DE920100C

DE920100C - Verwendung von Hartmetallen zur Herstellung von Gesteinsbearbeitungswerkzeugen, insbesondere von Tiefbohrwerkzeugen

Info

Publication number: DE920100C
Application number: DEB12535A
Authority: DE
Original assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Current assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Priority date: 1948-08-09
Filing date: 1950-11-17
Publication date: 1954-11-11

Description

Verwendung von Hartmetallen zur Herstellung von Gesteinsbearbeitungswerkzeugen, insbesondere von Tiefbohrwerkzeugen Zum Bearbeiten von Gestein, insbesondere zum Bohren, werden vielfach Werkzeuge verwendet, die aus einem durch spanabhebende Bearbeitung zugerichteten Stahlschaft aus unlegiertem oder legiertem Stahl bestehen, der mit Hartmetall bestückt ist. Dieses Bestücken mit Hartmetall kann in verschiedener Weise durchgeführt werden. Zunächst wurden Hartmetallplättchen auf den Stahlschaft einfach mit z. B. Schweißbronze aufgelötet. Man kann aber auch Hartmetallbröckelchen oder Hartmetallformlinge auf die Stahlschäfte einzeln aufsetzen und mit einem zäheren Zusatzstoff verschweißen, oder man kann sie direkt mit ihrem Verbindungsmetall auftragen, das als Rohr das Hartmetall als Splitt in sich trägt, oder man verwendet Eisenrohre als Schweißstäbe mit z. B. o,6 mm Wanddicke und bis zu io mm Außendurchmesser, welche außer Hartmetallsplitt noch bis zu 25 % Zusatzstoffe enthalten, die zusammen mit dem Eisenrohr als Einbettwerkstoff geeignet sind. In manchen Fällen kann bei Verwendung von Eisenrohren auf besondere Zusätze zum Splitt auch verzichtet werden. Die Auftragsschweißung kann autogen oder auch elektrisch erfolgen. Im letzteren Falle können noch zur Vermeidung von Legierungsabbränden und zur Erhöhung der Stabilität des Schweißlichtbogens diese Eisenrohre eine Ummantelung erhalten. Ferner kann man den Splitt auf den Schaft aufstreuen und denselben mit dem Kohlelichtbogen niederschmelzen, eventuell auch dieses Verfahren in mehreren Schichten durchführen.
Für derartige Werkzeuge wurden bisher fast ausschließlich Hartmetalle verwendet, deren Basis das Wolframkarbid war und die gegebenenfalls als Hilfsmetall Kobalt enthielten. Bei solchen Werkzeugen ergaben sich jedoch immer Schwierigkeiten wegen der Rißempfindlichkeit dieser Hartmetalle gegenüber dem Schweißprozeß. Oft treten sogar schon beim Auflöten mit Schweißbronze Risse auf: Beim Bohren z. B. werden häufig die erwarteten Standzeiten wegen des Auftretens von Rissen in den Hartmetallbröckelchen, die während des Rufschweißens entstanden sind, nicht erreicht. Weitere Vorschläge zur Verwendung von Hartmetallen für die Gesteinsbearbeitung sehen solche vor, die im wesentlichen aus Mischkarbiden, und zwar aus Chrom- und Wolframkarbid oder aus Borkarbid mit anderen hochschmelzenden Karbiden aufgebaut sind. Eine Beseitigung der bestehenden Schwierigkeiten konnte aber auch durch diese Vorschläge nicht erreicht werden. Durch Borkarbidzusätze wird insbesondere das Schweißen erheblich erschwert, während sich die Chromkarbide besser als Bestandteile in den Einbettwerkstoffen als in den Hartmetallen selbst für den Zweck gemäß vorliegender Erfindung eignen.
Die vorhandenen Schwierigkeiten können erfindungsgemäß dadurch beseitigt werden, daß an Stelle der genannten, nur auf Wolfram-, Wolfram-Chrom- oder Bor-Karbid aufgebauten Hartmetalle solche an sich bekannte zur Verwendung kommen, welche teilweise oder gänzlich aus bor- und chromfreien Mischkarbiden von mindestens zweien der Elemente Wolfram, Molybdän, Vanadin, Titan, Zirkon, Niob, Tantal, Uran, Thor und aus Hilfsmetallen der Eisengruppe (Eisen, Nickel, Kobalt) bestehen. Solche Hartmetalle sind bisher vorwiegend für die Stahlbearbeitung herangezogen worden.
Besonders geeignete Hartmetalle können gemäß der Erfindung neben 5o bis. 9o % W C und 3o bis 20% Hilfsmetallen der Eisengruppe noch 5 bis 40 % Ti C, Ta C, Nb C und V C einzeln oder gemeinsam enthalten.
Bei Gesteinsbohrungen hat sich z. B. ein Hartmetall mit 77010 WC, i 5 % Ti C und 81/o, Co, das in Form von großen Brocken auf die Bohrkronen aufgesetzt und angeschweißt wurde, hervorragend bewährt. Als Einbettwerkstoffe können dabei stellitartige Legierungen auf der Kobalt-Wolfram-Chrom-Basis oder auf der Chrom-Basis, Gußeisen, Schweißbronze u. dgl. verwendet werden, wobei sich mit zunehmender Härte des Gesteins auch eine härtere Einbettmasse als zweckmäßig erweist.
Bei sehr hartem Gestein bewährte sich z. B. eine harte Legierung mit 3,5% C, 0,9% Si, 1,2% Mn, 310% Cr, Rest Eisen, die eine Eigenhärte von 58 R C hat, jedoch in Verbindung reit dem Härtmetallsplitt auf etwa 67 R C aufhärtet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verwendung von Hartmetallen, die bor-und chromfreie Mischkarbide von mindestens zweien der Elemente Wolfram, Malybdän, Titan, Zirkon, Niob, Tantal, Uran, Thor und Hilfsmetalle der Eisengruppe (Eisen, Nickel, Kobalt) enthalten, zur Herstellung von Gesteinsbearbeitungswerkzeugen, insbesondere von Tiefbohrwerkzeugen, die aus einem mit Hartmetall bestückten Stahlschaft bestehen.
2. Verwendung von Hartmetallen der in Anspruch i angegebenen Zusammensetzung, die neben 5o bis 9o % W C und 3 bis 201/o, Hilfsmetallen der Eisengruppe (Eisen, Nickel, Kobalt) einzeln oder gemeinsam noch 5 bis 4o % Ti C, Ta C, Nb C und V C einzeln oder gemeinsam enthalten, zur Herstellung von Gesteinsbearbeitungswerkzeugen, die aus einem mit Hartmetall bestückten Stahlschaft bestehen.
3. Verfahren zur Herstellung von Werkzeugen nach den Ansprüchen i und 2 durch Auftragsschweißung, dadurch gekennzeichnet, daß als Schweißstäbe Eisenrohre verwendet werden, die ein Hartmetall der in den Ansprüchen i und 2 genannten Zusammensetzung in an sich bekannter Weise in Form von Splitt enthalten mit einem Zusatz von bis zu 25 % eines Stoffes, wie z. B. den einer harten Legierung aus etwa 3,50/ö C, 0,9% Si, 1,20/0 1@In, 310/a Cr, Rest Eisen, der zusammen mit dem Eisenrohr als Einbettwerkstöff geeignet ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 616 840, 622 347, 668 861, 720 502.