   One part of the pellets is now coated with chrome metal powder and the other part with a coating made of kebalt metal with vanadium metal: After glowing, two types of hard bodies, each with a different composition.



  In this way it is possible to keep a large stock of hard bodies made of a unitary alloy, which can then be used accordingly later. the intended use only through the coating and the baking of the same the final composition he holds.



  It has already been proposed to incorporate auxiliary metals into the carbide compact afterwards. But it is about the introduction of the auxiliary metal or metals at all,

   but not a process for compressing hard bodies that have already been provided with auxiliary metals. In addition;

  If auxiliary metals are segregated into carbide compacts, it is not possible to produce practically pore-free products because the auxiliary metal seldom penetrates into the middle of the molding during segregation. In contrast, according to the present method, the metal mass of the coating migrates very easily into the interior of the molding because the individual carbide grains are already from the auxiliary metal or metals.

   surrounded or wetted.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of hard bodies for tools and implements, drawing stones, projectile tips, nozzles, slide bearings, cutting edges for scales, etc. by annealing pellets from powdered raw materials,

which contain at least one carbide and one auxiliary metal, characterized in that a coating of a metal or a metal compound is applied to the annealed compacts assembled in this way and the metal is diffused by annealing again at high temperature can penetrate into the pores of the pellets. SUBCLAIMS: 1.

Method according to claim, characterized in that the coating contains at least one metal in fine distribution. ?. Method according to patent claim, characterized in that the coating contains a metal compound in fine distribution. d. Method according to claim, characterized in that .the coating at least one. Contains auxiliary metal and at least one carbide in fine distribution. 4th

Method according to patent claim, characterized in that a coating of a metal oxide is applied to the compact and the metal is formed by reduction during annealing in the presence of hydrogen and penetrates into the pores of the compact.