DE927294C - Hartmetallegierungen und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

• Hartmetallegierungen und Verfahren zu ihrer Herstellung Die auf dem Markt befindlichen, vornehmlich für die spanabhebende Bearbeitung von Werkstoffen,der verschiedensten Art verwendeten Hartmetallegierungen bestehen bekanntlich in ,der Hauptsache aus Wolframkarbid, dem, falls es sich um Sinterlegierungen handelt, zur Erhöhung der Festigkeit und Verbesserung der Sinterbedingungen eine geringe Menge eines niedriger schmelzenden Hilfsmetaills, z. B. 6% Kobalt, zugefügt ist. Es ist bereits vielfach der Vorschlag gemacht worden, an Stelle des Wolframkarbids andere harte Karbide, z. B. Silizium-, Vanadin-, Titan-, Zi@rkon- und/oder Thoriumkarbid, als Grundlage für die Herstellung von Hartmetallegierungen zu verwenden, ohne daß sich jedoch bisher eine dieser Legierungen im Vergleich mit den Wolframkarbid als Grundlage enthaltenden Hartmetallen den Erfordernissen der Werkstattpraxis gewachsen gezeigt hätte. Es sind zwar bereits gesinterte Hartmetallegierungen mit verringertem Wolframkarbidgehalt, z. B. einem solchen von 35 0/0, für Sonderarbeiten, wie das Feinstbohren von Zylindern, d. h. für .geringste Spanabnahmen bei .höchster Anforderung an die Oberflächenbeschaffenheit des bearbeiteten Werkstücks eingesetzt worden. Jedoch isst .der prozentuale Anteil solcher Legierungen an der gesamten Hartmetallerzeugung so gering, daB._ er praktisch nicht ins Gewicht fällt. ' Die derzeitige Rohstofflage macht es notwendig, auf die Suche nach Hartmetaldegierungen zu gehen, die wolfrarnfrei und/oder nur einen geringen Anteil an Wolframkarbid enthalten und aus Rohstoffen hergestellt 'werden können., die im eigenen Wirtschaftsraum vorhanden oder uns zugänglich. sind. Diese Forderung wird, abgesehen von Silizium, das für Schneidenzwecke unbrauchbar ist, von Titan und Vanadin erfüllt. Ausgedehnte Versuche haben nun ergeben, daß gesinterte, aus Titankarbid, Vanadinkarbid und einer igeringen, vorzugsweise nicht mehr als 15 % betragenden Menge eines, niedriger schmelzenden Hilfsmetallis, wie Nickel, Kohalt, Eisen, bestehende Hartmetallegierunge.n überraschend gute Schneideigenschaften ergeben, wenn sie einen ganz bestimmten Gefügezustand, nämlich ein Verzahnungsgefüge, aufweisen. - Zur Herstellung solcher Hartmetallegierungen dient das .sogenannte Drucksii.nterverfahren, dessen charakteristisches Merkmal darin @besteht, da:ß die Sinterung unter Druck erfolgt. Die Tatsache, däß man erfindungsgemäß durch Anwendung der Drucksinterung Hartmetalle besseren Schnei.dverhaltens, insbesondere einer größeren- Zähigkeit erhalten kann, als bei der drucklosen S.interung in schutzg.as: durchströmten elektrischen Öfen oder in- Vakuumöfen, Ist insofern als eine Überraschung anzusehen, als sieden allgemeinen Erfahrungen .auf .dem Gebiet der Herstellung von Wolf.ramkarbidhartmetallen entgegensteht, =bei denen die D-rucksdnterung nur in Sonderfällen zur Anwendung gekommen ist, wie beispielsweise bei; der Herstellung von Ziehsteinen oder anderen, mehr .auf reibenden Verschleiß beanspruchten Formkörpern. Druckgesinterte Wolframkarbidlegierungen sind bekanntlich weniger zäh als normalgesinterte.
• Wesentlich ist ferner die Feststellung, daß nicht die Drucksinterun@g schlechthin brauchbare Titankarbid-Vanadink:arbid-Hilfsimetall-Hartmetalle ergibt, sondern daß die Sinterbedingungen so gewählt und .aufeinander abgestimmt werden müssen, daß ein bestimmter Gefügezustand, nämlich ein Verzahnungsigefüge entsteht. Es :darf also keine Abrundung, sondern es muß eine Verzahnung der Kristalleerreicht werden, da nur in diesem Fall eine hohe Steifigkeit des Karbidgerüs:ts erreicht werden kann.. Die Sin@terbedingungen (Höhe der Sintertemperatur und Dauer der Sinterung) für das Erreichen des erstrebten Verzahnungsgeifüges sind bei den Legierungen verschiedener Zusammensetzung verschieden., können aber in jeidram .einzelnen -Fall leicht durch Proben und meatallographische'Untersuchungen ermittelt werden, Die zu°einem Karbidgerüst geringer Festigkeit führende und daher nicht erwünschte Abrundung der einzelnen Kristalle kann -sowohl durch Anwendung zu hoher Sintertemperaturen alis, auch durch zu langes Sintern bei an sich geeigneter Sintertemper:atur verursacht werden. Nur die Kenntnis dieser; Tatsache ermöglicht es, mit Sicherheit im fabrikationsmäßigen Umfang für Schn ei@daribeiten .geeignete Hartmetalle auf der Basis. Ti:tankarbi@d-Vanadinlcarb@id-Hil,fsmetall, z. B. solche aus io bis 50 0/0 Vanadinkarbid, 3 bis 150/0 Hilfsuvetall, Rest Titankarbid, herzustellen, die den starken Druck- und Stoßbeanspruchungen im Betriebe genügen. Solche Hartmetalle werden vornehmlich für die spanabhebende Bearbeitung von Rüstungsmaterial, wie Granaten, Geschützrohren, Bomben usw., gebraucht, wobei zu beachten ist, daß bei ihrer Anwendung Leistungen erreicht werden können, die beispielsweise beim Schnuppen von Granaten nur wenig unter denjenIgen der üblichen Wolfram,1earb:d-T.itankaribid-Hilfsmetall-Legierungen und beim Schlichten, also bei geringer Stoßbeanspruchung, sogar über den Leistungen -der letztgenaanten Legierungen liegen.
• In der Abb. i der Zeichnung ist das erfindungs= gemäß erstrebte Verzahnungsgefüge einer druckgesinterten, aus 45 0M Titankarbild, 45 % Van.adinkarbid und io % Nickel bestehenden HartmetaM-legierung dargestellt. Die Abt: 2 und 3 zeigen das Gefüge von zwei ebenfalls druckgesinterten und in gleicher Weise zusammengesetzten Hartmetällegierunigen, die jedoch im'Gegensatz zu der das, Gefüge nach Abb. i. aufweisienden Legierung für Schneidzwecke ungeeignet sind. Das Gefüge .dieser beiden Legierungen ist durch abgerundete, nicht miteinander verzahnte Kristalle gekennzeichnet.
• Die Legierungen gemäß der Erfindung können in einer Menge .bis zu etwa 15'/o auch noch andere harte Karbide, z. B. Chromkarbid, Thoriumkarbid und/oder Urankarbid, enthalten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Gesinterte, auf der Basis Titankarbid-Vanadinkarbid-Hi.lfsmetall aufgebaute Hartmetallegier.ungcn, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Verzahnungsgefüge aufweisen:. z. Hartmetalleigierungen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, ,daß sie aus io bis 5o % Vanadinkarbid, 3 bis 15 % Hilfsmetall (z. B. Nickel., IC-obalt, Eisen), Rest Titankarbid bestehen. 3. Hartmetallegierungen nach den An-Sprüchen i und 2, .dadurch gekennzeichnet, daß sie noch bis zu etwa 15 % andere harte Karbide, z. B. Chromkarbid., Thoriumkarbid und/oder Urankarbid, eritfhalten. 4. Verfahren zur Herstellung von Hartmetallegierunigen nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hersitellung auf .dem Wege der Drucksduteirunig erfolgt und das Verzahnungsgefüge durch die Wahl geeigneter Sinterbedingungen erzielt wird.. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr, 748 933-