CH447622A

CH447622A - Hartmetall-Legierung

Info

Publication number: CH447622A
Application number: CH135265A
Authority: CH
Inventors: Duebel Walter; Flurschuetz Walter; Kohlermann Rudolf
Original assignee: Immelborn Hartmetallwerk
Priority date: 1964-06-10
Filing date: 1965-02-01
Publication date: 1967-11-30
Also published as: AT264148B

Description


      Hartmetall-Legierung       Die Erfindung betrifft eine aus     Sehwermetallkar-          biden    der IV. bis     VI.    Gruppe des periodischen Systems  der     Elemente    rund einer     Bindemetallkomponente        be-          stehende        Hartmetall-Legierung;    eine solche findet z. B.  Verwendung bei     Schneidelementen    für die spanabhe  bend-.     Metallbearbeitung.     



  Die bekannten     Hartmetall-Legierungen        besitzen    als  Härteträger eine Sch     m rmetallkarb,idkomponente,    be  stehend aus     Metallkarbiden    der IV. bis     VI.    Gruppe des  periodischen Systems der Elemente und aus einer Binde  metallkomponente, für     die    Metalle oder     Metall-Legie-          rungen    der Eisengruppe Verwendung finden.

   Während  die speziellen Eigenschaften     edier    zur     Verwendung    kom  menden     SchwermetallkarbidI     kennzeichnend für die       Härte    derartiger     Hartmetallwerkstoffe    sind, ist das Bin  demittel bestimmend für die Zähigkeit derselben.

   Unter       Berücksichtmgung        des    Anwendungsgebietes für     Hartme-          talle    als     hochverschleissfester    Werkstoff für die Be  stückung von     Zerspanungswerkzeugen    und hohen     Ver-          schleissbeanspruchungen    unterworfenen     Maschinenteilen          besteht        die        Forderung        nach        einer        solchen          die    eine möglichst hohe Härte vereint,

   mit  einer hohen     Zähigkeit    aufweisen soll. Beide Eigen  schaften sind aber     bei    den bisher bekannten     Hartmetall-          Legierungen    gegenläufig und eine     Verbessrung        ider     einen Eigenschaft kann nur :auf Kostender anderen er  folgen..

   Um die sich ,aus der technischen     Praxis    erge  benden     Forderungen    zu erfüllen, sind von     den    Hart  metallherstellern     verschiedenartige        Hartmetall-Leg@erun-          gen    hergestellt     worden,    die geringfügige Verbesserungen  zum Ergebnis .hatten.

   So sind beispielsweise     Hartmetall-          Legierungen        bekanntgeworden,    bei denen !durch     Zu-          sätze    von     Karbiden    der IV. bis     VI    Gruppe des peri  odischen Systems der Elemente, wie z. B.     TiC,        TaC,          NbC,        Cr3C2,        VC,        ZrC,        HfC    und andere die Härte     und          Biegefestigkeit        b@eeinflusst    werden kann.

   So ist es bei  spielsweise     möglich,    durch Aden Zusatz     vorn        TiC    die  Härte bei     abfallender    Zähigkeit in :einem gewissen Um  fang zu verbessern und durch Zusatz von     TaC    die Zähig-         keit    bei     @gleichbleibender    Härte zu     steigern.    Es     b:steht          weiterhin    die Möglichkeit durch Verkleinern der mittle  ren Korngrösse :

  um etwa 30-50 % ,die     Härte    bei     aller-          dings    verminderter Zähigkeit     zu        zrhöhen.    Im Hinblick       .auf    die     Beeinflussung    .der für die     Zähigkeit        ausschlag-          gebenden        ,Biegefestigkeit    kommt dem     Bindemetall    be  sondere     Bedeutung    zu.

   Es ist     bekannt,        dass    ein grosser       B:in & metallanteil        :die    Zunahme der     Zähigkeit    bewirkt,  aber     gleichzeitig        ,die        Verschleissfestigkeit    verringert.

   Die       Erfüllung    der     Forderung    nach einer     Hartmetall-Legie-          rung,    die in     .Abhängigkeit    von der Härte der     karbidi-          schen    Komponente auch eine     .entsprechend    hohe     Zähib.          keü        besitzt,    scheiterte bis jetzt     idaran,        @dass    die für die       Bindemetallkomponente    in     .Betracht    kommenden Me  talle der     Eisengruppe,    Fe, Co, Ni,

   allein nicht     geeignet     sind, von der Seite des     Bindamatall:s    her eine Verbesse  rung dieser     Eigenschaften    zu erbringen. Die     Besonder-          hcitder    physikalischen Vorgänge, denen die     Bindeme-          tallkomponente    während des     Sinterprozesses        unterworfen;

       ist, schränkten die     geeignet        erscheinenden    Metalle auf  die der     Eisengruppe    ein.     .Ein        Bindemetall    für     Schwer-          m-,tallkarbid.ist        nämlich    nur dann     kgezignet,    wenn es in  der Lage ist, einen     verhältnismässig    hohen Anteil des       Schwermetallkarbides    bei     Sintertemperatur    zu lösen und  den gelösten     Schwermetallkarbidantell    bei der Abküh  lung möglichst weitgehend wieder auszuscheiden.

   Durch  diesen     Lösungs-        bzw.        Wiederausscheidungsprozess    wird       erreicht,    dass die ,durch den     Mahlprozess    abgerundeten       Schwermetallkarbmdkristallite    ihre scharfe Kantengestalt       zurückerhalten.    Die     Bindern,3tallkomponente    verliert na  turgemäss erheblich an     .Elastizität,    wenn gelöste     Karbid-          anteil.e    nicht wieder ausgeschieden werden.

   Aus diesem  Grunde finden     ,als        BindeimCall    für     Hartmetall-Legie-          rungen    nur die Elemente der     -Eisengruppe"insb.esondere     Kobalt, Verwendung.  



  Die mit den dargelegten bekannten Legierungsele  menten erreichbaren Eigenschaften von     Hartmetall-Le-          gierungen    hinsichtlich ihrer Zähigkeit     und    Härte, wobei  eine sehr     weitgehende    Abhängigkeit beider           ten    voneinander besteht, haben dazu geführt,     :

  dass    eine  verhältnismässig grosse Anzahl von     Hartmetallsorten    mit  unterschiedlichem     Bindemetallanteil        hergestellt    werden  müssen, um für die in der Praxis     anfallenden        Anw n-          dungsmöglichkeiten    je nach den Anforderungen an Zä  higkeit und Härte     erfüllen    können,     musste;    ein verhältnis  mässig     .grosses    Sortiment von     Harhmetallsorten        hergestellt     werden, um möglichst für jeden Zweck eine geeignete       Hartmetall-Legierung    zur Verfügung zu haben.

   Das  zwang läufig     notwendige        grosse    Sortiment an unterschied  lichen     Hartmetallsorten    wirkt sich beim Hersteller  nachteilig im     Fertigungsprozess    und beim Verbraucher       nachteilig    durch     di     .grosse     Lagerhaltung    vieler unter  schiedlicher Sorten aus.

   Auch die im     Ergebnis    aus den  sich anbietenden Entwicklungen     entstandenen        sogenann-          ten    Mehrzwecksorten, die im wesentlichen auf speziellen       Verfahrensmerkmal.2n    beruhen und keine     Veränderung     der Legierungskomponente vorsehen, könnten diese For  derungen nur ungenügend erfüllen und keine erhebliche  Zähigkeitssteigerung bei     gleichbleibssnder    Härte bewir  ken.

   Die vorliegende Erfindung bezweckt auf Grund  dessen die Entwicklung einer     Hartmetall-Legierung,    de  ren     Eigenschaften    es gestatten,     idi @selbe    für verschiedene  Anwendungsgebiete     einzusetzen,    die bei Aden bekannten       Hartmetall-Legierungen    mehrere verschiedene Sorten       erforderlich    machen würde.  



  Aufgabe der     Erfindung    ist :es, die     Eigenschaften     der     Bindemetallkomponente    so zu verbessern,     dass    deren  Zusatz zu der     Schwerrnetallkomponente    bei     Hartmetall-          Legierungen    eine     Verbesserung        öderen    Zähigkeit bei       gleichbleibender    Härte zur Folge hat.     Erfindungsgemäss     wird diese Aufgabe     dadurch,gelöst,    dass die Bindemetall  komponente ein oder mehrere Metalle der     Seltznen     Erden enthält.  



  Als besonders zweckmässig hat sich erwiesen, wenn  die     Bindemetallkomponente    der     Hartmetall-Legierung     aus     mind, _stens    40' Co sowie     0,1-2%        Ce    bzw.     Ce-          Mischmetall        und/oder    Y und den     Legieruagsbestandtei-          len    Ni,     Cr,    Fe, Mo und W besteht.  



  Die Erfindung soll nachstehend     @an    einigen     Aus-          führungsbeispielen    näher erläutert werden.     :Diesem    Aus  führungsbeispiel wird     ein--    übliche     Hartmetall-Legierung     der nachstehenden     Zusammensetzung    zugrunde gelegt:

    
EMI0002.0066     
  
    <B>69%</B> <SEP> WC
<tb>  17 <SEP> % <SEP> TiC
<tb>  8 <SEP> % <SEP> TaC/NbC
<tb>  6 <SEP> % <SEP> Bindemetall-Legierung       Der in dieser     Hartmetall-Legierung    enthaltene Binde  metallanteil soll die folgenden Bestandteile     enthalten:     
EMI0002.0069     
  
    <B><I>55,570</I></B> <SEP> Co
<tb>  <B>10,0/-0</B> <SEP> Ni
<tb>  <B>25,0%</B> <SEP> Cr
<tb>  1,0 <SEP> % <SEP> Fe
<tb>  7,5 <SEP> % <SEP> W
<tb>  <B>1,0%</B> <SEP> Y       Für diesen     .Anwendungsfall    kann      & auch    die folgende       Bindemetall-Legierung    Verwendung finden:

    
EMI0002.0073     
  
    64,0 <SEP> % <SEP> Co
<tb>  2,0 <SEP> % <SEP> Ni     
EMI0002.0074     
  
    26,0 <SEP> % <SEP> Cr
<tb>  1,0 <SEP> % <SEP> Fe
<tb>  <B><I>5,5%</I></B> <SEP> Mo
<tb>  1,5 <SEP> % <SEP> Y       Ein     weiteres        Ausführungsbeispiel    geht von     eirrr          Hartmetall-Legierung,        bestehend    aus  
EMI0002.0080     
  
    <B>88%</B> <SEP> WC
<tb>  5 <SEP> % <SEP> TiC
<tb>  7 <SEP> % <SEP> Bindemetall-Legierung       aus.

   Hierbei     besteht    die     Bindemetall-Legierung        raus     
EMI0002.0084     
  
    99,5 <SEP> % <SEP> Co
<tb>  0,5 <SEP> % <SEP> Ce-Mischmetall       Sofern der     Ce-Legierungsbestandteil    in Form von       Mischkristall        zugesetzt    wird, hat sich das handelsübliche       Ce-Mischmetall    mit  
EMI0002.0089     
  
    45-60% <SEP> Ce
<tb>  15-30% <SEP> La
<tb>  l0-20% <SEP> Nd
<tb>  bis <SEP> <B>10%</B> <SEP> Pr
<tb>  bis <SEP> 5 <SEP> % <SEP> Sm
<tb>  bis <SEP> 2 <SEP> % <SEP> Fe       ,als geeignet     erwiesen.     



  Die     erfindungsgemäss        zusammengesetzten        Hartme-          tall-Legierungen    weisen .auf Grund des neuen Legie  rungszusatzes eine weitaus höhere     Warmbiegefestigkeit     und     Oxydationsbestän@digkeit    gegenüber den     Hartmetall-          Legierungen    mit     gleich    hohen     karbidischem    Anteil auf.

    Auf Grund der höheren     Warmbiegefestigkeit    sind solche       Hartmetall-Legierungen    bei     gleichbleibender    Härte we  sentlich zäher und besitzen deshalb ein     besseres    Ver  schleissverhalten, so dass bei ihrer Verwendung für     Zer-          spanungsarbeiten    höhere Vorschub- und     Schnitmge-          schwindigkeit n    angewendet werden können, .die eine       wirtschaftlichere    Durchführung von     derartigen    Arbeits  verfahren ermöglichen.

Claims

PATENTANSPRUCH Harrmetali-Legierung, die aus Schwermeeallkarbiden der 1V. bis V1. Gruppe des periodischen Systems der Elemente und einer Binici2metallkomponente besteht, dadurch gekennzeichnet, dass idie Bindemet.allkompo- nie:n2#e ein oder mehrere Metalle der Seltenen Erden ent hält.

UNTERANSPRÜCHE 1. Hartmetall-Legierung nach Paentanspruch, da durch :gekennzeichnet, dass die Bindemetallkomponente 0,1-2% Ce bzw. Ce-Mischmetall und/oder Y enthält.

2. ,Hartmetall-Legierung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet .dass die Bindemetallkomponente mind,2stens 40 % Co -sowie 0,1-2 % Ce bzw. Ce-Misch- metall und/oder Y und ,die Legierungsbestandteile Ni, Cr, Fe, Mo und W enthält.