CH271171A - Verfahren zur Herstellung gesinterter Hartmetallegierungen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung gesinterter     Hartmetallegierungen.       Die Herstellung gesinterter     Ilartmetall-          legierung-en,    die im wesentlichen aus     Titan-          und    V     anadinkarbid    mit Zusätzen niedriger  schmelzender Hilfsmetalle bestehen, ist- be  reits bekannt.

   Hierfür     wurden    zunächst das       Titankarbid        TiC    mit     2011/o    C und das     Vana-          dinkarbid        VC        mit        19        %        C        oder        V,

  Cs        mit          15        %        C        verwendet.        Unter        der        üblichen        Be-          zeichnung         Vanadinkarbid     wird das Karbid       VC    verstanden. Beim     Vana.dinkarbid    können  ausserdem noch die Karbide<B><U>V X,</U></B>     V_C.,    und       V.,C;    vorkommen.  



  Solche     Hartrnetallegierungeu,    die aus     T'i-          tankarbid        mit        20%        C        und        Vanadinkarbid          mit        19%        C        hergestellt        werden,        zeigen     eine grosse     Spannungsempfindlichkeit    gegen  Wärmestauungen sowie eine grosse Sprödig  keit und Schleifempfindlichkeit,

   so dass sie  sieh für den Einsatz bei der     Werkstoffbear-          beitung    als unbrauchbar erwiesen haben.  



  Brauchbare     Ergebnisse    mit     Titankarbid     enthaltenden     Hartmetallegierungen    konnten  erst erzielt werden, als man erkannt hatte,       dass        es        ausser        einem        Titankarbid        mit        20        %        C     auch niedriger Bekohlte Karbide des Titans  gibt, und es wurde bereits vorgeschlagen,

   ein       Titankarbid        mit        vorzugsweise        11%        C        zu        ver-          wenden,    das annähernd der Formel     Ti_C        (Ti-          tansubkarbid)    entspricht.  



  Die Schwierigkeiten der     Beschaffung    des       Wolframs    vor allem zwangen zu weiteren       Verbesserunaerr    der     wolfrainfreien        Hartmetall-          legierungen.        Umfangreiche    Untersuchungen    führten nun zu dem Ergebnis, dass man durch  Verwendung eines     Titankarbids    mit nur 16,5       bis        17,5%        C,        vorzugsweise        mit        17,

  311/o        C        in     Verbindung mit einem ebenfalls niedrig     Be-          kohlten        Vanadinkarbid        mit        nur        10        bis        11%        C     die erwähnten Nachteile der     Hartmetallegie-          rungen    aus     gesättigten    Titan- und     Vanadin-          karbiden    vermeiden kann.

   In welcher Weise  diese niedriger Bekohlten Karbide vorliegen,  ist nicht näher bekannt, wahrscheinlich liegt  bei den Einzelkarbiden eine teilweise Lösung  von Titan in     Titankarbid    und von     Vanadin    in  V     anadinkarbid    vor. Die     Brtichfest.igkeit    einer  solchen Legierung mit der im     AusführLings-          beispiel        II        angegebenen    Zusammensetzung be  trägt z.

   B. 95     kg/mni2,    während sie sich bei       Verwendung    gesättigter Karbide nur zu  65     kg/mm'    ergibt, bei einer     Roekwell-A-Härte     von 91,5.  



  Im Vergleich zu den     Ti_C    enthaltenden       Hartmetallegierungen        ergibt    sich bei der er  findungsgemässen Verwendung von     Titankar-          biden        mit        16,5        bis        17,5        %        C        der        Vorteil        einer     bedeutend grösseren Zuverlässigkeit beim Sin  tern, weil sieh     das        Ti_C    bei der     Versinteruir;

       zu harten Metallegierungen leicht zersetzt.  Ausserdem ist das     Titansiibkarbid    zur     1Vliseh-          karbidbildung    ungeeignet, während nach dem  erfindungsgemässen Verfahren die Bildung  von     blisehkarbiden,    die den Vorteil verbesser  ter     Schneideigenschaften    und grösserer L n  empfindlichkeit haben und damit. eine wesent  liche Ursache der beobachteten     Leistungsstei-          z;erung    sind,     bewttsst        angestrebt    wird.

        Durch die vorliegende Erfindung wurde  die Möglichkeit geschaffen, ein für den prak  tischen Gebrauch geeignetes Hartmetall her  zustellen, welches das bisher für diese Zwecke  unentbehrlich erscheinende     Wolframmetall     für ein grosses Teilgebiet der     Werkstoffzer-          spanung,    insbesondere bei der Stahlbearbei  tung, ohne Leistungseinbusse völlig einsparen  lässt.  



  Die niedriger     Bekohlten    Karbide des Titans  und     Vanadins    können durch entsprechende       Bemessung    des     Kohlenstoffzusatzes    erhalten  werden. Zur Herstellung von     Titankarbid    mit       16,5        bis        17,5%        C        verwendet        man        beispielsweise     39 g feinsten Lampenruss auf 100 g Titan  dioxyd     und        brennt    dieses     Oxyd-Kohlegemisch     bei 1900  C.

   Das     Vanadinkarbid    mit 10 bis  110/a C kann erhalten werden durch Zugabe  von 35     g    feinstem Lampenruss auf 100g     Vana-          dinsäure    und Brennen des     Oxyd-Kohlege-          misches    bei 14500 C. Die auf diese Weise  hergestellten, niedrig Bekohlten Karbide kön  nen in dem gewünschten     Karbidverhältnis    mit  dem Hilfsmetall gemischt und gesintert wer  den, wobei sich Mischkarbide bilden.  



  Man kann aber auch zur Erreichung des  gewünschten     Karbidgemisches    unmittelbar von  dem entsprechenden     Oxydgemisch    beider Ele  mente unter Zugabe des nach obigen Verhält  nissen bemessenen Kohlenstoffes ausgehen  und dieses     Oxyd-Kohlegemisch    bei einer Tem-         peratur    von 1750  C in das gewünschte Kar  bidgemisch umwandeln. Die     Karburierung     solcher     Oxydgemische    mit niedrig bemessenen       Kohlenstoffmengen    bei Temperaturen bis  1650  C liefert vorwiegend ein zur Mischkar  bidbildung     ungeeignetes        Titansubkarbid.     



  Zur Durchführung des erfindungsgemässen  Verfahrens wird ein Gemisch aus 33 bis 85 0/0       Titankarbid        mit.        16,5        bis        17,5%        C,

      8     bis        60%          Vanadinkarbid        mit        10        bis        11%        C        und    7     bis          40        %        niedriger        schmelzendem        Hilfsmetall,        das     Eisen, Nickel oder Kobalt einzeln oder ge  meinsam enthalten kann, bis zur     Sinterun---          erhitzt,    wobei sich Mischkarbide bilden.  



  Im Gegensatz zu den bisher bekanntgewor  denen     Hartmetallegierungen,    bei denen Kobalt  als das bestgeeignete Hilfsmetall verwendet  wurde, hat sich bei Anwendung des erfin  dungsgemässen Verfahrens das Eisen ohne  oder mit     Nickelzusatz    als Hilfsmetall am  besten bewährt. Das Verhältnis Eisen zu  Nickel im Hilfsmetall beträgt vorteilhaft 3:1.  Durch weiteren Nickelzusatz kann die Zähig  keit der Legierung noch erhöht werden.  



  Besonders gute Ergebnisse erhält man       durch        Sintern        eines        Gemisches        aus        66        %        Ti-          tankarbid        mit        17,3        %        C,        22        %        Vanadinkarbid          mit        10,5        %        C,

      9     %        Eisen        und    3     %        Nickel.     



  Nachstehend einige Beispiele für     Hart-          metallegiertingen,    die nach dem erfindungs  gemässen Verfahren hergestellt     wurden.     
EMI0002.0089     
  
    I <SEP> 1I <SEP> TII
<tb>  Ti <SEP> 35,31/o <SEP> 54,6% <SEP> <B>53,51/0</B>
<tb>  V <SEP> <B>38,00/0</B> <SEP> 19,7 <SEP> % <SEP> 7,81/o
<tb>  Fe <SEP> 12,0% <SEP> <B>9,011/0</B> <SEP> 20,0%
<tb>  Ni <SEP> 3,01/o <SEP> 3,01/o <SEP> 7,011/o
<tb>  C <SEP> 11,7% <SEP> 13,71/o <SEP> 11,7 <SEP> 0/0       entsprechend  
EMI0002.0090     
  
    I <SEP> 1I <SEP> HI
<tb>  42,5 <SEP> % <SEP> TiC <SEP> (17,0 <SEP> % <SEP> C) <SEP> 66,0 <SEP> % <SEP> TiC <SEP> (17,3 <SEP> % <SEP> C) <SEP> 64,2 <SEP> % <SEP> TiC <SEP> (16,7 <SEP> % <SEP> C <SEP> )
<tb>  42,5 <SEP> % <SEP> VC <SEP> (10,7 <SEP> % <SEP> C) <SEP> 22,

  0 <SEP> % <SEP> VC <SEP> (10,5 <SEP> % <SEP> C) <SEP> 8,8 <SEP> % <SEP> VC <SEP> (10,3 <SEP> % <SEP> C <SEP> )
<tb>  12,0 <SEP> % <SEP> Fe <SEP> 9,0 <SEP> % <SEP> Fe <SEP> 20,0 <SEP> % <SEP> Fe
<tb>  3,0 <SEP> % <SEP> Ni <SEP> 3,0 <SEP> % <SEP> Ni <SEP> 7,0 <SEP> % <SEP> Ni

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung gesinterter 11artmetallegierungen aus niedrig Bekohlten Karbiden des Titans und des Vanadins mit niedriger schmelzenden Hilfsmetallen der Eisengruppe, dadurch gekennzeichnet, dass ein Clemiscli ans 33 bis 85 % Titankarbid mit 16,5 bis 17,5 01o (--',

   8 bis 60 % Vanadinkarbid mit 10 bis 11% C und 7 bis 40 % Hilfsmetall un- ter Bildung von Mischkarbiden gesintert wird. C" NTERAN SPRCCIIE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ein Gemisch aus 66% Titankarbid mit 17,3% C, 221/o Vana- dinkarbid mit 10.,5('7o C, 9% Eisen und 3% Nickel unter Bildun- von Misehkarbiden ge sintert wird.

   Verfahren nach Patentanspruch, da- dureh gekennzeiehnet, dass ein durch Carbu- rierun; eines Gemisches aus Oxyden des Ti tans und Vanadins mit Kohlenstoff bei Tem peraturen über 1650" C bereitetes ±Larbid- gemisch aus Titankarbid und Vanadinkarbid mit denn Hilfsmetall unter Bildung von Uisehkarbiden gesintert wird. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ein durch Karbu- rierung eines Gemisches aus Oxyden des Ti tans und Va-nadins mit Kohlenstoff bei <B>1750"</B> C bereitetes Karbidfyemiseh aus Titan karbid und Vanadinkarbid mit dem Hilfs- inetall unter Bildung von Mischkarbiden ge sintert wird. 1-. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass mit einem Hilfs metall gesintert wird, das Bisen enthält.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch geken izeiehnet, dass mit einem Hilfs metall gesintert wird, das Nickel enthält. 6. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass mit einem Hilfs metall gesintert wird, das Kobalt enthält. 7. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass mit einem Hilfs metall gesintert wird, das Eisen und Nickel im Verhältnis 3:1 enthält.