DE1758043A1 - Werkstoff von hoher mechanischer Festigkeit und Waermebestaendigkeit - Google Patents
Werkstoff von hoher mechanischer Festigkeit und WaermebestaendigkeitInfo
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Description
Anmelder: Feldmühle Aktiengesellschaft, 1799
"■"'■■'r'.^ij Düsseldorf, Fritz-Vomfelde-Platz 4
Vl-UbEN ilHLD.
:ir-NiUMMÄAnlage zur Eingabe vom 21.März I968 /
"Werkstoff von hoher mechanischer Festigkeit und Wärmebeständigkeit"
Die Erfindung betrifft Werkstoffe von hoher mechanischer
Festigkeit, insbesondere gegen Verschleiß, und großer Warmfestigkeit auf der Grundlage von Titancarbid.
Werkstoffe auf der Grundlage von Titancarbid finden wegen ihrer großen Härte bevorzugt Anwendung bei der Bestückung
von Zerspanungswerkzeugen oder in Maschinenteilen, die hohen Verschleißbeanspruchungen ausgesetzt sind, Dabei enthalten
diese Werkstoffe auf der Basis von Titancarbid üblicherweise noch Metalle der Eisengruppe, wie Eisen, Nickel und Kobalt,
um ihnen zusätzlich zu ihrer großen Härte auch eine genügende Zähigkeit und Wärmebeständigkeit zu verleihen. Bei der Herstellung
dieser Werkstoffe wird im allgemeinen von pulverförmiger Mischungen des Titancarbids mit diesen .Metallen ausgegangen,
diese durch Pressen in Formkörper überführt und bei Temperaturen über 14OO°C gesintert.
Es hat sich jedoch insbesondere bei der Herstellung solcher Formkörper auf der Basis von Titancarbid ergeben, daß sie nicht
zu einem vollkommen dichten und damit porenfreien Formkörper gesintert
werden können und damit in ihrer Festigkeit noch nicht das theoretisch mögliche Optimum erreichen. Überraschenderweise
hat sich nun gezeigt, daß sich die Eigenschaften von Werkstoffen auf der Grundlage von Titancarbid unter Zusatz von Metallen der
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Eisengruppe, insbesondere ihre mechanische Festigkeit gegen Verschleiß und ihre Warmfestigkeit dadurch erheblich steigern
lassen, daß den Metallen der Eisengruppe zusätzlich Titan und/oder Zirkon im Mengenverhältnis zwischen 10 und 80 Gew.^,
bezogen auf den Gesamtmetallgehalt, zulegiert ist. Bevorzugt geeignet sind solche Werkstoffe, bei denen Titan bzw. Zirkon
10 - 40 Gew.% vom Qesamtmetallgehalt ausmacht. Der Begriff
Gesamtmetall schließt nicht ein die Metallcarbide des Werkstoffes, Im Werkstoff selbst sind die Metallcarbide aber der überwiegende
fc Anteil.
Durch den erflndungsgemäßen Gehalt an metallischem Titan bzw.
Zirkon wird die Dichte des Werkstoffes beträchtlich erhöht und es nimmt sowohl die mechanische Festigkeit als auch die
Wärmebeständigkeit in erheblichem Maße zu, so daß sich dieser
neue Werkstoff hervorragend eignet für Gleitlager, Schneidwerkzeuge u.a. Teile, bei denen das Verschleißproblem von
ausschlaggebender Bedeutung 1st.
Die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Werkstoffes lassen
sich weiter dadurch variieren und steigern, daß zusätzlich
zu den Metallen der Eisengruppe und des Titans bzw. Zlrkons W außerdem noch Metalle der 6.Nebengruppe des Periodischen
Systems der Elemente, wie Anteile an Wolfram, Chrom und Molybdän in Mengen von 2-50 Gew.% bezogen auf Gesamtmetall
zulegiert sind. Das wirkt sich insbesondere in einer Steigerung der Schlag- und Schwingungsfestigkeit aus.
Bei der Hectellung der Werkstoffe nach der Erfindung geht man
vorzugsweise von pulverförmigen Mischungen der Ausgangs%iterialien aus, die zu Formkörpern verpreßt und bei Temperaturen
über l400°C in einer Wasserstoffatmosphäre oder im Vakuum
gesintert werden. Dabei kann das erfindungsgemäß mitverwendete . Titan bzw. Zirkon sowohl als Metall als auch in der Form der
Hydride verwendet werden· ·
009884/0866
Zweckmäßig geht man bei der Herstellung der Werkstoffe von vornherein von einer Legierung der Metalle der Eisengruppe
und des Titans bzw. Zirkons und der eventuell weiteren metallischen Komponenten ,wie Wolfram, Chrom und Molybdän,aus.
Unter bestimmten Voraussetzungen und zur Erzielung besonders dichter Formkörper kann es Jedoch auch vorteilhaft sein,
wenn alle Einzelkomponenten im Gemisch vorliegen und die Legierung zwischen den Metallen der Eisengruppe und dem
Titan bzw. Zirkon erst beim eigentlichen Sintervorgang vorgenommen wird, weil sich damit eine gewisse Anreicherung des
Titans bzw. Zirkons gerade in den Übergangszonen zwischen Titancarbid bzw. Zirkoncarbid und den Metallen der Eisengruppe
erzielen läßt.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand zweier Beispiele
näher beschrieben, ohne daß eine Beschränkung auf diese spezielle Zusammensetzung und die besonderen Mengenverhältnisse
damit ausgedrückt ist.
Zu 85 Gew.%, fein verm^hlenem Titancarbid wird eine Legierung
aus 8 Gew.^. Titan, 5 Gew.% Kobalt, 1 Gew.^. Eisen und
1 Gew.Ji. Chrom, die ebenfalls in fein pulverisierter Form
vorliegt, zugemischt, daraus unter Anwendung eines üblichen Bindemittels auf organischer Grundlage Sinterkörper gepreßt
und anschließend bei einer Temperatur von in einer Wasserstoffatmosphäre gesintert.
und anschließend bei einer Temperatur von 1550 C für 60 Minuten
Beispiel 2;
70 Gew.#. Titancarbid, 5 Gew.#. Wolframcarbid, 10 Gew.#. Molybdän,
IO Gew.£.. Nickel und 5 Gew.% Titanhydrid werden in
fein YKirfcFltfcy pulverisierter Form gemischt, nach Anteigen
mit Bindemittel zu Formkörpern verpreßt und bei 15000C im
Vakuum für 30 Minuten gesintert.
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Claims (5)
1. Werkstoff von hoher mechanischer Festigkeit, insbesondere
gegen Verschleiß, und großer Warmfestigkeit auf der Grundlage von Titanoarbid unter Zusatz von Metallen der Elsengruppe,
dadurch gekennzeichnet, daß den Metallen der Eisengruppe
zusätzlich Titan und/öder Zirkon im Mengeverhältnis zwischen 10 und 8o Gewichtsprozent, bezogen auf Gesatntmetall, zulegiert
1st.
2. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem
Werkstoff zusätzlich zu den Metallen der Eisengruppe und zum Titan bzw. Zirkon außerdem noch Metalle der 6. Nebengruppe
des Periodischen Systems der Elemente In Mengen von 2 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf Gesamtmetall zulegiert sind«
3. Verfahren zum Herstellen von Werkstoffen nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß pulverförmige Mischungen der Auegangsmaterialien zu Formkörpern verpreßt und bei
Temperaturen über l400°C in Wasser stoff atmosphäre oder im
Vakuum gesintert werden.
4. Verfahren zum Herstellen von Werkstoffen nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Legierung der Metalle der Eisengruppe mit Titan bzw. Zirkon und eventuell weiteren
metallischen Komponenten bei der Herstellung der Formkörper eingesetzt wird.
5. Verfahren zum Herstellen von Werkstoffen nach Anspruch 1
und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalle dor Eisengruppe
und des Titans bzw. Zirkons dem pulverförmigen Titancarbid
als Gemisch zugesetzt werden.
009884/0866
BAD ORIGINAL
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