Eisenlegierung, insbesondere für warmarbeitende Werkzeuge. <B>C)</B> Die Erfinduno, betrifft eine Eisenlegie- run--, welche insbesondere für warmarbei- C tende Werkzeuge, wie Gesenke, Spritzguss- gesenke, <B>-</B> Walzdorne und andere Werk- v,eiio-e in Pressen,<B>-</B> Schnitte, Matrizen, fer ner für G-ewehrläufe -und dergleichen mehr 0.
"eeign,et, ist. Sie ist ferner für Konstruk- tionsieile, und zwar für selbst bei hoher Ten-i- peratur beanspruchte geeignet, wie sie bei spielsweise im modernen Motoren- und Tur binenbau zur Anwendung gelangen, wie Ven- l# kl tilkegel, Turbinensehaufeln und dergleichen mehr. Die, Legierung kann jedoch auch für viele andere Zwecke verwendet werden.
Unter warmarbeitenden Werkzeujon, für welche die erfindungsgemässen Legierungen besonders -eei-net, sind, sollen aber nicht Schnelldrehstähle verstanden werden, von welchen andere Eioenschaften verline wer den, wie insbesondere aktive, Härte.
Für warmarbeitende Werkzeuge wurden schon Chrom-Wolframstähle, Chrom-Niehel- stähle, Chrom-Molybdäu-Nickelstähle, Wolf- rain-Nickelstähle und als beste Stähle Chrom- Wolfram-Nickelsfähle vorgeschlagen.
Es wurde nun gefunden, dass über raschend gute Ergebnisse gegenüber dieseil bekannten Stählen durch ehromarme, das heisst vorzugsweise Chrom überhaupt nicht oder nur in der Höhe von Verunreinigungen enthaltende Wolfram-Kobalt-Niekelstäbe er zielt würden. Die erfindungsgemässe Eisen legierung enthält<B>0,05</B> bis<B>0,5 %</B> Kohlenstoff, <B>0,5</B> bis<B>15%</B> Wolfram,<B>0,3</B> bis<B>5%</B> Kobalt, <B>1</B> bis<B>5 %</B> Niekel, aber nicht mehr als 2<B>%</B> Chrom.
Ein eventueller geringer Chront- 0,ehalt soll zweckmässig<B>1 %</B> nicht übersehrei- C ten. Es sollen aber noch Legierungen in ver- sohlechterter Ausführung3forin mit bis zu <B>2 %</B> Chrom als geschützt erachtet werden.
Vorteilhaft können geringe Zusätze von Molybdän oder Vanadium gegeben werden, welche in manchen Wirkuno#en das Wolfram teilweiseersetzen können. Diese Zusätze gind meist ering, beispielsweise bis züi <B>0,5</B> ', <B>C</B> tz <B>/0</B> können aber in manchen Fällen bis zu etwa <I>2</I><B>%</B> zugesetzt werden.
Nach weiteren Ausfüh rungsarten der Erfindung können noch des weiteren geringe Zusä;tze eines oder mehrerer Elemente, wie zum Beispiel Tantal, Titan, Zirkon, Kupfer und Silizinni vGrhanden sein.
Es ist von grosser Bedeutung und sehr übe-rraschend, dass die wertvollen Eigenschaf ten der erfindungsgemässen Legierung selbst bei geringen Prozentsätzen an Wolfram, Ko balt und Nickel, wie etwa von 2, bis<B>6 %</B> W, <B>0,5</B> bis 2 % Co,<B>1</B> bis<B>3 %</B> Ni schon in her- vorra-,endem Masse vorhanden sind, insbeson dere bei cleichzeitiger Anwesenheit von etwas 3l-,olybdän, vorzugsweise<B>0,1</B> bis<B>0,6%.</B>
Eine Sta.lillegierung, welche beispiels weise neben Eisen<B>-</B> und nebenMangan und Silizium in den üblieh kleinen Menuen - 0.39.% <B>C, 2,87%</B> W, <B>0,59%</B> Mo, ',),51% Ni, <B>1,01 %</B> Co, also insgesamt etwa<B>7 %</B> an diesen Bestandteilen enthält, zeigte schon über- ,
aschend en gute Ergebnisse. Die Legierung gestattet eine leichte Formgebung jeder Art. Sie ist auffallend unempfindlieli gegen Tem- peratursehwankungen, wie sie etwa bei An wendung als Walzdorn eine grosse Rolle spielen.
Die Unempfindlichkeit des Stahls kommt auch darin zum Ausdruck, dass die Le,Yierulio# nicht nur in<B>01,</B> sondern auch in t' el Wasser gehärtet bezw. abgekühlt werden kann, ohne Schaden zu nehmen. Die Härtung kann zufolge eines ausserordentlich grossen Härteintervalles ohiieS,c'hwierigl-,eit erfolgen.
Eine solche Legierung kann beispielsweise folgendermassen behandelt werden: Glühen bei<B>700</B> bis<B>720 ' C</B> und langsam erhalten lassen-; Härten bei.<B>9j50</B> bis<B>1000' C, Ab-</B> kühlen in<B>Öl.</B> Die Abkühlun-- kann auelL in #n #Vasser oder Luft erfolgen.. Anlassen bei Temperaturen zwischen<B>600</B> bis<B>650' C</B> je nach Verwendungszweck. Dies ist aber nur t' eine beispielsweise Behandlung, man kann auch anders verfahren.
Bei verschiedenen -lusfühl-Lino-sformeii init niedrigem Kohlen stoffgehalt wird die Härte beini Anlassen nicht vermindert, teils sogar o#estei,-ei4-.
<B>C</B> e Der besondere Fortschritt dieser Le--ie- t' rungen liegt darin, dass sie gleichzeitig eine Reilie von vorzügliehen Eigenschaften auf weisen, die bisher nicht miteinander vereinigt werden konnten, obwühl zahlreiehe Vor schläge für warma.rbeiten de Werkzeuge schon gemacht wurden.
Während die, einzelnen bemerkenswerten Eio#enschaften bei den verschiedenen Ausfüh- ZD runusformen. etwas schwanken, wie etwa Fe- t' stigkeit und Dehnung in an sieh bekannter Weise in Abhängigkeit von dem Kohlenstoff- el gehalt. <B>,
</B> erscheinen sie in ihrer jeweiligen Ge- samtheit (das gleiehzeitige Vorhandensein verhältnismässig hoher Warmzerreissfestig- keit, Zähigkeit und U, nempfindlichkeit gegen über Temperaturschwankungen sowie meist noeb guter Volumbeständigkeit und guter Bearbeitbarkeit)
als sehr wertvoll gegenüber deinbishericen Sta-ii#de der Technik.
Die vorzugsweisen Ausf ähruhirsformen der erfindungsgemässen. Legierung weisen t' ZD Zn Chrom höchstens in der Höhe von Verw-i- reinigungen auf.
Dieses gilt auch von den hier angegebenen A-tisführuugsbeispielen. t' el Verschiedene wertvolle Eigenschaften der Legierungen gehen bei ansteigendem Chrom- n gehalt dauernd zurück und es geht damit jene Vereinigung gleichzeitig vGrhandener wertvoller Eigenschaften verloren, -welche die grosse- Anwendbarkeit und den Fortschritt .dieser Legierungen beinhaltet.
Dabei sind Legierungen beispielsweise mit etwa<B>1,5</B> %0 Ci- noch sehr wertvoll gegenüber solchen mit etwa<B>3</B> 110' Cr. Es wurden bereits Chrom- Wolfram-Niekelle.gierungen. mit<B>3</B> bis<B>7 %</B> Chrom vorgeschlagen, in welchen das Nickel teilweise durch Kobalt ersetzt sein kann.
Demgegenüber wurde eTfindungsgemäss er kannt, dass sowohl Nickel, als auch Kobalt neben Wolfram vorhanden sein müssen und dass es ferner wesentlich ist, dass die Legie- runty an Chrom arm ist und dieses vorteilhaft überhaupt fehlt. In Hinblick auf den er wähnten Stand der Technik sollen aber auel, schlechtere A-asführungsformen mit bis zu <B>2 %</B> Chrom noch als geschützt erachtet wer den.
Chrom ist niemals als wesentlicher Le- (rierungsbestandteil zu verstehen und sein Gehalt ist- beispielsweise auch in solchen #ebleehteren Ausführungsformen stetskleiner ,ils der des Nickels.
EMI0003.0005
<I>fitsfÜhrangsbeispiele:</I>
<tb> <B>C <SEP> 3111</B> <SEP> Si <SEP> <B>W <SEP> MG <SEP> Co</B> <SEP> Ni <SEP> <B>V</B>
<tb> 0,40 <SEP> <B>0,30 <SEP> 0-23 <SEP> 2,87 <SEP> M9 <SEP> 1,01 <SEP> 22,51</B>
<tb> <B>0,227 <SEP> 0,2126 <SEP> 0,18 <SEP> 3,32 <SEP> - <SEP> 1,11</B> <SEP> 2,64
<tb> <B>0,25 <SEP> 0,29 <SEP> 0,20 <SEP> 3,21</B> <SEP> 0,4:
) <SEP> <B>3,26 <SEP> 3,32</B>
<tb> <B>(),3() <SEP> 0,59 <SEP> 0,30 <SEP> 11,10</B> <SEP> 1,74 <SEP> <B>2,7 <SEP> 5 <SEP> -1,95</B>
<tb> 0,41, <SEP> 0,46 <SEP> <B>0,25 <SEP> 0,87 <SEP> -</B> <SEP> 0,5,4 <SEP> 2,12
<tb> <B>(). <SEP> 15 <SEP> (),</B> <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> <I>0,20</I> <SEP> <B>0.61.
<SEP> 0,25 <SEP> 0,58 <SEP> 2,50</B> <SEP> 0,20 Die Erfindun-- umfasst des #velteren Le- t' -ierungen# welehe.4ch aus den oben besehrie- henen, durch Zusatz weiterer Elemente unter (Ilitsprechender Verringerung des Eisenge- baltes ableiten, uni je nach Verwendungs- zweek ziiz4ätzlieh## Effekte zu erzielen.
Solche sind aber jeweils gering im Verhältnis züi der Summe der Bestandteile der Basislegierung, welche der Legierung ihr Gepräge --eben. Bei manchen hoch legier- LI teil Ausführungsformen #verden solche Zu- die Höhe von etwa<B>3 %</B> erreichen kön- iien. So kann man cerince Zusätze von Titan, el t' Zirkon, Tantal geben.
Diese Legierungen sind hart, verschleiss fest und widerstandsfähig gegen chemische el 1- b,'iiiflüsi#e. Sie können daher für entspre- ehende Zweehn Anwenduncy finden.
e_I Atisf iih2-,uiigsbeispiel: #anI3(#r iUn iind Si in iiiblich kleiner Menge)
EMI0003.0050
<B>C <SEP> W</B> <SEP> Mo <SEP> Co <SEP> Ni <SEP> V <SEP> Ti <SEP> Zr <SEP> Ta
<tb> <B>DAG <SEP> 0,01 <SEP> 1.28 <SEP> 3,56 <SEP> -</B> <SEP> 0,44 <SEP> <B>0,38</B> <SEP> 0,43
EMI0003.0051
Zweek <SEP> erhöhter <SEP> Beständigkeit <SEP> gegen <SEP> saur t3
<tb> ()dt#l, <SEP> I-:
orrodierende <SEP> Gase <SEP> k-iinlieli <SEP> aucb. <SEP> geringe
<tb> Zilsälze <SEP> all <SEP> Cu <SEP> undloder <SEP> erhöhte <SEP> Zusätze <SEP> all
<tb> Si <SEP> bis <SEP> züi <SEP> <B>3%</B> <SEP> vorgesehen <SEP> werden.
<tb>
Zwecks <SEP> Erzielung <SEP> von <SEP> Nitrierfähigkeit
<tb> oder <SEP> Ausscheidungshärtung <SEP> können <SEP> jene <SEP> Ele inente <SEP> zugesAzt <SEP> oder <SEP> vermeh#rt <SEP> wer-den, <SEP> wel ohe <SEP> Stähle <SEP> in <SEP> all <SEP> sich <SEP> bekannter <SEP> Weise <SEP> für
<tb> diese <SEP> Massnahmen <SEP> geeignet <SEP> machen <SEP> (U <SEP> Mo#
<tb> Cii, <SEP> <B>Al</B> <SEP> ete.). Mangan ist im allgemeinen nur als übli- eher Beo-leiter vorhanden. Für besondere Zwecke kann aber auch ein höherer Mam'au- gelialt verwendet werden.
Man kann schliess lich auch geringe Zusätze an Bor, Cer, Be.ryl- lium, je nach Verwendungszweck geben.
Die fertigen Teile 'können<B>je</B> nach Ver- #vendungszweck, und den gewünscht--en Ei,gen- schaften des Endproduktes auch einer Kalt verformung unterworfen und können einer entsprechenden -\ÄTärme.beha.n;dlung unter- zo-,en werden.
<B>Z,</B>
Iron alloy, especially for hot tools. <B> C) </B> The invention relates to an iron alloy run, which is used in particular for hot-working tools, such as dies, injection molding dies, <B> - </B> rolling mandrels and other tools , eiio-e in presses, <B> - </B> cuts, dies, furthermore for barrels -and the like more 0.
"Suitable, et, is. It is also suitable for construction parts, specifically for those that are stressed even at high temperatures, such as those used, for example, in modern engine and turbine construction, such as Valve # kl valve cones, turbine blades, etc. However, the alloy can be used for many other purposes.
Hot-working tools, for which the alloys according to the invention are particularly useful, are not intended to be understood to mean high-speed steels, of which other properties are linked, such as active hardness in particular.
Chrome-tungsten steels, chrome-nickel steels, chrome-molybdenum-nickel steels, tungsten-nickel steels and, as the best steels, chrome-tungsten-nickel steels have already been proposed for hot-working tools.
It has now been found that surprisingly good results compared to these known steels would be achieved by tungsten-cobalt Niek rods with low-chromium, that is, preferably chromium-free rods containing only the amount of impurities. The iron alloy according to the invention contains <B> 0.05 </B> to <B> 0.5% </B> carbon, <B> 0.5 </B> to <B> 15% </B> tungsten , <B> 0.3 </B> to <B> 5% </B> cobalt, <B> 1 </B> to <B> 5% </B> Niekel, but not more than 2 <B >% </B> chrome.
A possible low chromium content should expediently not exceed <B> 1% </B>. However, alloys in a weakened 3-forin design with up to <B> 2% </B> chromium should be protected be considered.
Small additions of molybdenum or vanadium can advantageously be added, which in some cases can partially replace the tungsten. These additions are usually applicable, for example up to <B> 0.5 </B> ', <B> C </B> tz <B> / 0 </B> but in some cases up to about <I> 2 </I> <B>% </B> can be added.
According to further embodiments of the invention, small additions of one or more elements, such as, for example, tantalum, titanium, zirconium, copper and silicon tin, may also be present.
It is of great importance and very surprising that the valuable properties of the alloy according to the invention even with low percentages of tungsten, cobalt and nickel, such as from 2 to 6% W, <B > 0.5 </B> to 2% Co, <B> 1 </B> to <B> 3% </B> Ni are already present in a predominant amount, especially when c is simultaneously present some 31-, olybdenum, preferably <B> 0.1 </B> to <B> 0.6%. </B>
A static alloy, which, for example, in addition to iron <B> - </B> and next to manganese and silicon in the usual small menus - 0.39% <B> C, 2.87% </B> W, <B> 0 , 59% </B> Mo, ',), 51% Ni, <B> 1.01% </B> Co, i.e. a total of about <B> 7% </B> of these components, has already shown over -,
ashing en good results. The alloy allows easy shaping of any kind. It is noticeably insensitive to temperature fluctuations, such as those that play a major role when used as a rolling mandrel.
The insensitivity of steel is also expressed in the fact that the Le, Yierulio # is not only hardened in <B> 01, </B> but also in t 'el water. can be cooled without being damaged. The hardening can take place due to an extraordinarily large hardening interval.
Such an alloy can be treated as follows, for example: annealing at <B> 700 </B> to <B> 720 'C </B> and let it be obtained slowly; Hardening at. <B> 9j50 </B> to <B> 1000 'C, cooling- </B> in <B> oil. </B> The cooling- can take place in #n #water or air .. Tempering at temperatures between <B> 600 </B> to <B> 650 'C </B> depending on the intended use. But this is only not an example of a treatment, you can also proceed differently.
With various -lusfühl-Lino-sformeii with a low carbon content, the hardness is not reduced on tempering, sometimes even o # estei, -ei4-.
<B> C </B> e The particular progress of these teachings lies in the fact that they also have a range of excellent properties that could not be combined with one another up to now, although numerous suggestions for warma. working tools have already been made.
While the individual features are noteworthy in the various designs. fluctuate somewhat, such as strength and elongation, in a manner known per se, depending on the carbon content. <B>,
</B> They appear in their respective entirety (the simultaneous presence of relatively high heat tear strength, toughness and sensitivity to temperature fluctuations and usually no good volume stability and good machinability)
as very valuable compared to the previous state of technology.
The preferred embodiments of the inventive. Alloys have t 'ZD Zn chromium at most in the amount of contaminants.
This also applies to the examples given here. t'el Various valuable properties of the alloys decrease permanently with increasing chromium content and the combination of the existing valuable properties, which includes the great applicability and progress of these alloys, is lost.
Alloys with about <B> 1.5 </B>% 0 Ci- are still very valuable compared to those with about <B> 3 </B> 110 'Cr. Chrome-tungsten-nickel alloys have already been used. with <B> 3 </B> to <B> 7% </B> chromium, in which the nickel can be partially replaced by cobalt.
In contrast, it was recognized according to the invention that both nickel and cobalt must be present in addition to tungsten and that it is also essential that the alloy is low in chromium and that this is advantageously absent at all. In view of the state of the art mentioned, however, even poorer A-as execution forms with up to <B> 2% </B> chromium should still be considered as protected.
Chromium is never to be understood as an essential component of the alloy and its content is always smaller than that of nickel, for example even in such leaned embodiments.
EMI0003.0005
<I> fits leading examples: </I>
<tb> <B> C <SEP> 3111 </B> <SEP> Si <SEP> <B> W <SEP> MG <SEP> Co </B> <SEP> Ni <SEP> <B> V < / B>
<tb> 0.40 <SEP> <B> 0.30 <SEP> 0-23 <SEP> 2.87 <SEP> M9 <SEP> 1.01 <SEP> 22.51 </B>
<tb> <B> 0.227 <SEP> 0.2126 <SEP> 0.18 <SEP> 3.32 <SEP> - <SEP> 1.11 </B> <SEP> 2.64
<tb> <B> 0.25 <SEP> 0.29 <SEP> 0.20 <SEP> 3.21 </B> <SEP> 0.4:
) <SEP> <B> 3.26 <SEP> 3.32 </B>
<tb> <B> (), 3 () <SEP> 0.59 <SEP> 0.30 <SEP> 11.10 </B> <SEP> 1.74 <SEP> <B> 2.7 < SEP> 5 <SEP> -1.95 </B>
<tb> 0.41, <SEP> 0.46 <SEP> <B> 0.25 <SEP> 0.87 <SEP> - </B> <SEP> 0.5.4 <SEP> 2.12
<tb> <B> (). <SEP> 15 <SEP> (), </B> <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> <I> 0.20 </I> <SEP> <B> 0.61.
<SEP> 0.25 <SEP> 0.58 <SEP> 2.50 </B> <SEP> 0.20 The inventions include the #velterer Le- t '-ierungen # welehe.4ch from the descriptions above - derive a corresponding reduction in the iron content by adding further elements to achieve specific effects depending on the intended use.
However, these are each small in relation to the sum of the components of the base alloy, which give the alloy its character. In some high-alloy LI partial embodiments, such additions can reach a level of approximately <B> 3% </B>. So you can give cerince additions of titanium, el t 'zircon, tantalum.
These alloys are hard, wear-resistant and resistant to chemical el-b, iiifluesi # e. You can therefore find applications for corresponding two.
e_I Atisf iih2-, uiigs example: # anI3 (#r iUn iind Si in usually small amount)
EMI0003.0050
<B> C <SEP> W </B> <SEP> Mo <SEP> Co <SEP> Ni <SEP> V <SEP> Ti <SEP> Zr <SEP> Ta
<tb> <B> DAG <SEP> 0.01 <SEP> 1.28 <SEP> 3.56 <SEP> - </B> <SEP> 0.44 <SEP> <B> 0.38 </B> <SEP> 0.43
EMI0003.0051
Two <SEP> increased <SEP> resistance <SEP> against <SEP> acidic t3
<tb> () dt # l, <SEP> I-:
eroding <SEP> gases <SEP> k-iinlieli <SEP> aucb. <SEP> low
<tb> Zilsälze <SEP> all <SEP> Cu <SEP> and / or <SEP> increased <SEP> additions <SEP> all
<tb> Si <SEP> to <SEP> for <SEP> <B> 3% </B> <SEP> are provided <SEP>.
<tb>
In order to achieve <SEP> <SEP> nitriding ability
<tb> or <SEP> Precipitation hardening <SEP> <SEP> those <SEP> elements <SEP> can be added <SEP> or <SEP> increased <SEP>, <SEP> wel ohe <SEP> Steel <SEP> in <SEP> all <SEP> <SEP> known <SEP> way <SEP> for
<tb> make these <SEP> measures <SEP> suitable <SEP> <SEP> (U <SEP> Mo #
<tb> Cii, <SEP> <B> Al </B> <SEP> ete.). Manganese is generally only present as a standard rather auxiliary conductor. For special purposes, however, a higher Mam'au- gelialt can also be used.
Finally, it is also possible to add small amounts of boron, cerium, be.rylium, depending on the intended use.
The finished parts can, depending on the intended use and the desired properties of the end product, also be subjected to cold deformation and can be subjected to appropriate heat treatment be under-, en.
<B> Z, </B>