CH233227A - Verfahren zur Herstellung eines Hartmetalles für Werkzeuge und Arbeitsgeräte. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung eines     Hartmetalles    für Werkzeuge und Arbeitsgeräte.    Beider Herstellung von Hartmetallwerk  zeugen, insbesondere für die     Stahlbearbei-          tung,        werden    zur Steigerung der Leistungs  fähigkeit und zur Vermeidung von     Aus-          kolkungen,    wie sie die einfachen, Wolfram  ka.rbid enthaltenden Metalle aufweisen, heute  im allgemeinen Doppelkarbide unter Zusatz  eines niedriger     schmelzenden        Hilfsmetalles     verwandt. Teils verwendet man für die Her  stellung der Werkzeuge Gemische der ein  fachen Karbide, wie z.

   B.     Wolframkarbid     und     Titankarbid,        llIolybdänkarbid    und     Titan-          karbid,    die während .des     Sinterungsprozesses     zum Teil feste Lösungen bilden,     teils    auch  in besonderem Arbeitsgang     hergestellte        Dop-          pelkarbide.     



  Das erste Verfahren hat, wie Versuche  ergaben, den Nachteil, dass sich während  des     Sinterungsprozesses    überhaupt nur ein  geringer Teil der     Monokarbide    zum Doppel  karbid umsetzt, da -die bei der     Hartmetall-          herstellung    übliche     Sintertemperatur    zur       Doppelkarbidbildung    nicht ausreicht.  



  Die Verwendung von     titan-    oder vana-         dinkarbidhaltiger    Doppelkarbiden stösst inso  fern auf     Schwierigkeiten,    als zu ihrer Her  stellung sehr hohe Temperaturen erforder  lich sind, so beispielsweise für die     Systeme          WC-TiC,        TiC-VC    und     WC-VC    1800  bis 2000 , wodurch eine     unerwünschte    Korn  vergröberung entsteht, und es muss ein kost  spieliger     Zerkleinerungsprozess    zusätzlich  eingeschaltet werden, um die für die Her  stellung des     Hartmetalles        erforderlichen     Korngrössen zu erhalten.

   Ausserdem hat sich  gezeigt, dass bei diesen hoben Temperaturen  zum Teil Umsetzungen unter     Abs,cheidung     von Kohlenstoff auftreten, der zwar gröss  tenteils gelöst bleibt, aber     später    bei der       Hartmetallherstellung    zum Teil von dem  Hilfsmetall aufgelöst wird und dadurch  einen spröden     Korng.renzenzement    bildet,  was einen nicht     unerheblichen    Leistungsab  fall des     Werkzeuges    zur Folge hat.  



  Diese Nachteile hat man unter anderem  dadurch zu beseitigen versucht, dass man       statt    von     Titankarbid    vom     Titanmetall    und       Wolframkarbid    ausging, und dem Gemisch           Koh-lepulver    im     stöchion        ietrischen    Verhältnis  des     angewandten    Titans beimischte.

   Ander  seits wurde     vorgeschlagen,        wäl3;rige    L     ösun-          gen    von Salzen     hochschmelzender        -Metalle,          wie    beispielsweise     Wolframat,    und Titan  chlorid, zu mischen, einzudampfen, den     ge-          glühten    Rückstand mit der     erforderlichen          Kohlen:stoffmenge    zu vermahlen und in redu  zierender     Atmosphäre    zu     karburieren.     



  Diese Verfahren führen jedoch zu keiner  befriedigenden     Lösung.    Es zeigt sich näm  lich, dass man auf diesem     Wege    zu keinem       oxyd-        resp.        graphitfreien    Produkt     gelangt.     Gerade dem Graphit- und     Oxy        dgehalt     kommt aber bei der     Herstellung    aller, ins  besondere     einwandfreier        titankarbidlialtiger     Hartmetalle eine sehr     erhebliche        Bedeutnm,     zu, da,

   das Oxyd des Titans bei der üblichen       Sintertemperatur    praktisch nicht     reduziert          wird    und der freie Kohlenstoff einerseits     niit     den Karbiden nur in     geringem        -Masse    rea  giert,     anderseits    aber die Diffusion während  der     Sinterung    behindert.

       Ausserdem    besitzt       Titanmetallpulver,    von seiner Luftentzünd  lichkeit ganz     abgesehen,        eine    sehr starke  Gaslöslichkeit, die bei der     Fertigsiriterung          Anla.ss    zu Porenbildung     gibt.     



  Durch das den     Gegenstand    vorliegender  Erfindung bildende     Verfahren        lassen    sieh       diese        =Mängel    in einfacher Weise     beseitigen.     Das Verfahren zur     Herstellung        eines    ein  Doppel- oder Mehrfachkarbid     enthaltenden          HartmetaIles    ist. dadurch     gekennzeichnet,          da.ss        mindestens    ein     Metallkarbid    und minde  stens ein Metall der 4.

   bis     G.        Gruppe    des  periodischen     System:,    unter     Zugabe        minde-          stens    eines     l.ilfsmetalles        vor=        iiiedrigereni     Schmelzpunkte gemischt,

       verpresst    und in  einer Kohlenstoff abgebenden Atmosphäre  gesintert     werden.        -Man        brauelit    also     hieriraeli     nicht von dein Gemisch der einfachen       Metallkarbide    oder den     Doppelkarbiden        aus-          zugehen,    sondern kann z.

       B.    von     Titankarbid     und Wolfram,     Titankarbid    und     Molybdän.          Titankarbid    und     Vanadin,    unter     Be.i-          mischung        eines        geeigneten        llilfsnietalles          ausgehen,    wobei vorteilhaft stets nur der Be  standteil in feiner     Metallpulverform    zuge-    mischt; wird, der sich a in leichtesten     karbu-          rieren    lässt.

   Dieses Verfahren weist den  grossen Vorteil auf, dass die Doppel- oder       1lelirf < iclikarl)idbildung    bei sehr viel nied  ri-erer     Temperatur    sieh     quantitativ    unter       gleichzeitiger        Legierungsbildung    vollzieht  und niemals freier Kohlenstoff auftritt.

   Es  konnte     nachgewiesen        werden,    dass selbst bei  Verwende     rig    eines     Titankarbids,    das einen  freien     Kohlenstoffgehalt    von 3,5%     aufwies,     (las nach     vorliegendem    Verfahren herge  stellte     Hartinekil:l    keinen freien Kohlenstoff  mehr enthielt. Es wurde. auch niemals fest  bestellt,     dass    die     Karburierung    des     Metalles     über den     theoretischen    Gehalt von z. B.       6,12%    beim Wolfram hinausging.

   Ein wei  terer Fortschritt     kann    dadurch erzielt     wer-          den,    dass die     Sinterung    unter     gleichzeitiger          Anwendung    von     Ultraschall    vorgenommen  wird.     -Man    erhält, nach     vomtehendein    Ver  fahren ein sehr     dichtes,        feinkörniges    und  zähes     Material,    das selbst bei     stärkster    Be  anspruchung eine ausserordentlich hohe     Ver-          schleissfestirkeit    aufweist.  



  Ein     gcignetes        Hartmetall    zur Bearbei  tung. von Stahl wird beispielsweise erhalten  aus:  
EMI0002.0129     
  
    64 <SEP> Teilen <SEP> Titankarbid
<tb>  18 <SEP> Wolfram
<tb>  31olybdän
<tb>  <B>0,1</B> <SEP> Nickel
<tb>  Kobalt
<tb>  U,3 <SEP> , <SEP> Silicinnikarbid.

         Diese Teile werden in     air    sich     bekannter     Weise     vernialilen,        zweckmässig    unter An  feuchten     niit        Saceltaroselösung    mit einem  Druck von     40U-8101)        kg/ein'    zu     Formlingen     gepresst,     getrocknet    und      < inscliliessend        prei          1.4U0-1600"    in einer     Kohlenstoff    abgeben  den Atmosphäre     (Leuchtgas,

          Wasserstof'f-          Met.lian    oder     Koh.lennionoxyd,    bei Verwen  dung von     Kohlero'liröfen    oder bei Kohle  sehutzfüllung auch     Wasserstoff)    gesintert.  Es empfiehlt sieh, den     Pressling    langsam auf       11)U0-1150         zii        erwärmen    und während der  Dauer von     etwa    einer halben Stunde auf  dieser Temperatur zu halten, bevor .man ihn      auf die günstigste     Sintertemperatur    erhitzt.

    Die Bildung des Mehrfachkarbids vollzieht  sich in diesem     Falle        unter    gleichzeitiger  Legierungsbildung rasch und einwandfrei.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung eines ein Doppel- oder MehrfaGhliarbld enthaltenden Hartmetalles für Werkzeuge und Arbeits geräte, .dadurch .gekennzeichnet, dass minde stens ein Metallkarbid und mindestens ein Metall der 4. bis 6. Gruppe des periodischen Systems unter Zugabe mindestens eines Hilfsmetalles von niedrigerem Schmelz punkte gemischt, verpresst und in einer Kohlenstoff abgebenden Atmosphäre gesin tert werden.

   UNTERANSPRUCH: Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gelzennzeichnet, dass die Sinterung unter An wendung von Ultraschall durchgeführt wird.