DE2602559A1 - Hard metals based on titanium carbonitride - contg. nickel, molybdenum and opt oxygen with exceptional wear resistance - Google Patents
Hard metals based on titanium carbonitride - contg. nickel, molybdenum and opt oxygen with exceptional wear resistanceInfo
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Abstract
Description
HARTMETALL AUF DER BASIS VON TITANKARB0NITID CARBIDE METAL BASED ON TITANIUM CARBONITIDE
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Entwickeln von Hartmetallen auf der Basis von Titankarbonitriden.The present invention relates to the development of cemented carbides based on titanium carbonitrides.
Am wirksamsten kann das vorgeschlagene Hartmetall zum Fertigen von Schneidwerkzeugen in der metallverarbeitenden Industrie verwendet werden, wo zur Zeit von schwer beschaffbaren und teuren Hartmetallen auf der Basis von Wolframkarbid (lag) Gebrauch gemacht wird.The proposed hard metal can be most effective for the production of Cutting tools used in the metalworking industry where used for Time of hard-to-find and expensive hard metals based on tungsten carbide (lag) use is made.
Im neuzeitlichen Produktionswesen ist die Tendenz zu beobachten, Wolfram in der Hartmetallzusammensetzung zu ersetzen.In modern production the tendency can be observed, tungsten to replace in the cemented carbide composition.
Die besten Erfolge wurden bei der Verwendung von Titankarbiden und -nitriden sowie auch der festen Lösungen aus den beiden als Hartmetallbasis erzielt.The best successes have been with the use of titanium carbides and nitrides as well as the solid solutions from the two as a hard metal base.
Im Hüttenwesen ist ein Hartmetall auf Titankarbidbasis mit nickel- und molybdänhaltigem Bindemetall bekannt, das in bezug auf seine Härte, Biegefestigkeit und Schneidkennwerte beim Bearbeiten von Stählen den entsprechenden Hartmetallsorten auf der Basis fester Lösungen von Titankarbid mit Wolframkarbid TiC-WC und von Wolframkarbid WC gleichkommt.In metallurgy, a hard metal based on titanium carbide with nickel and molybdenum-containing binding metal, which in terms of its hardness, flexural strength and cutting parameters when machining steels with the corresponding carbide grades on the basis of solid solutions of titanium carbide with tungsten carbide TiC-WC and of tungsten carbide Toilet equals.
Noch aussichtsreicher erwies sich die Verwendung einer festen Lösung aus Titankarbiden und -nitriden (Karbonitriden) mit der allgemeinen chemischen Formel TiCXNy als Hartmetallbasis.The use of a solid solution proved to be even more promising made of titanium carbides and nitrides (carbonitrides) with the general chemical formula TiCXNy as a hard metal base.
Hierbei ist zu erwähnen, daß die Schneideigenschaften der Hartmetalle auf TiCxN,-Basis höher als die analogen Eigenschaften der Hartmetalle auf der Basis von Titankarbid (TiC) sind.It should be mentioned here that the cutting properties of the hard metals TiCxN, -based higher than the analogous properties of the hard metals on the basis of titanium carbide (TiC).
Im Hüttenwesen ist ein Hartmetall auf der Basis von Titankarbonitrid mit nickel- und molybdänhaltigem Bindemetall bekannt, das folgende Zusammensetzung hat: TiCo,4No,6 + 11,5 Ni + 3,5 Mo.In metallurgy there is a hard metal based on titanium carbonitride with nickel- and molybdenum-containing binding metal known, the following composition has: TiCo, 4No, 6 + 11.5 Ni + 3.5 Mo.
Dieses Hartmetall hat eine hohe, 125 kp/mm2 betragende Biegefestigkeit.This hard metal has a high flexural strength of 125 kp / mm2.
Dieses Hartmetall hat jedoch eine niedrige Härte HRA = 87.However, this hard metal has a low hardness HRA = 87.
Es ist auch ein Hartmetall auf der Basis von Titankarbonitrid mit nickel- und molybdänhaltigem Bindemetall bekannt, das folgende Zusammensetzung hat: TiC0,6N0,4 + 11,5 Ni + 3,5 Mo.It is also a hard metal based on titanium carbonitride with nickel- and molybdenum-containing binder metal known, which has the following composition: TiC0.6N0.4 + 11.5 Ni + 3.5 Mo.
Dieses Hartmetall'besitzt eine hohe Härte HRA-= 91, aber eine niedrige Biegefestigkeit von 85 kp/mm2.This hard metal has a high hardness HRA- = 91, but a low one Flexural strength of 85 kp / mm2.
Die gegebenen Kennwerte ermöglichen es, diese Hartmetalle zum Schneiden von Netallen zu verwenden.The given parameters make it possible to use these hard metals for cutting to use from Netallen.
Die erwähnten Hartmetalle sind jedoch in bezug auf ihre physikalisch-mechanischen Eigenschaften den anderen bekannten Hartmetallen auf der Basis einer festen Lösung von Titankarbid mit Wolfrankarbid TiC-WC und von Wolframkarbid WC mit Kobalt als Bindemetall unterlegen, da es bei den bekannten Hartmetallen unmöglich ist, gleichzeitig hohe Werte für die Härte und die 13iegefestigkeit zu erhalten und demzufolge hohe Betriebseigenschaften zu erzielen.The hard metals mentioned are, however, with regard to their physical-mechanical Properties of the other known hard metals on the basis of a solid solution of titanium carbide with tungsten carbide TiC-WC and of tungsten carbide WC with cobalt as Inferior to binding metal, since it is impossible with the known hard metals at the same time to obtain high values for hardness and flexural strength and consequently high values To achieve operational characteristics.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die erwähnten Schwierigkeiten zu beseitigen.It is the aim of the present invention to overcome the difficulties mentioned to eliminate.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hartmetall auf der Basis von Titankarbonitrid mit einem solchen Verhältnis der Komponenten zu schaffen, welches gewährleistet, daß ein Hartmetall mit hoher Härte und gleichzeitig mit hoher Biegefestigkeit sowie auch beim Bearbeiten von Werkstoffen mit hohen Betriebskennwerten erhalten wird, die denjenigen von Hartmetallen auf der Basis einer festen Lösung von Titankarbid mit Wolframkarbid TiC-WC und von Wolframkarbid WC gleichkommen und in einer Reihe von Fällen besser als diese sind.The invention is based on the object of a hard metal of titanium carbonitride with such a ratio of components to create which ensures that a hard metal with high hardness and at the same time with high flexural strength as well as when machining materials with high operating parameters that is similar to those of hard metals based on a solid solution of titanium carbide with tungsten carbide TiC-WC and of tungsten carbide WC equal and in a row of cases are better than these.
Diese Aufgabe wird durch Schaffen eines Hartmetalls auf der Basis von Titankarbonitrid gelöst, das Nickel und Molybdän enthält und in dem erfindungsgemäß in Ge1çf.-% Nickel 9,5 bis 49,5 Molybdän 2,5 bis 20,5 enthalten sind, wobei der Kohlenstoffgehalt auf 0,6 Gew.-°Ó begrenzt ist und Titankarbonitrid TiCXNy die Komponenten in folgendem Verhältnis enthält: x 0,45 bis 0,55 y 0,41 bis 0,55.This task is done by creating a hard metal on the base solved by titanium carbonitride containing nickel and molybdenum and in the invention 9.5 to 49.5 molybdenum 2.5 to 20.5 are contained in Ge1çf .-% nickel, the The carbon content is limited to 0.6% by weight and the components are titanium carbonitride TiCXNy contains in the following ratio: x 0.45 to 0.55 y 0.41 to 0.55.
Eine Abweichung des Komponentenverhältnisses unterhalb der unteren Grenzwerte und oberhalb der oberen Grenzwerte, wobei diese Grenzwerte oben angegeben sind, hat zur Folge,.A deviation in the component ratio below the lower Limits and above the upper limits, these limits being given above are, has the consequence.
daß entweder die Härte erhöht und die Biegefestigkeit gesenkt oder daß die Biegefestigkeit erhöht und die Härte vermindert wird, wodurch wiederum die Schneidkennwerte der Hartmetalle im Vergleich zu denen für Har-tmetalle auf der Basis einer festen Lösung Von Titankarbid mit Wolframkarbid TiC-WC und von Wolframkarbid WC gesenkt werden.that either the hardness increased and the flexural strength decreased or that the flexural strength is increased and the hardness is reduced, which in turn the Cutting parameters of hard metals compared to those for hard metals on the Solid solution basis of titanium carbide with tungsten carbide TiC-WC and of tungsten carbide WC to be lowered.
Zweckmäßigerweise enthält Titankarbonitrid in einem Hartmetall auf der Basis von Titankarbonitrid Sauerstoff in einer Menge von 0,01 bis 3,5 Gew.-yo und seine Komponenten stehen in folgendem Verhältnis: TiCxNyOz wobei z 0,003 bis 0,14 beträgt und + y + z = 1.Expediently contains titanium carbonitride in a hard metal based on titanium carbonitride, oxygen in an amount of 0.01 to 3.5 wt. yo and its components are in the following ratio: TiCxNyOz where z 0.003 to Is 0.14 and + y + z = 1.
Hierdurch wird es möglich, ein Hartmetall mit hoher Härte und hoher Biegefestigkeit sowie mit guten Betriebskennwerten zu erhalten, welche besser als diejenigen für Hartmetalle auf der Basis von Wolframlcarbid WC und einer festen Lösung von Titankarbid mit Wolframkarbid TiC-WC sind.This makes it possible to use a hard metal with high hardness and high To obtain flexural strength as well as with good operating parameters, which are better than those for hard metals based on tungsten carbide WC and a solid Solution of titanium carbide with tungsten carbide TiC-WC are.
Hierbei besitzt das vorliegende Hartmetall eine geringe Porosität von 0,1 bis 0,3 %, ein feinkörniges Gefüge der Karbonitridphase und gleichmäßige Verteilung des Bindemetalls.The present hard metal has a low porosity from 0.1 to 0.3%, a fine-grain structure of the carbonitride phase and uniform Distribution of the binding metal.
Beispiel 1 Es wird eine Charge verwendet, die 15 Gew.-Tb Ni (Nickel), 5 Gew.-% Mo (Molybdän) und 80 Gew.- Titankarbonitrid TiC0,5N0,5 enthält, in dem sich 0,3 Gew.-% ungebundener Kohlenstoff befindet.Example 1 A batch is used which contains 15 parts by weight of Ni (nickel), Contains 5% by weight of Mo (molybdenum) and 80% by weight of titanium carbonitride TiC0.5N0.5, in which there is 0.3% by weight of unbound carbon.
Das Gemisch wird im Äthylalkoholmedium in einer Kugelmühle, die mit Hartmetall ausgekleidet ist, bis zum Erhalten einer Dispersität der Teilchen von 0,5 bis 1,5 a gemahlen. Nach dem Mahlen wird die Mischung getrocknet, mit 3%-iger Lösung aus synthetischem Kautschuk gemischt, getrocknet, granuliert und es werden Erzeugnisse in Form von Schneideplättchen gepreßt.The mixture is in the ethyl alcohol medium in a ball mill with Hard metal is lined until a dispersity of the particles is obtained 0.5 to 1.5 a ground. After grinding, the mixture is dried with 3% strength Solution of synthetic rubber mixed, dried, granulated and there will be Pressed products in the form of cutting tips.
Hiernach werden die Erzeugnisse in einem Vakuumeinsatzofen oder einem Durchlaufofen bei 15000C im Laufe von 40 Minuten bei einem Restdruck von 5.10-1 bis 10 1 mmEg gesintert.The products are then placed in a vacuum insert oven or a Continuous oven at 15000C for 40 minutes with a residual pressure of 5.10-1 sintered up to 10 1 mmEg.
Das erhaltene Hartmetall hat eine Härte HRA = 92, eine Biegefestigkeit von 120 kp/mm2, eine Porosität von 0,2, und ein feinkörniges gleichmäßiges Gefüge.The hard metal obtained has a hardness HRA = 92, a flexural strength of 120 kp / mm2, a porosity of 0.2, and a fine-grained even structure.
Versuche haben gezeigt, daß die Verschleißfestigkeit der Schneidstähle, die aus dem erfindungsgemäßen Hartmetall hergestellt sind, beim Pertigechneiden von hochgekohlten und legierten Stählen 1,2 bis 10 mal höher als diejenige der bekannten Hartmetalle auf der Basis von Wolframkarbid WC ist.Tests have shown that the wear resistance of cutting steels, which are made from the hard metal according to the invention, during Pertige cutting of high-carbon and alloyed steels 1.2 to 10 times higher than that of the known ones Hard metals based on tungsten carbide WC is.
Beispiel 2 Es wird eine Charge verwendet, die 22,5 Gew.-5'o Ni, 7,5 Gew.-5S Mo und 70 Gew.-% Titankarbonitrid TiC0,55N0,44O0,01 enthält, in dem sich 0,2 Gew.-% ungebundener Kohlenstoff befindet.Example 2 A batch is used which contains 22.5% by weight of Ni, 7.5 Wt .- 5S Mo and 70 wt .-% titanium carbonitride TiC0.55N0.44O0.01, in which 0.2% by weight of unbound carbon is located.
Die Technologie der Vorbehandlung des Hartmetalls ist analog der im Beispiel 1 beschriebenen.The technology of the pre-treatment of the hard metal is analogous to that of the im Example 1 described.
Das Sintern erfolgt bei 14600C im Laufe von 40 Minuten bei einem-Restdruck von 5.10-1 bis 10-1 mmHg.The sintering takes place at 14600C in the course of 40 minutes with a residual pressure from 5.10-1 to 10-1 mmHg.
Als Ergebnis wird ein Hartmetall mit einer Härte HRA = 90, einer Biegefestigkeit von 156 kp/mm2, einer Porosität von 0,1 % und einem feinkörnigen Gefüge der Karbonitridphase erhalten.The result is a hard metal with a hardness HRA = 90, one Flexural strength of 156 kp / mm2, a porosity of 0.1% and a fine-grained Preserve the structure of the carbonitride phase.
Das erhaltene Hartmetall dient zum Halbblankschneiden von Stählen und hat eine 2- bis D-fach höhere Verschleißfestigkeit als die entsprechenden Hartmetallsorten auf der Basis einer festen Lösung von Titankarbid mit Wolframkarbid TiC-WC.The hard metal obtained is used for semi-blank cutting of steels and has a 2 to D times higher wear resistance than the corresponding carbide grades based on a solid solution of titanium carbide with tungsten carbide TiC-WC.
Beispiel ,; Es wird eine Charge verwendet, die 30 Gew.-% Ni, 10 Gew.-So Mo und 60 Gew.-°,Ó Titankarbonitrid TiC0,447N0,55O0,003 enthält, in dem sich 0,2 Gew.-CÓ ungebundener Kohlenstoff befindet.Example ,; A batch is used which contains 30% by weight Ni, 10% by weight Mo and 60% by weight, Ó titanium carbonitride TiC0.447N0.55O0.003, in which 0.2 Weight-CÓ unbound carbon is located.
Die Technologie der Vorbehandlung des Hartmetalls ist analog der im Beispiel 1 beschriebenen.The technology of the pre-treatment of the hard metal is analogous to that of the im Example 1 described.
Das Hartmetall wird bei 14500C im Laufe von 40 Minuten bei einem Restdruck von 5.10 1 bis 10 1 mmHg gesintert.The hard metal is at 14500C in the course of 40 minutes with a residual pressure sintered from 5.10 1 to 10 1 mmHg.
Es wird ein Hartmetall mit einer Härte HRA = 89, einer Biegefestigkeit von 182 kp/mm², einer Porosität von 0,1 % und einem feinkörnigen gleichmäßigen Gefüge erhalten.It is a hard metal with a hardness HRA = 89, a flexural strength of 182 kp / mm², a porosity of 0.1% and a fine-grained, uniform structure obtain.
Das Hartmetall dient zum Vorschneiden und Schneiden mit Unterbrechungen von Stählen und kann die bekannten Hartmetalle auf der Basis einer festen Lösung von Titankarbid mit Wolframkarbid TiC-WC und von Wolframkarbid WC ersetzen, wobei seine Betriebskennwerte besser als die der letzteren sind.The carbide is used for pre-cutting and cutting with interruptions of steels and can use the well-known hard metals on the basis of a solid solution replace titanium carbide with tungsten carbide TiC-WC and tungsten carbide WC, whereby its operating characteristics are better than those of the latter.
Beispiel 4 Es wird eine Charge verwendet, die 9,5 Gew.-% Ni, 2,5 Gew.-,ó Mo und 88 Gew.-70 Titankarbonitrid TiC0,5N0,5 enthält, in dem sich 0,1 Gew.-% ungebundener Kohlenstoff befindet.Example 4 A charge is used which contains 9.5% by weight Ni, 2.5% by weight, ó Mon and 88% by weight of titanium carbonitride TiC0.5N0.5, in which there is 0.1% by weight of unbound Carbon is located.
Die Technologie der Vorbehandlung des Hartmetalls ist analog der im Beispiel 1 beschriebenen.The technology of the pre-treatment of the hard metal is analogous to that of the im Example 1 described.
Das Hartmetall wird bei 15200C im Laufe von 60 Minuten bei einem Restdruck von 10 1 mmHg gesintert.The hard metal is at 15200C in the course of 60 minutes with a residual pressure of 10 1 mmHg sintered.
Das erhaltene Hartmetall hat eine Härte HRA = 93, eine Bi£-gefestigkeit von 110 kp/mm2 und dient zum Fertigbearbeiten von Stahl.The hard metal obtained has a hardness HRA = 93, a Bi £ strength of 110 kp / mm2 and is used for finishing steel.
Beispiel 5 Es wird eine Charge verwendet, die 49 Gew.-% Ni, 4,9 Gew.-'' Mo und 46,1 Gew.- Titankarbonitrid TiC0,51N0,48 enthält, in dem sich 0,3 Gew.-CÓ ungebundener Kohlenstoff befindet.Example 5 A batch is used which contains 49 wt.% Ni, 4.9 wt. '' Mo and 46.1% by weight of titanium carbonitride TiC0.51N0.48, which contains 0.3% by weight of CO unbound carbon is located.
Die Technologie der Vorbehandlung des Hartmetalls ist analog der im Beispiel 1 beschriebenen.The technology of the pre-treatment of the hard metal is analogous to that of the im Example 1 described.
Das Hartmetall wird in einem Vakuumofen bei 1390°C im Laufe von 30 Minuten bei einem Restdruck von 5.10-1 mm Hg gesintert.The hard metal is placed in a vacuum furnace at 1390 ° C for 30 Sintered minutes at a residual pressure of 5.10-1 mm Hg.
Es wird ein Hartmetall mit einer Härte KRA = 87 bis 88 und einer Biegefestigkeit von 200 bis 220 kp/mm2 erhalten.A hard metal with a hardness KRA = 87 to 88 and a flexural strength is used from 200 to 220 kp / mm2.
Das Hartmetall ist zum Herstellen von Matrizen sowie Ziehdüsen für Kalt- und Warmbearbeitung von Metallen bestimmt.The hard metal is used to manufacture dies and drawing nozzles for Cold and hot working of metals intended.
Beispiel 6 Es wird eine Charge verwendet, die 20,5 Gew.- Ni, 20,5 Gew.-% Mo und 59 Gew.-06 Titankarbonitrid TiC0,54N0,4500,01 enthält, in dem sich 0,25 Gew.-% ungebundener Kohlenstoff befindet.Example 6 A batch containing 20.5 wt. Ni, 20.5 wt Contains% by weight Mo and 59% by weight titanium carbonitride TiC0.54N0.4500.01, in which contains 0.25% by weight of unbound carbon.
Die Technologie der Vorbehandlung des Härtmetalls ist analog der im Beispiel 1 beschriebenen.The technology of the pre-treatment of the hardened metal is analogous to that of the im Example 1 described.
Das Sintern erfolgt bei 14500C im Laufe von 80 Minuten bei einem Restdruck von 10 mmHg.The sintering takes place at 14500C in the course of 80 minutes with a residual pressure of 10 mmHg.
Es wird ein Hartmetall mit einer Härte HRA = 88 bis 89 und einer Biegefestigkeit von 140 kp/mm2 erhalten.A hard metal with a hardness HRA = 88 to 89 and a flexural strength is used of 140 kp / mm2.
Beispiel 7 Es wird eine Charge verwendet, die 22,5 Gew.-% Ni, 7,5 Gew.-%' Mo und 70 Gew.-Vo Titankarbonitrid TiC0,44N0,20 14 enthält, in dem sich 0,6 Gew.-% ungebundener Kohlenstoff befindet.Example 7 A batch containing 22.5 wt.% Ni, 7.5 % By weight of Mo and 70% by weight of titanium carbonitride TiC0.44N0.20 14, in which 0.6% by weight of unbound carbon is located.
Die Technologie der Vorbehandlung des Hartmetalls ist analog der im Beispiel 1 beschriebenen.The technology of the pre-treatment of the hard metal is analogous to that of the im Example 1 described.
Das Hartmetall wird bei 14500C im Laufe von 60 Minuten bei einem Restdruck von 10 1 mmHg gesintert. Es wird ein Hartmetall mit einer Härte lIRA = 92, einer Biegefestigkeit von 130 kp/mm2, einer Porosität von 0,2 und einem feinkörnigen gleichmäßigen Gefüge erhalten.The hard metal is at 14500C in the course of 60 minutes with a residual pressure of 10 1 mmHg sintered. A hard metal with a hardness lIRA = 92, one Flexural strength of 130 kp / mm2, a porosity of 0.2 and a fine-grained uniform Preserve the structure.
Das Hartmetall besitzt hohe Widerstandsfähigkeit bei der spangebenden.Bearbeitung von Stählen mit und ohne Unterbrechungen.The carbide has high resistance to machining of steels with and without interruptions.
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| DE19762602559 Expired DE2602559C2 (en) | 1976-01-23 | 1976-01-23 | Hard alloy based on titanium carbonitride |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2602559C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2902139A1 (en) * | 1978-01-21 | 1979-09-06 | Sumitomo Electric Industries | Sintered carbide and the process for its production |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2422542A1 (en) * | 1973-06-04 | 1974-12-12 | Toyota Motor Co Ltd | METAL-CERAMIC-SINTERED MATERIAL |
-
1976
- 1976-01-23 DE DE19762602559 patent/DE2602559C2/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2422542A1 (en) * | 1973-06-04 | 1974-12-12 | Toyota Motor Co Ltd | METAL-CERAMIC-SINTERED MATERIAL |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Metall (1971), S.1335-1342 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2902139A1 (en) * | 1978-01-21 | 1979-09-06 | Sumitomo Electric Industries | Sintered carbide and the process for its production |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2602559C2 (en) | 1983-03-31 |
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