DE2110520A1

DE2110520A1 - Verfahren zum Herstellen von einen UEberzug aufweisenden zementierten Karbidgegenstaenden

Info

Publication number: DE2110520A1
Application number: DE19712110520
Authority: DE
Inventors: Akio Hara; Shuji Yazu
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1962-02-24
Filing date: 1971-03-05
Publication date: 1971-09-30
Also published as: DE2110520C3; DE2110520B2; US3932231A; GB1348844A

Description

Patentanwalt Dipl.-Phys. Gerhard Liedl 8 München 22 Steinsdorfstr. 21-22 Tel. 29 84

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ELECTRIC INDUSTRIES LTD. 15, 5-ehome, Kitahama, Higashi-ku, Osaka, Japan

Verfahren zum Herstellen von einen Überzug aufweisenden zementierten Karbidgegenständen

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Herstellen von zementierten Karbidgegenständen mit einem Titankarbid enthaltenden Überzug, insbesondere zum Herstellen von auf Tungstenkarbidbasis zementierten Schneidwerkzeugen.

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Zementierte Karbide sind gesinterte Werkstoffe, die eine hohe Zähfestigkeit haben und ein oder mehrere Metallkarbide (z.B. Tungsten-, Titan-, Niob- und Tautalkarbid) enthalten sowie mittels eines Metalles der Eisengruppe, vorzugsweise Kobalt, zementiert sind. Yfenn solche zementierten Karbide als Schneidwerkzeug verwendet werden, ist es wichtig, die Verschleißfestigkeit zu erhöhen, da die Lebensdauer des Schneidwerkzeugs von der Abnutzung der Schneidkante abhängt. In neuer Zeit sind Cermete' entwickelt worden, die hauptsächlich aus Titankarbid (das eine ausgezeichnete Wärme- und Verschleißfestigkeit besitzt) und Molybdän bestehen und mit Nickel zementiert sind. Diese Legierungen auf Titankarbidbasis haben jedoch im Vergleich zu den gewöhnlichen auf Tungstenkarbidbasis zementierten Karbiden eine zu geringe Zähfestigkeit.

Es wurde eine Reihe von Vorschlägen bekannt, die zementierten Karbide mit einem Überzug ais titankarbidreichem zementierten Karbid oder Titankarbid zu überziehen, beispielsweise in der Weise, daß eine Titankarbid enthaltende Schicht unter Druck auf der Oberfläche eines grünen Preßlings aus einer Legierung auf Tungstenkarbidbasis aufgetraben und anschließend bei einer Sintertemperatur erhitzt wird (japanische Patentschrift Nr. 18 046/1969), oder daß Titankarbid gasplattiert wird, wobei ein Gemisch aus Wasserstoff

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und Iitantetrachlorid enthaltendem Methan verwendet wird (US-PS 2 962 588, PR-PS 1 525 512 und schwedische Patentschrift 318 167). Bei diesem Verfahren sind jedoch Herstellungsschwierigkeiten unvermeidlich. Insbesondere das letztgenannte Verfahren hat den Nachteil, daß die Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens notwendigerweise kompliziert und teuer ist, und daß es sehr lange dauert, "bis man eine Plattierschicht einer Dicke von mehr als 10 Mikron erhält,

Ferner sind als Verfahren zum Beschichten schwerschmelzender Metalle, Graphite und Stähle mit Legierungen auf Titankarbidbasis das Plasmaschmelzspritzen und das Elektroplattieren "bekannt. Bei dem Plasmaschmelzspritzen sind die Haftfestigkeit zwischen dem Grundkörper und dem Überzug sowie die Festigkeit des Überzugs nicht groß genug. Dieses Verfahren kann ferner auf Grundkörper komplizierter Gestalt nicht angewendet werden und erfordert einen erheblichen apparativen Aufwand. Beim Elektroplattieren erfolgt das Abscheiden von Karbidkörnern (beispielsweise Titankarbid) gleichzeitig mit einer Elektroplattierung eines Bindemetalls (beispielsweise Nickel), was zur Folge hat, daß der Anteil des Binderaetalls in dem Überzug zu groß wird, so daß der dabei entstehende Gegenstand als Schneidwerkzeug nicht geeignet ist.

Ferner ist die Verwendung von elektrophoretischer Abscheidung bekannt (japanische Patentschrift Nr. 8 951/1963,

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. US-PS 3 171 192 und »Journal of the Electrochemical Society», Vol.109, Nr.10, Seiten 923-927). Das Verfahren gemäß der japanischen Patentschrift Nr. 8 951/1963 ist allein darauf gerichtet, die Mikroporen eines gesinterten Metalls mit einem festen Pulver zu füllen, wogegen die Zeitschrift "JES" wissenschaftliche Untersuchungen über die Abhängigkeit zwischen Strom und Spannung aeigt, die die Abscheidungsgeschwindigkeit bei der elektrophoretisch^ Abscheidung beeinflußt, USWe Bei dem Verfahren gemäß der US-PS 3 I7I 192 werden

™ karbidfreie schwere Metalle als Werkstoff des Grundkörpers und ein Pulvergemisch aus lungstenkarbid und einem Bindemetall der Bisengruppe (entsprechend der Zusammensetzung der gewöhnlichen auf TungstenkarbLdbasis zementierten Karbide) als Auflagewerkstoff verwendet. Die auf diese Weise hergestellten zusammengesetzten Gegenstände (z.B. Schneidwerkzeuge und Gießformen) haben gewöhnlich eine Diffusionsschicht (Zwischenschicht) von mehr als 25 Mikron zwischen dem Überzug und dem Grundkörperj die Diffusionsschicht be-

fc steht aus intermetallischen Verbindungen aus [Tungsten, Sobald, Nickel usw., die sehr spröde sind. Diese zusammengesetzten Gegenstände sind daher hinsichtlich ihrer Verschleißfestigkeit, Haftfestigkeit des Überzuges und Zähfestigkeit nicht immer zufriedenstellend.

In der US-PS 5 475 161 ist die Verwendung eines Tauchbades -beschrieben, das aus einem Lösungsmittel, einem organischen

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- Bindemittel und Partikeln für die Herstellung des Überzuges besteht. Die Haftfestigkeit des auf diese Weise hergestellten Überzuges ist 3^edoch nicht groß genug.

Durch die Erfindung soll ein Verfahren zum Herstellen von zementierten Karbidgegenständen mit einem !Ditankarbid enthaltenden Überzug hoher Verschleiß- und Wärmefestigkeit hergestellt werden, das die Nachteile der oben erwähnten Verfahren vermeidet, Insbesondere soll ein Verfahren angegeben " werden, bei dem die nach diesem Verfahren hergestellten Gegenstände, insbesondere Schneidwerkzeuge, die Vorzüge der auf lungstenkarbidbasis zementierten Karbide und der auf Titankarbidbasis zementierten Karbide in sich vereinigen. Dies wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch Verwendung der Elektrophorese auf einem G-rundkörper oder Substrat aus auf Tungstenkarbidbasis zementierten Karbiden ein hauptsächlich aus Titankarbid bestehender harter Überzug gebildet. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bleibt die dea auf lungstenkarbidbasis zementierten Karbiden eigene Zfi3ifestigkeit erhalten.

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Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gegenstände sind für vielerlei Zwecke verwendbar, beispiels weise als Schneidwerkzeuge, Gießformen, Ventile, Lager und dergleichen.

Kurz gesagt, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein auf Tungstenkarbidbasis zementiertes Karbid durch Elektrophorese mit einem Titankarbid enthaltenden feinen Pulver beschichtet und anschließend erhitzt, wodurch ein gleichmäßiger und dichter Überzug, der hauptsächlich aus Titankarbid besteht, gebildet wird.

Als feines Pulver, das eine Korngröße von 20 Mikron oder weniger aufweist und 5056 oder mehr Titankarbid enthält, wird vorzugsweise Pulver verwendet, das aus Titankarbid allein oder Titankarbid und 5$ bis 30# Molybdän und/oder Molybdänkarbid besteht, wobei gegebenenfalls 1# bis 30# Chrom-, Vanadium-, Tantal-, Mob-, Zirkonium-, Hafnium- W karbid und Substanzen, die unter den Reaktionsbedingungen diese Karbide bilden, zugesetzt werden. Kombinationen aus Titankarbid und 1$ bis 50$ eines oder mehrerer dieser Karbide können ebenfalls verwendet werden. Besonders vorteilhaft sind feinverteilte Gemische aus Titankarbid, T# bis # Tantalkarbid und einer feinverteilten Pestlösung derselben. Das feine Pulver wird im allgemeinen - beispielsweise unter

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Verwendung einer Kugelmühle - durch Pulverisieren und Miechen eines Ausgangspulvers oder pulvrigen Gemische der obigen Zusammensetzung hergestellt, wobei dem Pulver eine Durchschnitt skorngröße von 20 Mikron oder weniger gegeben wird. Gegebenenfalls kann Kohlenstoffpulver zugesetzt werden.

Das hierbei entstehende ■ Titankarbid enthaltende Pulver wird in einer Flüssigkeit dispergiert, die hauptsächlich aus einem organischen Lösungsmittel, vorzugsweise Alkohol, wie beispielsweise Äthylalkohol, Methylalkohol oder Isopropylalkohol, Keton wie beispielsweise Methyläthylketon oder Methylisobutylketon, Nitroparaffin wie beispielsweise Nitromethan oder Nitroäthan oder halogenierter Wasserstoff wie beispielsweise Methylenchlorid oder Trichloräthylen besteht. Ein Einsatz aus auf Tungstenkarbidbasis zementiertem Karbid wird als die eine Elektrode in die Dispersion eingetaucht, und es wird dann eine Gleichstromspannung von 10 V - 500 V an den Einsatz angelegt, wodurch das feine Pulver auf der Oberfläche des Einsatzes elektrophoretisch abgeschieden wird. Kleine Mengen Protein und Harz» die bei der elektrophoretischen Abscheidung üblicherweise verwendet werden, können zugesetzt werden, um die Haftfähigkeit des elektrophoretisch abgeschiedenen feinen Pulvers sowie die Festigkeit der abgeschiedenen Schicht selbst zu erhöhen.

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Um einen hochverschleißfesten und dichten Überzug zu erhalten, sollte das Titankarbid enthaltende feine Pulver eine Korngröße von 20 Mikron oder weniger haben. Falls die Korngröße nämlich mehr als 20 Mikron beträgt, ist es nicht nur schwierig, das Pulver in der Dispersion während der Elektroabscheidung in gleichmäßig suspendiertem Zustand zu halten, sondern auch die Sintereigenschaft ist schlecht, und es ist dann schwierig, durch im Anschluß an die elektrophoretische Abscheidung erfolgende Erhitzung einen vollständig dichten Überzug zu erhalten. Wie an sich bekannt, hängt die Spannung bei der elektrophoretischen Abscheidung üblicherweise von dem Potential des abzuscheidenden Materials in einem Dispersionsmedium ab; hinsichtlich der Elektrophorese von Titankarbid oder Zusammensetzungen, die hauptsächlich aus Titankarbid bestehen, gibt es jedoch noch keine Untersuchungen.

Es wurde nun überraschenderweise festgestellt, daß eine Gleichstromspannung von etwa 100 Volt ausreicht, um eine abgeschiedene Schicht gewünschter Dicke aus oder mit Titankarbid zu erhalten, wenn man eine gemischte Lösung aus Isopropyalkohol und Nitromethan als Dispersionsmittel verwendet und 1% Protein (bezogen auf das Gewicht des feinen Pulvers) zusetzt. Diese Spannung ist ungewöümlich niedrig, wenn man bedenkt, daß bei nicht wäßrigen Dispersionen Spannungen

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von 300 V oder mehr üblicherweise verwendet werden. Die Elektroabscheidung des Titankarbid wird durch das erfindungs· gemäße Verfahren ermöglicht.

Bei einer Spannung von weniger als 10 V ist die Menge der Abscheidung zu gering, wogegen bei einer Spannung von mehr als 500 V eine verhältnismäßig hohe Dielektrizitätskonstante die Folge ist, so daß Gas auf der Oberfläche des abgeschiedenen Materials erzeugt wird, wodurch die Menge der Abscheidung verringert und ihre Qualität verschlechter wird.

Die Konzentration des Titankarbid enthaltenden feinen Pulvers in der Dispersion während der elektrophoretischen Abscheidung hängt von der gleichförmigen Abscheidungsleistung des abgeschiedenen Films und der Degradation des abgeschiedenen Films aufgrund einer Aggregation des Pulvers in dem Dispersionsmittel ab. Die Dispersionskonzentration sollte vorzugsweise in einem Bereich von 3$ bis 50$ liegen, da bei einer kleineren Konzentration die Abscheidungsmenge zu ge-

ring/und bei einer größeren Konzentration die Gleichförmigkeit der Abscheidung und die Qualität des abgeschiedenen Filmes nicht aufrechterhalten werden können.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die zementierten Karbide nach der elektrophoretischen Abscheidung bei einer ·

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Temperatur von 1260° Ms 155O⁰C in Vakuum oder in einer reduzierenden bzw. inerten Atmosphäre reduziert, wodurch die Titankarbid enthaltende abgeschiedene Schicht mit der Oberfläche der zementierten Karbide fest "verklebt" und etwas Bindemetall (gewöhnlich Kobalt) von den zementierten Karbiden an diese Schicht abgegeben wird, wodurch ein dichter Titankarbid enthaltender Überzug entsteht. Bei einer Temperatur von weniger als 126O⁰C ist das Sintern des Titankarbid ent-

* haltenden Überzuges nicht ausreichend und die Verschleißfestigkeit verhältnismäßig gering. Dies hängt damit zusammen, daß die Temperatur, bei der die Flüssigkeitsphase des TiC-Co-Systems erreicht wird, ungefähr bei 1260⁰C liegt. Das bedeutet, daß bei einer niedrigeren Temperatur kein Bindemetall von dem Grundkörper aus zementiertem Karbid abgeschieden wird und die Sinterung des Überzuges nicht voranschreitet. Wenn, die Heiz temperatur erhöht wird, erfolgt allmählich das Sintern des Überzuges, und bei etwa 135O⁰C erhält man einen vollständig dichten Überzug. Wenn die Heiz-

™ temperatur mehr als 155O⁰C beträgt, können eine Verschmutzung und Verformung des Grundkörpers eintreten, da die Sintertemperatur des G-rundkörpers gewöhnlich niedriger ist.

Die Überzugdicke kann je nach dem betreffenden Gegenstand verändert werden. Wenn "Wegwerf"-Schneideinsätze beschichtet werden, wird eine Überzugdichte von 3 bis 30 Mikron bevorzugt

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Die Verschleißfestigkeit eines Schneideinsatzes nimmt mit zunehmender Überzugdicke langsam zu, aber die Zähfestigkeit des Einsatzes selbst nimmt manchmal ab, wenn die Dicke des Überzuges zu groß ist. Es wurden Messungen der Querreißfestigkeit (transverse rupture strength , die im folgenden kurz als T.R.S. bezeichnet wird) eines P 15 zementierten Karbides (67 WC-26(TiC-TaO)-7Co) unter Verwendung einer T.R.S.-Probe aus zementiertem Karbid (4 x 8 χ 25 mm, JIS Standard) durchgeführt. Hierbei ergab ein Grundkörper ohne Überzug einen Wert von 145 kg/mm , wogegen ein Grundkörper mit einem erfindungsgemäßen Überzug von etwa 5 Mikron einen

Wert von 135 kg/mm und ein Grundkörper mit einem Überzug

von etwa 30 Mikron einen Wert von 100 kg/mm ergaben. Wie in Fig.2 gezeigt, besteht auch zwischen den Proben, die mit Titankarbid allein (Kurve 1) und mit TiC-IOMOgC-iOTaC-IONi (Kurve 2) oder mit TiC-10Mo₂C-5Cr₅C₂-5TaC-10 Ni (Kurve 3) bei einer Überzugdicke von 5 Mikron beschichtet sind, ein Unterschied im Wert-der T.R.S. von etwa 60 kg/mm j hierbei wurde eine T.R.S.-Probe (4· x 8 χ 25 mm, JIS Standard) eines P 30 zementierten Karbides (75WC-15(TiC-TaC)-IOCo) als Grundkörper verwendet. In jedem Fall nimmt der T.R.S.-Wert bei Größerwerden der Überzugsdicke beträchtlich ab. Wie aus diesen Ergebnissen hervorgeht, sollte die Überzugdicke im Hinblick auf die Zähfestigkeit nicht zu groß gemacht werden, soweit dies im Hinblick auf die Verschleißfestigkeit tragbar

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ist· Selbstverständlich kann die Überzugdicke auch größer gemacht werden, wenn es allein auf die Verschleißfestigkeit ankommt. Wenn eine große Verschleißfestigkeit des Grundkörpers erwünscht ist, ohne daß dadurch seine Zähfestigkeit verringert wird, können, wie o"ben erwähnt, eine oder mehrere Drittkomponenten zugesetzt werden*

Die bevorzugte Dicke des Überzuges liegt zwischen 3 und 50 Mikron; eine Dicke von mehr als 100 Mikron sollte vermieden werden, da sie häufig Sprünge im Überzug hervorruft, und zwar aufgrund der Tatsache, daß sich der Grundkörper beim im Anschluß an die Elektrophorese erfolgenden Erhitzen auf 1260° - 155O⁰C thermisch ausdehnt, wogegen der Überzug sintert und somit schrumpft.

Wenn ein Grundkörper aus einem auf Tungstenkarbidbasis zementierten Karbid gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem Überzug versehen wird, verringert sich die Zähfestigkeit des Grundkörpers etwas, da die Zähfestigkeit des Überzuges - wie bei harten chromplattierten Stahlgegenständen - wesentlich geringer als die des Grundkörpers ist, wobei sich die Zähfestigkeit und die Dauerfestigkeit verringern. Ein zweckmäßiger Weg, die Zähfestigkeit solcher zusammengesetzten Gegenstände zu erhöhen, besteht daher darin, die Zähfestigkeit des Überzuges so groß wie möglich

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zu machen. Wenn der Elastizitätsmodul E^ des Grundkörpers größer als der Elastizitätsmodul Eg des Überzuges ist, erhält man die in Pig. 1 gezeigte Beziehung zwischen Spannung und Dehnung, wobei die Kurve 1 für den Grundkörper und die Kurve 2 für den Überzug'gelten. Die Spannungs-Dehnungs-Kurve ist im wesentlichen linear, da die zementierten Karbide und Karbid berücksichtigt werden. Überdies sei angenommen, daß der Überzug dünn genug und seine Dehnung auf den Grundkörper beschränkt ist. In diesem Pail ruft eine bestimmte Zugkraft P unterschiedliche Spannungen in dem Überzug und in dem Grundkörper hervor, wobei die Spannung des Überzuges kleiner ist. Wenn auch der Überzug für sich allein bereits bei einer niedrigen Spannung zerstört wird, wird aufgrund des Obengesagten die Kraft von beiden aufgenommen, bo dad ihre Dehnung gleich und somit die Festigkeit des mit einen überzug versehenen Gegenstandes selbst sehr hoch ist« Wenn jedoch •der Grundkörper aus zementierten Karbiden, die wegen ihrer Sprödigkeit einer erhöhten Bruchgefahr ausgesetzt sind, besteht, führen Sprünge in dem Überzug (A) zu einem Bruch des gesamten Gegenstandes. Wenn somit die Bruchfestigkeit des Überzuges weiter erhöht wird, kann die Festigkeit des gesamten Gegenstandes im wesentlichen gleich der des Grund-

wie
körpers sein,/beispielsweise durch B in E¹Ig. 1 gezeigt.

Auf Tungstenkarbidbaslfl zemenbLerbe Karbide, wie oie gemäß der Erfindung für den O-runilkörper verwende b v/erden und die

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705ε "bis 9656 (bezogen auf das Gewicht) Tungstenkarbid enthalten, haben einen Elastizitätsmodul von 45-70 χ 1 Crkg/mm , wogegen Titankarbid einen Elastizitätsmodul von 32 χ 10^ kg/mm² und Molybdän-, Vanadium-, Tantal-, Niob-, Zirkonium-, Hafnium- und Chrom-Karbid einen Elastieitätsmodul von weniger als 40 χ 10^ kg/mm haben.

Der bei den erfindungegeraäßen Verfahren verwendete Grund- * körper besteht aus auf Tungstenkarbidbasis zementierten Karbiden, die das System VC-Co oder ein anderes Metall der Eisengruppe enthalten, gegebenenfalls mit einem Zusatz an Titan-, Tantal«, Niob-, Hafnium-, Zirkonium-, Chrom- und Vanadium-Karbid, Dies bedeutet, daß die Zusammensetzung des Grundkörpers (die je nach Verwendungszweck verändert werden kann) aus 10% bis 96* Tungitenkarbid und Kf bis 30]( Kobalt besteht, wobei gegebenenfalls bis au 50?ί des Tungetenkarbids von einem oder mehreren Karbiden von Titan, Tantal, Niob, Hafnium, Zirkonium, Chrom und Vanadium ersetzt werden kann. ™ Andere Metalle der Eisengruppe einschließlich ihrer Legierungen können statt des Kobalts verwendet werden.

Da der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete G-rund— körper von zementierten Karbiden gebildet wird, die hauptsächlich aus Tungstenkarbid bestehen, ist im Gegensatz zu dom Grundkörper gemäß der US-PS 3 171 192, der aua karbid-

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freien Metallen "besteht, zwischen dem Grundkörper und dem Überzug keine fremde Grenzphase vorhanden. Dies rührt möglicherweise von der Tatsache her, daß sowohl der Überzug wie auch der Grundkörper eine genügend große Kohlenstoffkonzentration aufweisen, die erforderlich ist, um eine gesunde Karbidphase oder Karbid-Bindemetall-Phase zu bilden. Auch bei dem Verfahren, bei dem Titankarbid auf der Oberfläche zementierter Karbide in Gasphase plattiert wird, entsteht eine sehr spröde Y\-Phase an der Grenze zwischen dem Überzug und·dem Grundkörper, und die Zähfestigkeit eines nach diesem Verfahren hergestellten Gegenstandes ist daher niedriger als bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren können Gegenstände mit ausreichender Verschleiß- wie auch Zähfestigkeit selbst dann erhalten werden, wenn für das feine Pulver mit einer Korn größe von 20 Mikron oder weniger allein Titankarbid-Pulver verwendet wird; je nach dem Verwendungszweck der herzustellenden Gegenstände kann jedoch dem oben erwähnten Titankarbid ein dritter Werkstoff, für den weiter unten Beispiele angegeben werden, zugesetzt werden, wodurch ein wünschenswerter Grad an Verschleiß- und Zähfestigkeit erzielbar ist. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Überzug besteht hauptsächlich aus Titankarbid, ist jedoch etwas mit Fremdkörpern wie Tungsten, Kobalt und Eisen verschmutzt, was

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τοπ der Pulverisierung des Ausgangsmaterials und ferner daher rührt,, daß Tungsten, Kobalt, Tantal und Ulob aus äeiL zementierten Karbiden des Grundkörpers während der Erwärmung in den Überzug diffundiert, was selbst dann der . Fall ist, wenn. Titankarbid-Pulver allein verwendet wird. Durch Zusetzen des dritten Werkstoffs wird natürlich dieser Werkstoff ebenfalls in den Gegenstand eingearbeitet _t ao daß er eine kompliziertere Zusammensetzung erhält»

^ Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Pulver, das Titankarbid und 5$ "bis 50$ Molybdän und/oder Holybdänkarbid enthält, als Ausgangsmaterial verwendet. Hierbei ergeben sich eine höhere. Zähfestigkeit und bessere Schneideigenschaften des Gegenstandes als bei Verwendung von Titankarbid allein· Der Grund hierfür dürfte in folgendem liegen; Die elektrophoretisch abgeschiedenen Titankarbid-Körner sintern, während des Erwärmens mit Hilfe eines Bindemetalls, das aus dem Grundkörper ausgeschieden wird. Das Vorhandensein von Molybdän dient bekanntlich dazu, die Benetzungseigenschaften' zwischen dem Metall der Eisengruppe und Titankarbid zu verbessern, wodurch die Korngröße des Titankarbids während des Sinterns fein verteilt wird,, Wenn die Titankarbid-Körner fein sind, wird die Härte erhöht. Je feiner die Titankarbid-Kristallkörner sind, umso besser ist die Festigkeit des gesinterten Titankarbids. Die Wirkung, die das Zusetzen

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von Molybdän hat, läßt sich mit diesem Phänomen erklären. Wenn mehr als 5$ .Molybdän zugesetzt werden, ergibt sich nicht die oben beschriebene Wirkungj wenn mehr als 30$ zugesetzt werden, wird zwar die Benetzungseigenschaft verbessert, aber überschüssiges Molybdän wird in dem Titankarbid aufgelöst, so daß der größte feil der Titankarbid-Kristalle in Perm einer Festlösung von (Ti, Mo)G und nicht von TiO vorliegt. Diese Pestlösung-Kristalle haben eine geringere Härte als die von Titankarbid, was zu einer Verringerung der Verschleißfestigkeit führt.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Pulver yer«· wendet, das Titankarbid und 1?6 bis 50$( Tantalkarbid enthält» Auch in diesem Fall sind die Schneideigenschaften des Gegen-. Standes besser als bei Verwendung von Titankarbid alltin. Bas Ausgangsmaterial kann durch Mischen seiner Pulver oder durch Zubereiten einer pulvrigen Pestlösung aus Titankarbid ' und Tantalkarbid hergestellt werden. Durch Versuche wurde festgestellt, daß die Verwendung einer pulvrigen Pestlösung aus Titankarbid und Tantalkarbid zu besseren Ergebnissen führt; der Unterschied ist jedoch unerheblich, insbesondere im Hinblick darauf, daß die Herstellung der Festlösung zusätzliche Kosten mit sich bringt. Der G-rund, daß der Anteil des Tantalkarbids auf λ°/ο bis 50^ beschränkt Ist, liegt darin, daß sich bei weniger als 1⁽;S die durch Zusetzen des Tanbal-.

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karbids beabsichtigte Wirkung nicht einstellt und bei mehr als 50$ die Verschleißfestigkeit verringert (vergleiche das weiter unten angegebene Beispiel 6, insbesondere !Tabelle 2). Andererseits zeigt eine metallographische Untersuchung des Überzuges, daß die Neigung zur Feinverteilung der Titankarbid-Körner von einem Anteil von 10$ Tantalkarbid an bemerkenswert 1st, was eine Erhöhung der Zähfestigkeit isur Folge haben dürfte.

Bei einem weiteren Aueführungsbeispiel wird alβ Auegangematerial ein Pulver verwendet, das Titankarbid oder Titankarbid und bis *u 30% Molybdän und/oder Molybdänkarbid sowie 1ji bie 5OJi Chrom-, Vanadium-, Tantal-, Niob-, Zirkonlum- und Hafnium-Karbid und Substanzen, die bei den Reaktionsbedingung·]! dl··· Karbide bilden können, besteht, wobei gegebenenfalls 1jt bis 30Jt Nickel oder Cobalt «ugeeetzt werden· In diesen fall ist die T.R.S. wesentlich größer als bei Verwendung von Titankarbid allein (Fig.2), was vermutlich W daher rührt, daß Gase wie Sauerstoff und Stickstoff durch Bildung einer Pestlösung mit diesen Karbiden in dem Titankarbid freigesetzt und das Anwachsen der Titankarbid-Körner durch das Vorhandensein dieser Karbide unterdrückt wird, wodurch die Zähfestigkeit erhöht wird. Besonders vorteilhaft isb die Verwendung eines Pulvers, das Titankarbid, 1?£ bis 3O^c/4 Molybdän und/oder Molybdänkarbid, ]'}!> bi« $0$ Chrom und/

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oder Chromkarbid und 1$ bis 3O# Nickel enthält. Hierdurch wird die Zähfestigkeit noch weiter erhöht, die somit höher als bei Verwendung von Titankarbid allein oder Titankarbid und Molybdänkarbid ist. Das Vorhandensein von Chrom oder Chromkarbid verhindert das Wachstum der Titankarbid-Körner, das insbesondere durch Molybdän und Molybdänkarbid gefördert wird. Wenn die Titankarbid.-KÖrner fein sind, wächst die Härte, und die Festigkeit der gesinterten Legierung wird größer, wie oben erwähnt. Bei mehr als 3O# verringert eich die Zähfestigkeit des Titankarbids. Außerdem können diese Karbide von Nickel gut behetzt werden, so daß ein dichter Überzug gebildet wird.-Wenn insbesondere Chrom zugesetzt wird, wird das Chrom ebenfalls im Nickel aufgelöst, wodurch eine hochwärmefeste ⁿHaftphase» entsteht; mehr als 3O# Nickel hat jedoch eine Verringerung der Verschleißfestigkeit zur Folge.

Im folgenden werden einige konkrete Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben. In den Figuren zeigen:

Figur 1 ein Spannungs-Dehnungs-Schaubild eines Grundkörpers aus auf Tungstenkarbidbasis zementierten Karbiden und eines Überzuges aus Titankarbid (die Markierungen χ zeigen jeweils Bruchwerte des Grundkörpers und der Überzuges),

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Figur 2 die Beziehung zwischen der überzugdicke (horizontale Koordinate in Mikron) und der Querreißfestigkeit (.vertikale Koordinate in kg/mm ) eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gegenstandes,

Figuren die Abhängigkeit der Flankenabnutzung bzw, 3 und 4

Kratertiefe von der Schneidzeit.

Beispiel 1 :

Ein Gemisch aus -200 Maschen (mesh)-Titankarbid-Pulver und 0,3$ Kohlenstoff-Pulver wurde 2 Tage lang in Isopropylalkohol pulverisiert und anschließend getrocknet. 5 g des Pulvergemisch^ wurden in einer Lösung aus 50 ml Methylenchlorid, 30 ml Isopropylalkohol und 20 ml Nitromethan dispergiert. 0,1 g Prolamin wurde zugesetzt,und es wurde 10 Stunden lang gerührt. Eine Nickelplatte wurde als Anode und ein von einem dünnen Kupferdraht gehaltener Einsatz aus P 15 zementierten Karbiden (12,7 mm Länge und Breite, 4,8 mm Dicke) als Kathode verwendet. Ein Gleichstrom von 100 V und 3 Milliampere wurde zur Durchführung der Elektrophorese 30 Sekunden lang an die Elektroden angelegt. Der auf diese Weise beschichtete Einsatz wurde in einem Trocknungsofen getrocknet und in einem Vakuumofen (10 mmHg)

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1- Stunde lang auf 1400 C gehalten, wodurch ein völlig dichter und gleichmäßiger Überzug von etwa 20 Mikron erzielt wurde.

Der Einsatz wurde dann Schneidversuchen mit den folgenden Daten unterzogen:

Werkstück : SK 5 (0,8$ bis 0,9$ C-Stahl)

Schneidgeschwindigkeit : 110 m/min

Schneidtiefe : 2 mm -

Vorschub : 0,37 mm/ü

Werkstück : SCM 3 (Stahl mit O,33?& bis 0,38^0,

0,60$ bis 0,87$ Mn, 0,90# bis 1,2$ Cr, 0,25$ Ni, 0,15$ bis 0,30# Mo)

Schneidgeschwindigkeit : 180 m/min

: 2 mm

Schneidtiefe
Vorschub

: 0,24 mm/U

Die Ergebnisse sind in den Pign. 3 und 4 (Kurve 1) dargestellt, in denen die Flänkenabnutzung (A) und die Krater- · tiefe (B) über der Schneidzeit (A und B) aufgetragen sind· Zum Vergleich sind die entsprechenden Werte eines Einsatzes aus P 15 zementierten Karbiden (Kurve 2) und einem handeis-.

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üblichen Cermet auf Titankarbidbasis (Kurve 3) dargestellt. Wie aus Fign. 3 und 4 ersichtlich, ist der Einfluß des erfindungsgemäßen Titankarbid-Überzuges auf die Flankenabnutzung und die Kratertiefe im Vergleich zu dem überzugfreien Einsatz ganz erheblich.

Bei einem Einsatz aus Cermet auf Titankarbidbasis (TiC-13Ni-13Mo), der einem Schneidversuch mit folgenden Daten ^ unterzogen wurde:

Werkstück : FC 25 (Gußeisen)

Schneidgeschwindigkeit: 150 m/min

Schneidtiefe : 2 mm

Vorschub : 0,258 mm/U,

betrug die Flankenabnutzung 0,35 nun. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem Überzug versehene Einsatz aus P 15 zementierten Karbiden ergab dagegen einen normalen W Abnutzungswert, d.h. eine Flankenabnutzung von 0,20 mm.

Bei einem Zwischenschneidtest bei S 50 (Stahl mit 0,50$ C) mit Hilfe eines Fräswerkzeuges zeigte der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Einsatz eine ähnliche Zähfestigkeit wie die P 15 zementierten Karbide und widerstand Schneidbedingungen, bei denen Einsätze aus Cermet

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auf Titankarbidbasis allein und P 10 zementierten Karbiden allein (53WC-38(TiC-TaC)-9Co) zerbrachen.

Beispiel 2 t

10 g eines Gemische aus -200 Maschen-Titankarbid-Pulver und 0,2% Kohlenstoff-Pulver wurden in 100 ml einer lösung aus 75 ml Methylenchlorid und 25 ml Trichloräthylen dispergiert. Ein Einsatz aus WC-5Ni zementiertem Karbid wurde als Anode verwendet· Ein Gleichstrom von 300 V und 0,5 Milliampere wurde 2 Minuten an die Elektroden angelegt. Der auf diese Weise beschichtete Einsatz wurde 1 Stunde lang bei 1375°C erhitzt, wodurch ein gleichförmiger Überzug von etwa 17 Mikron entstand. Die Oberfläche des Überzuges wurde durch Diamantenpaste geläppt und einem Vickers-Mikrohärtetest bei einer Belastung von 200 g unterzogen, wobei sich für den Überzug eine Härte 'von 2500 und für den Grundkörper eine Härte von 1575 ergab.

Beispiel 3 :

Ein Gemisch aus handelsüblichem -200 Maschen-Titankarbid-PuIver und 0,3$ Kohlenstoff-Pulver wurde mit Hilfe einer Kugelmühle 3 Tage lang in Azeton gemahlen. 5 g des Gemische wurden anschließend getrocknet und in einer Lösung aus

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~^H~ 2110S20

95 Teilen Äthylalkohol und 5 Teilen Wasser dispergiert, der 0,1 g Prolamin unter Bewegung beigesetzt wurde. Eine Platte aus rostfreiem Stahl wurde als Anode und ein Einsatz aus P 25 zementierten Karbiden (75WC-IJ(TiC-TaC)^ 12Co) (25,4- mm länge und Breite, 4,8 mm Dicke) wurde als " Kathode verwendet. Ein Gleichstrom von 100 V und 50 Milliampere wurde zur Durchführung der Elektrophorese 2o Sekunden lang an die Elektroden angelegt. Der auf diese Weise beschichtete Einsatz wurde dann 1 Stunde lang in einem Vakuumofen bei 1400⁰C erhitzt, wodurch ein Überzug mit einer Dicke von etwa 25 Mikron entstand»

Der Schneideinsatz wurde dann einem Sehneidvereuch mit den folgenden pat en unterzogen«

Werkstück : SK 5 (0,8jS bis 0,9* C-Stahl)

Schneidgeschwindigkeit : 80 m/min

Schneidtiefe : 2 mm

Torschub ; 0,40 mm/U

Hach einem Schneidvorgang von 10 Minuten betrug die Plankenabnutsung dee Einsatzes 0,09 mm, wogegen die dee überzugfreien Grundkörpere 0,32 mm betrug. Die Kratertiefe dee beschichteten Einsatzes betrug 0,01 mm, wogegen die Kratertiefe de* überzugfreien Grundkörpers 0,07 mm betrug«

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Beispiel 4 :

-200 Maschen-Titankarbid-Pulver wurde im Naßverfahren 3 Stunden lang gemahlen und getrocknet. 10 g des feinen Pulvers wurde" in einer lösung aus 50 ml Methylenchlorid, 30 ml Isopropylalkohol und 20 ml Nitromethan dispergiert, der dann 3 Stunden lang unter Bewegung Prolamin zugesetzt wurde. Eine Nickelplatte wurde als Anode und ein von einem dünnen Kupferdraht gehaltener Einsatz aus P 15 zementierten "Karbiden (12,7 mm Iiänge und Breite, 4,8 mm Dicke) wurde als Kathode verwendet. Ein Gleichstrom von 200 V und 15 Milliampere wurde zur Durchführung der Elektrophorese 10 Sekunden lang an den Elektroden angelegt. Der auf diese Weise beschichtete Einsatz wurde getrocknet und bei 1375⁰C 1 Stunde lang in einem Vakuumofen (10 mmHg) gehalten, wodurch ein völlig dichter und gleichförmiger überzug mit einer Dicke von etwa 17 Mikron entstand.

Der hierbei entstandene Einsatz wurde dann einem Schneidversuch unter den folgenden Bedingungen unterworfen:

Werkstück : SK 5

Schneidgeschwindigkeit : 110 m/min

Schneidtiefe. : 2 mm

Vorschub : 0,36 mm/U

Nach einer Schneiddauer von 10 Minuten betrug die Plankenabnutzung 0,07 mm und die Kratertiefe 0,1 mm, wogegen die

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entsprechenden Werte des übersugfrelen Grundkörpers bei 0,20 ram und 0,030 am lagen.

Bei einer Schneidgeschwindigkeit von 150 m/min und einem Vorschub von 0,25 mm/U ergaben sich bei dem mit einem Überzug versehenen Schneideinsatz (nach einer Schneiddauer von zehn Minuten) eine Plankenabnützung von 0,6 mm und eine Kratertiefe von 0,04 mm, wogegen der überzugfreie Grundkörper nach acht Minuten brach.

Ein Schneideinsatz aus Cermet auf litankarbidbasis (TiC-13Ni-13Mo) wurde einem Schneidversuch bei folgenden Bedingungen unterzogen:

Werkstück : FC 25

Schneidgeschwindigkeit : 150 m/min

Schneidtiefe : 2 mm
Vorschub * : 0,258 ram/U

Die Flankenabnutzung betrug 0,35 mm entsprechend der Abnutzung, die von einem Umkippen (tipping) des Schneidrandes herrührt. Bei dem mit einem erfindungsgemäßen überzug versehenen Einsatz aus P 15 zementierten Karbiden ergab sich . dagegen bei den gleichen Bedingungen ein normaler Wert der Flankenabnutzung, d.h. eine Flankenabnutzung von O₉ 20 mm.

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Bei einem ZWiöchenechneidtest bei S 50 C mittels eines Fräswerkzeuges zeigte der mit einem erfindungsgemäßen Überzug versehene Einsäte eine ähnlicheZähfestigkeit wit die P 15 zementierten Karbide und widerstand Schneid«· bedingungen, bei denen ein Einsatz aus Cermet allein zerbrach,

Beispiel 5 :

Ein Gemisch aus -200 Maschen-Titankarbid und Molybdän und/ oder MoIybdänkarbid-Pulrer, das die in der Tabelle 1 gezeigte Zusammensetzung hat, wurde pulverisiert und swei Tage lang in iBopropyalkohol gemischt. Nach dem Trocknen wurden 5 Gramm des Gemische in einer Lösung aus 50 Ml Methylenchlorid, 30 ml Isopropylalkohol und 20 ml Hitrometlian dispergiert, der 0,1 g Prolamin zugesetzt und die anschließend 10 Stunden lang gerührt wurde. Eine Nickelplatte wurde als Anode und «in τοη »inta dünnen Kupferdraht gehaltener Einsatz; aus P 15 zementierten Karbiden (12,7 am Länge und Breite, 4,8 mm Sicke) als Kathode verwendet. Sin Gleichstrom vom 3 Milliampere und 100 ToIt wurde zur Durchführung der Elektrophorese 30 Sekunden lang an die Elektrode angelegt. Der auf diese Weise beschichtete Einsatz wurde denn in eines Trockenofen getrocknet und bei einer Temperatur τοη HOO⁰C 1 Stunde lang in einem Takuuaofen (10""SnUIg) gehalten·

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Der hierbei entstandene Einsatz wurde dann einem Schneidversuch mit den folgenden Daten ausgesetzt:

Yterkstück : SK 5

Schneidgeschwindigkeit : 140 m/min

Schneidtiefe : 2 mm

Vorschub : 0,36 mm/U

Schneiddauer : 20 Minuten

Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 wiedergegeben. Wie ersichtlich, ist die Verschleißfestigkeit ausgezeichnet, insbesondere innerhalb eines Bereiches von 5"/o bis 30$. Außerdem ist der Zusatz von Molybdän und/oder Molybdänkarbid im Hinblick auf den Zustand der Schneidkantenspitze und dergleichen von einem gewissen Einfluß.

	0	0	Tabelle 1	Schneiden Kratertiefe in mm/100
	5	0	Abnutzung beim Flankenabnutzung in mm	4
	2	0	0.45	3
PulverZusammensetzung TiC Mo₂C Mo	10	0	0.30	3
100	20		0.32	2
100	5	20	0o27	3
100	30		0.25	A
100	0	40	0.29	4
100	50	0	O.32	5
100	0.40	6
100	0.60
100
100

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Beispiel 6 s

-200 Maschen-Titankarbid- und Tantalkarbid-Pulver wurde in verschiedenen Zusammensetzungen entsprechend Tabelle 2 gemischt und im Naßverfahren 50 Stunden lang gemahlen (Kugelmühle), wodurch ein feines Pulver mit einer elektronenmikroskopischen Partikelgröße von 1,3 Mikron hergestellt wurde, 5 g jedes dieser gemischten Pulver wurde in einer Lösung von 50 ml Methylenchlorid, 20 ml Nitromethan und 30 ml Isopropylalkohol dispergiert, der 0,1 g Prolamin zugesetzt und die anschließend 10 Stunden lang gerührt wurde. Eine Nickelplatte wurde als Anode und ein von einem dünnen Kupferdraht gehaltener Einsatz aus P 15 zementierten Karbiden (12,7 mm Länge und Breite, 4,8 mm Dicke) als Kathode verwendet. Ein Gleichstrom von 100 V und 3 Milliampere wurde zur Durchführung der Elektrophorese 30 Sekunden lang an die Elektrode angelegt. Der auf diese V/eise beschichtete Einsatz wurde in einem Trocknungsofen getrocknet und bei 1400⁰C 1 Stunde lang in einem Vakuumofen (10 mmHg) gehalten.

Der hierbei entstandene Schneideinsatz wurde dann einem Schneidversuch mit den folgenden Daten unterworfen:

Werkstück : SK 5

Schneidgeschwindigkeit : 140 m/min

Schneidtiefe : 2 mm

Vorschub : 0.36 mra/U

Schneiddauer. : 20 Minuten

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Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 dargestellt, aus der ersichtlich ist, daß sich die durch Zusetzen von Tantalkarbid bedingte Wirkung bei 5$ ergibt und daß sich bei Zusetzen von mehr als 50$ die Verschleißfestigkeit verringert. Die Zähfestigkeit des Überzuges konnte awar durch den Schneidversuch nicht klargestellt werden, ·ο**£ aufgrund der metallographischen Beobach^ng, daß die Titankarbid-Körner feiner werden, wenn Tantalkarbid insbesondere in der Größen-

jedoch Ordnung von 10$ zugesetzt wird, wird/angenommen, daß sie größer wird.

	O	Tabelle 2	Schneiden Kratertiefe in mm/100
	2.5	Abnutzung beim Pl anken äbnu t zung in mm	4
Pulverzusammensetzung TiC TaC	5	0.45	4
100	10	0.42	3
97.5	15	0.31	3
95	25	0.25	2
90	35	0.23	3
85	50	0.23	3
75	65	0.27	■ 4
65	0.30	5
50	0.55
35

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Beispiel 7 :

Es wurde ein Pulver der folgenden Zusammensetzung als Ausgangsmaterial verwendet:

-200 Maschen-Titankarbid-Pulver : 70 %

-325 Maschen-Molybdänkarbid-Pulver : 10 $

-200 Maschen-Tantalkarbid-Pulver : 10 %

-325 Maschen-Nickel-Pulver : 10 ?S

Kohlenstoff-Pulver : 0.5$

Das Pulver der obigen Zusammensetzung wurde pulverisiert und 2 Tage lang in Isopropylalkohol gemischt. Nach dem Trocknen wurden 5 g des Pulvers in einer Lösung von 50 ml Methylenchlorid, 30 ml Isopropylalkohol und 20 ml Nitromethan dispergiert, der 0,1 g Prolamin zugesetzt und die anschließend 10 Stunden lang gerührt wurde. Eine Nickelplatte wurde als Anode und ein von einem dünnen Kupferdraht gehaltener Einsatz aus P 30 zementierten Karbiden (12,7 mm Länge und Breite, 4,8 mm Dicke) als Kathode verwendet. Ein Gleichstrom von 10 V und 3 Milliampere wurde zur Durchführung der Elektrophorese 10 Sekunden lang an die Elektroden angelegt. Der auf diese Weise hergestellte Einsatz wurde in einem Trocknungsofen getrocknet und bei HOO⁰C 1 Stunde lang in einem Vakuumofen (10 mmHg) gehalten, wodurch ein voll-

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ständig dichter und gleichförmiger Überzug mit einer Dicke von etwa 60 Mikron entstand.

In der gleichen Weise wurden T.R.S.-Pro!»in (JTS-Standard) durch Ändern der Abscheidungszeit mit Überzügen unterschiedlicher Dicke versehen und durch Erwärmen gfwiniuvt. Beim Messen der T.R.S. ergaben sich die in Fig.£ an zeigten Werte.

Der auf diese Weise hergestellte Einsatz und ein Einsatz aus P JO zementierten Karbiden wurden einem Schneidversuch mit den folgenden Daten unterzogen:

Werkstück ί SCM 3

Sclmeidgeschwindiglceit ι 180 m/min

Schneidtiefe : 2 mm

Vο2?schub : 0.24 mm/U

Sohneiddauer ί 10 Minuten

Bei dom nach dem erfindungsgemäßen- Yerfahren her&ftßtellten Einsatz ergab eich eine Plankenabnutsraig von 0.10 mm und eine Kratertiefe von 0.01 mm, wobei die entijpj'ochenrien Werte dea Ubersugfreien Einoatfces O.pQ ram vuä 0»1υ win boti'ugen.

Bei einem Zv/ischensciineidverouch mit lUlfa eines Fräsv/erk smigea ergab sich überdies, daß der nuoli dom erfindungs—

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gemäßen Verfahren hergestellte Schneideinsatz im wesentlichen die gleiche Zähfestigkeit wie der G-rundkörper P 30
besaß.

Beispiel 8 : '

Ein Pulver folgender Zusammensetzung wurde als Ausgangsmaterial verwendet:

-200 Maschen-Titankarbid-Pulver -325 Maschen-Molybdänkarbid-Pulver -325 Maschen-Chromkarbid-Pulver -200 Maschen-Tantalkarbid-Pulver -325 Maschen-Nickel-Pulver Kohlenstoff-Pulver

70 10

5 10

O.i

Das Pulver dieser Zusammensetzung wurde pulverisiert und
2 Tage lang in Isopropyl alkohol gemischt. Die anderen ■Verfahrensschritte waren die gleichen wie bei dem Beispiel 7· T.R.S.-Proben (gemäß dem JlS-Standard), bestehend aus P 30 zementierten Karbiden, wurden mit Überzügen unterschiedlicher Dicke versehen und dann einer T.R.S.-Messung unterzogen, wobei sich die in Pig.2 gezeigten Werte ergaben.

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Beispiel 9 :

T.R.S.-Proben (gemäß dem JlS-Standard), die jeweils einen Überzug mit einer Dicke von 5 Mikron und die in der Tabelle gezeigte Zusammensetzung aufwiesen und die jweils aus P 30 zementierten Karbiden bestanden, wurden in der gleichen Weise wie die des Beispiels 7 hergestellt, und ihre T.R.S.Werte wurden gemessen.

Tabelle 3

No. TiC Mo₂C Cr₅C₂ VC TaC NbC ZrC HfC T.R.S.

10 160

10 175

10 150

10 140

10 130

10 135 125

1	80	10
2	80	10
3	80	10
4	80	10
5	90	.
6	90
7 1	OO
Beispiel	10:

Es wurde ein Pulver der folgenden Zusammensetzung als Aus· gangsmaterial verwendet:

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-200 Maschen-Titankarbid-Pulver : 81 #

-200 Maschen-Molybdänkarbid-Pulver : 7 $

-200 Maschen-ChromkarMd-Pulver : 5 %

-325 Maschen-Nickel-Pulver : 7 #

Kohlenstoff-Pulver : 0.6$

Das Gemisch dieser Zusammensetzung wurde pulverisiert und 2 Tage lang in Isopropylalkohol gemischt. Nach dem Trocknen wurden 5 g des Pulvers in einer Lösung von 50 ml Methylen-Chlorid, 30 ml Isopropylalkohol und 20 ml Niti'omethan gemischt, der 0,1 g Prolamin zugesetzt und die anschließend 10 Stunden lang gerührt wurde. Eine Hickelplatte wurde als Anode und ein von einem dünnen Kupferdraht gehaltener Einsatz aus P 30 zementierten Karbiden (12,7 mm Länge und Breite, 4,8 mm Dicke) als Kathode verwendet. Ein Gleichstrom von 100 Y und 3 Milliampere wurde zur Durchführung der Elektrophorese 15 Sekunden lang an die Elektroden angelegt« Der auf diese V/eise' erhaltene Einsatz wurde in einem Trocknungsofen getrocknet und bei 1400⁰O 1 Stunde lang in eiri'ü Vakuumofen (10 mmHg) gehalten.

Der hierbei entstandene Schneideinsatz und Uberzugnfreie Schneideinsätze aus P 20 zementierten Karbiden (7t* W-24 (TiC-TaC)-60o) und P 30 zementierten Karbiden, die ,-jev/ei.1« die gleiche Größe hatten, wurden einem Sehneidversuoh mit den folgenden Daten unterworfen:

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Werkstück ' : SCM 3 (Breite 50 mm, länge 300 mm)

Schneidgeschwindigkeit : 120 m/min

Schneidtiefe : 3 mm

Vorschub ' : 0,45 m/U

Zum Durchführen eines Vergleichs wurde eine Gesaratschneidlänge von 5 m gewählt. Der P 20 Einsatz war hierbei - aufgrund eines Umkippens (tipping) - kaum in der Lage, weiterzuschneiden. Bei dem P 30 Einsatz ergab sich eine Plankenabnutzung von 0,30 mm. Bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schneideinsatz, bei dem sich keinerlei "Umkippen" zeigte, stellte sich eine Plankenabnutzung von 0,12 mm ein.

Es ist offensichtlich, daß der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schneideinsatz wesentlich bessere Eigenschaften als die üblicherweise verwendeten auf Tungstenkarbidbasis zementierten Karbide besitzt.

Beispiel 11:

Ein Pulvergemisch der folgenden Zusammensetzung wurde als Ausgangsmaterial verwendet:

-200 Maschen-Titankarbid-Pulver : 60 56 -200 Maschen-Molybdänkarbid-Pulver : 15 #

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~³⁷~ 211Q520

-200 Maschen-Chromkarbid-Pulver : 15 $ -325 Maschen-Hickel-Pulver : 10 $> Kohlenstoff-Pulver : 0.6$

Ein Einsatz aus P 30 zementierten Karbiden wurde in der gleichen Weise wie "bei dem Beispiel 10 hergestellt, und nach Schneidversuchen ergaben sich dieselben Werte wie bei dem Beispiel 10.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Herstellen von zementierten Karbidgegenständen mit einem Titankarbid enthaltenden Überzug, dadurch gekennzeichnet, daß eine 3-5 #ige (bezogen auf das Gewicht) Dispersion eines mindestens 50 $ Titankarbid enthaltenden feinen Pulvers mit einer maximalen Korngröße von 20 Mikron in einer im wesentlichen aus einem organischen Lösungsmittel bestehenden Flüssigkeit hergestellt wird, daß in der Dispersion eine Gleichstromspannung von 10 V bis 500 V an die Oberfläche eines Grundkörpers aus auf Tungstenkarbidbasis zementierten Karbiden, die 4 # bis 30 # eines Bindemetalls enthalten, angelegt wird, um eine elektrophoretische Abscheidung des Pulvers auf der Oberfläche des Grundkörpers zu bewirken, und daß die auf diese Weise beschichtet© Oberfläche bei einer lemperatur von 1260⁰G bis 1450⁰C im Vakuum oder in einer reduzierenden bzw, inerten Atmosphäre erhitzt und auf der Oberfläche des Grundkörpers ein hauptsächlich aus Titankarbid bestehender Überzug von höchsten 100 Mikron gebildet wird·
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet;,, daß als feinee Pulver ein Pulver aus Titankarbid verwendet ^ird«

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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als feines Pulver ein Pulver aus Titankarbid und 5$ bis 30$ Molybdän und/oder Molybdänkarbid verwendet wird.
4· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als feines Pulver ein Pulver aus Titankarbid oder Titankarbid und bis zu 3O?6 Molybdän und/oder Molybdänkarbid, und I56 bis 50$ Chrom-, Vanadium-, Tantal-, Niob-, Zirkonium- und/oder Hafnium-Karbid verwendet wird, wobei gegebenenfalls I56 bis Nickel oder Kobalt zugesetzt wird.
5β Verfahren nach. Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als feines Pulver eine Pestlösung aus Titankarbid und I56 bis Tantalkarbid verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem feinen Pulver freies Kohlenstoff pulver zugesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für den Grundkörper 7OjC bis 9 656 Tungstenkarbid und 45S bis 3036 Kobalt verwendet werden, wobei gegebenenfalls bis zu 50£ des Tungstenkärbids durch Titan-, Tantal-, Niob-, Hafnium-, Zirkonium-, Chrom- und/oder Vanadium-Karbid ersetzt werden.

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