DD295400A5 - CARBONITRIDE FRACTURES OF TRANSITION METALS TITANIUM, MOLYBDAEN AND / OR TUNGSTEN AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents

CARBONITRIDE FRACTURES OF TRANSITION METALS TITANIUM, MOLYBDAEN AND / OR TUNGSTEN AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF Download PDF

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DD295400A5 DD90341842A DD34184290A DD295400A5 DD 295400 A5 DD295400 A5 DD 295400A5 DD 90341842 A DD90341842 A DD 90341842A DD 34184290 A DD34184290 A DD 34184290A DD 295400 A5 DD295400 A5 DD 295400A5
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Abstract

The invention relates to tools for shaping with and without cutting. According to the invention, in the hard carbonitride materials of the general formula (MqM<*>1-q-pM<**>)(C1-yNy)2 the empirical composition is within the limits 0.5 </= q </= 0.97, 0.03 </= p </= 0.5, 0.80 </= p + q </= 1 and 0.05 </= y </= 0.95 with a total stoichiometry of z >/= 0.90. The carbonitrides consist of at least two phases distributed over separate powder particles, and the thermodynamic equilibrium is established with respect to the nonmetals carbon (C) and nitrogen (N) but not for the total system. According to the invention, the hard carbonitride materials are prepared, inter alia, by annealing an appropriate amount of powder under a flowing gas mixture of nitrogen/hydrogen and/or inert gas at partial pressure ratios of nitrogen to hydrogen and/or inert gas of 1 : 0.5 to 1 : 5 at temperatures of 1800 DEG C to 2000 DEG C in a sufficiently short time. The hard carbonitride material according to the invention can be used, inter alia, as a component of a cermet or of a hard-wearing layer.

Description

Anwendungsgebiet tier ErfindungApplication of animal invention

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Pulvermetallurgie. Ihre Anwendung ist für Werkzeuge der spanenden und spanlosen Formgebung möglich und zweckmäßig. Außerdem lassen sich diese Karbonitridhartstoffe für Verschleiß- und Korrosionsschutzschichten einsetzen.The invention relates to the field of powder metallurgy. Their application is possible and expedient for tools of the cutting and non-cutting shaping. In addition, these carbonitride hardstocks can be used for wear and corrosion protection coatings.

Charakteristik dos bekannten Standes der TechnikCharacteristics of the known prior art

Nach E. Rudy et al., Proc. of the 8th Plansee Seminar 1974, Reutte, Vol. Z, p.30 und H. Doi, Proc. of the Int. Conf. Science of Hard Materials, Rhodos 19114, p.489-523 sind Hartstoffe, die aus einem Karbonitrid des Titans und eines weiteren Metalls bestehen, bekannt. Diese Karbonitridhartstoffe sine' entweder einphasig oder mehrphasig und spinodal entmischt. In beiden Fällen befinden sich alle Metall- und Nichtmetallkomponenten im thermodynamischen Gleichgewicht. Im Falle der mehrphasigen, spinodal entmischten Karbonitridhartstoffe zeigen die einzelnen Phasen annähernd die gleichen Gitterkonstanten, d. h. Unterschiede sind im Rahmen röntgenographischer Untersuchungen nicht nachweisbar.According to E. Rudy et al., Proc. of the 8th Plansee Seminar 1974, Reutte, Vol. Z, p.30 and H. Doi, Proc. of the Int. Conf. Science of Hard Materials, Rhodes 19114, p.489-523 are hard materials consisting of a carbonitride of titanium and another metal known. These carbonitrides are either single-phase or multi-phase and spinodal-segregated. In both cases, all metal and nonmetal components are in thermodynamic equilibrium. In the case of multi-phase, spinodal-demixed carbonitride hard materials, the individual phases show approximately the same lattice constants, ie. H. Differences are not detectable in radiographic examinations.

Die mehrphasigen, spinodal entmischten Karbonitridhartstoffe sind zwar gegenüber den einphasigen etwas verbessert, aber Nachteile, wie z. B. Stickstoffabbau, zu höherer Porosität führende Gasungsprozosse, ungenügende Umlöseprozesse, schlechte.; Verdichtungsverhaltiän beim Sintern, bleiben zumindest teilweise bestehen. Die Ursachen dieser Nachteile sind bei beiden darin zu suchen, daß, besc nders im Hinblick auf die Wechselwirkungen mii flüssigem Metallen, wie ζ. B. Ni, Co, Fe, das Sinterverhalten und die damit verbundenen Strukturausbildungen nicht optimal sind.Although the polyphase, spinodal segregated carbonitrides are somewhat improved over the single phase, but disadvantages, such. As nitrogen decomposition leading to higher porosity gassing processes, insufficient Umlöseprozesse, bad.; Verdichtungsverhaltiän during sintering, remain at least partially. The causes of these disadvantages are to be found in the fact that, especially with regard to the interactions with liquid metals, such as ζ. As Ni, Co, Fe, the sintering behavior and the associated structural formations are not optimal.

Nach DE-OS 24207153 ist ein Verfahren zur Herstellung dieser Hartstoffe bekannt. Nach einer Variante dieses Verfahrens wird eine Karbonitridvorlegierung durch Nitrierung von Karbid- und Metallpulvergemischen bis zu 10 Stunden bei Temperaturen zwischen 1400 und 18000C hergestellt.According to DE-OS 24207153 a process for the preparation of these hard materials is known. According to a variant of this method, a carbonitride master alloy is prepared by nitriding of carbide and metal powder mixtures for up to 10 hours at temperatures between 1400 and 1800 0 C.

Eine weitere Variante des Verfahrens sieht die Homogenisierung vorgebildeter Karbide und Nitride bis zu 10 Stunden bei 1700°C bis 23000C vor, woran sich eine Zerkleinerung des Reaktionskuchens und ein Mahlen auf oine Korngröße < 75 pm anschließen. Durch Zumischen einer weiteren vorgebildeten Karbidlegierung und nochmaliges Homogenisieren wird die gewünschte Zusammensetzung hergestellt. Der Mangel beider Varianten besteht im hohen ökonomischen Aufwand, der durch mehrstufige Prozesse, durch Glühzeiten bis zu 10 Stunden und Temperaturen bis maximal 23000C hervorgerufen wird.Another variant of the method provides for the homogenization of preformed carbides and nitrides up to 10 hours at 1700 ° C to 2300 0 C before, which are followed by a crushing of the reaction cake and milling to Oine particle size <75 pm. By admixing a further preformed carbide alloy and re-homogenizing, the desired composition is produced. The lack of both variants is the high economic cost, which is caused by multi-stage processes, by annealing times up to 10 hours and temperatures up to 2300 0 C.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Karbonitridhartstoff der Metalle Titan, Molybdän und/oder Wolfram zu entwickeln, bei dem beim Sintern kein St. :stoffabbau, keine zu höherer Porosität führende Gauungsprozesse, ein gutes Verdichtungsvijrhalten und gute Umlöseprozesse auftreten, sowie ein Verfahren zu.- Herstellung dieses Hartstoffs vorzuschlagen, bei dem der ökonomische Aufwand wesentlich abgesenkt wird.The object of the invention is to develop a carbonitride hard metal of the metals titanium, molybdenum and / or tungsten, in which sintering does not cause decomposition of the material, no gassing processes leading to higher porosity, good compaction and good dissolving processes, as well as a process .- To propose production of this hard material, in which the economic effort is significantly reduced.

Darlegung df/s Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Karbonüridhartstoff der MetalleTitan, Molybdän und/oder Wolfram anzugeben, dessen Sint srverhalten und die damit verbundenen Strukturausbildungen optimal sind und ein Verfahren zur Herstellung dieses Hartstoffs vorzuschlagen, das einstufig, bei tieferen Temperaturen und bei wesentlich kürzuren Glühzeiten durchführbar ist. Erfindungf.gemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei dem Karbonitridhartstoff der Übergangsmetalle Titan. Molybdän und/oder Wolfram mit der allgemeinen Zusammensetzung (TiqMe, _ q)(CxNv) die summarische Zusammensetzung in den Grenzen 0,50 SqS 0,97 und 0,05 SyS 0,95, bei einer Ge.'.amtstöchiometrie (x + y) ä = 0,90, liegt, die Karbonitride aus zwei, auf separate Pulverteilchen verteilten, kubischen Phasen bestehen und das thermodynamische Gleichgewicht bozüglich derThe invention has for its object to provide a Karbonüridhartstoff the metals titanium, molybdenum and / or tungsten whose Sint srverhalten and the associated structural formations are optimal and to propose a method for producing this hard material, the one-step, at lower temperatures and significantly shorter annealing times feasible is. Erfindf.f. the object is achieved in that in the carbonitride hard of the transition metals titanium. Molybdenum and / or tungsten having the general composition (Ti q Me, _ q) (C x N v) the summary composition within the limits 0.50 SQS 0.97 and 0.05 SyS 0.95, at a Ge. ' The total amount of carbonitrides consists of two cubic phases distributed on separate powder particles and the thermodynamic equilibrium of the

Nichtmetalle Kohlenstoff und Stickstoff, nicht jedoch für das Gesamtsystem Titan-Molybdän und/oder Wolfram-Kohlenstoff-Stickstoff, eingestellt ist. Vorteilhaft ist, wenn die beiden, im partiellen, thermodynamischen Gleichgewicht befindlichen Phasen bzw. Pulverteilchentypen mit den Gewichtsanteilen gt und y2 = 1 - gt als Pulverteilchentypen 1 und 2 vorliegen und Zusammensetzungen in den wie folgt angegebenen Grenzen besitzen: Typ1: (Tiq,Ms, -q1)(Cx,Ny,IMe = Mound/oderWNon-metals carbon and nitrogen, but not for the entire system titanium molybdenum and / or tungsten-carbon-nitrogen, is set. It is advantageous if the two phases or powder particle types in the partial, thermodynamic equilibrium with the proportions by weight g t and y 2 = 1-g t are present as powder particle types 1 and 2 and have compositions in the limits given below: Type 1: (Ti q, Ms, - (q1) C x, N y, IMe = Mound / or W

q, g 0,98 0,06 S y, S 0,96 (x, + y,) =; 0,98q, g 0.98 0.06 S y, S 0.96 (x, + y,) =; 0.98

21 % Masseanteile S gi S 94% Masseanteile Typ 2: (Tiq2Me, . q2)(Cx2Ny2) Me = Mo und/oder W21% mass fractions S gi S 94% mass fractions Type 2: (Ti q2 Me, q2 ) (C x2 N y2 ) Me = Mo and / or W

0,30 Sq2S 0,70 y2 S 0,04 (x2 + y2) ä 0,95 • 6% Masseanteile S g2 S 79% Masseanteile0.30 Sq 2 S 0.70 y 2 S 0.04 (x 2 + y 2 ) ä 0.95 • 6% by weight S g 2 S 79% by weight

Weiterhin ist es günstig, wenn die summarische Zusammensetzung in den Grenzen 0,80 SqS 0,97 und 0,05 SyS 0,50 liegt, die Gesamtstöchiometrie (x + y) = 0,95 ist und die Phasen bzw. Pulverteilchentyp'in 1 und 2 mit partiell eingestelltem thermodynamischem Gleichgewicht durch die wie folgt angegebenen Zusammensetzungen, Gleichgewichtsanteile gi und g2 sowie durch die Gitterkonstanten a, und a2 kubischer Phasen charakterisiert sind: Typ1: (Tiq1Me,_q,)(Cx,Ny))Me = Mound/oderWFurthermore, it is favorable if the cumulative composition is within the limits 0.80 SqS 0.97 and 0.05 SyS 0.50, the total stoichiometry (x + y) = 0.95 and the phases or powder particle type are 1 and 2 with partially set thermodynamic equilibrium are characterized by the compositions given as follows, equilibrium proportions gi and g 2, and by the lattice constants a, and a 2 cubic phases: Type 1: (Ti q1 Me, _ q ,) (C x , N y ) ) Me = Mound / orW

q, g 0,98 0,06 S y, S 0,56 (x, + y,) ä 0,98q, g 0.98 0.06 S y, S 0.56 (x, + y,) a 0.98

29% Masseanteile Sg1S 88% Masseanteile29% mass fractions Sg 1 S 88% mass fractions

ai - 0,4280 bis 0,4305 nm Typ 2: (Tiq2Me, - q2)(Cx2Ny2) Me = Mo und/oder Wai - 0.4280 to 0.4305 nm Type 2: (Ti q2 Me, - q2 ) (C x2 N y2 ) Me = Mo and / or W

0,60 Sq2S 0,70 y2 S 0,04 (x2 + y2) S 0,950.60 Sq 2 S 0.70 y 2 S 0.04 (x 2 + y 2 ) S 0.95

12% Masseanteile Sg2S 71% Masseanteile12% mass fractions Sg 2 S 71% mass fractions

a2 = 0,4310 biüO,4315nma 2 = 0.4310 biuO, 4315nm

Vorteilhafterweise können bei dem erfindungsgemäßen Karbonitridhartstoff bis zu 10% Stoffmengenanteile des Titans durch eines oder mehrere der Metalle Ta, Nb, V oder Zr und bis zu 5% Stoffmengenanteile des Molybdän und/oder Wolfram durch Cr ersetzt werden.Advantageously, in the case of the carbonitride hard material according to the invention, up to 10% molar proportions of the titanium can be replaced by Cr by one or more of the metals Ta, Nb, V or Zr and up to 5% molar proportions of the molybdenum and / or tungsten.

Der erfindungsgemäße Karbonitridhartstoff wird erfindungsgemäß in einem Verfahren hergestellt, bei dem ein Pulvergemenge aus Titanoxiden, Molybdän und/oder Wolfram und/oder deren Oxiden und Kohlenstoff 20 bis 60min unter N2/H2-Atmosphäre mit Partialdruckverhältnissen Pn1:PN2 = 0,5:1 bis 5:1 bei Temperaturen zwischen 18000C und 20000C geglüht wird. Es ist von Vorteil, wenn die Komponenten Mo und/oder W ganz oder teilweise in metallischer Form dem Pulvergemenge beigegeben werden. Für den Fall, daß die Komponenten Mo und/oder W in oxidischer Form dem Pulvergemenge beigegeben werden, ist es günstig, den angestrebten Karbonitriden gemäß, auch zusätzlichen Kohlenstoff dem Pulvergemenge zuzuführen. Vorteilhafterweise können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Karbonitridhartstoffen bis zu 10% Stoffmengenanteile des Titans im Hartstoff durch Zugabe von einem oder mehreren der Metalle Ta, Nb, V, Zr und/oder deren Oxiden und bis zu 5% Stoffmengenantsile des Mo und/oder W im Hartstoff durch Zugabe von Cr zum Synthesegemenge ersetzt werden. Es ist günstig, wenn für das Pulvergemenge Titandioxid mit einer Teilchengröße d^t S 6/(Dichte spezifischer BET-Oberf lache) S 1,5Mm und Molybdän und/oder Wolfram einer Teilchengröße dBEr zwischen 1 pm und 10pm eingesetzt werden. Weiterhin is· vorteilhaft, den Kohlen stoff als Ruß mit einem Aschegehalt S 0,1 % Massennteilen einzusetzen. Der erfindungsgemäße Karbonitridhartstoff unJ das erfindungsgemäße Verfahren zu seiner Herstellung sind im nachfolgenden Ausführungsbeispiel näher beschrieben.The carbonitride hard material according to the invention is produced according to the invention in a process in which a powder mixture of titanium oxides, molybdenum and / or tungsten and / or their oxides and carbon is heated for 20 to 60 minutes under N 2 / H 2 atmosphere with partial pressure ratios Pn 1 : PN 2 = 0, 5: 1 to 5: 1 at temperatures between 1800 0 C and 2000 0 C is annealed. It is advantageous if the components Mo and / or W are added in whole or in part in metallic form to the powder mixture. In the event that the components Mo and / or W are added to the powder mixture in oxidic form, it is favorable, according to the desired carbonitrides, to also supply additional carbon to the powder mixture. Advantageously, in the process according to the invention for the production of carbonitride hard materials up to 10% molar proportions of titanium in the hard material by addition of one or more metals Ta, Nb, V, Zr and / or their oxides and up to 5% Mengenmengenantsile of Mo and / or W in the hard material by adding Cr to the amount of synthesis to be replaced. It is favorable if, for the powder mixture, titanium dioxide having a particle size d t S 6 / (density of specific BET surface) S 1.5 μm and molybdenum and / or tungsten having a particle size d BEr between 1 μm and 10 μm are used. It is also advantageous to use the carbon as carbon black with an ash content S of 0.1% by mass. The carbonitride hard material according to the invention and the process according to the invention for its preparation are described in more detail in the following exemplary embodiment.

Ausführungsbeispielembodiment

Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Karbonitridhartstoffes der summarischen Zusammensetzung Tio,92sMoo,o75Co,75No,2s werden 1319g Titandioxid (Pigment-Rutil), 533g Acetylenruß und 128g Molybdänpulver einer Teilchengröße dFSss = 3pm bei 130°C 2 h getrocknet und anschließend in einer Kugelmühle in einem 6-l-Stahlbehälter mit 10kg Hartmetallkugeln bei einer Drehzahl von 75 bis 100 U/min"' 24 h trocken gemahlen. Dieses Pulvergemenge wird dann in einen Graphitbehälter gefüllt und in einem Kohlerohrkurzschlußofen 45 Minuten bei 195O0C geglüht. Die Syntheseatmosphäre im Ofen besteht aus einem strömenden Stickstoff-Wasserstoff-Gemisch (70 l/h N2,1101/h H2). Der so gebildete Karbonitridhartstoff wird < 500 pm gesiebt. Die summarische Zusammensetzung des so hergestellten Karboniiridhartstoffes ist durch folgende Werto charakterisieri:To produce a carbonitride hard of the total composition Tio, 9 2 sMoo, o75Co, 75No, 2 s 1319g titanium dioxide (pigment rutile), 533g acetylene and 128g molybdenum powder of particle size d FS ss = 3pm dried at 130 ° C for 2 h and then in a ball mill in a 6 l steel container with 10 kg of hard metal balls at a speed of 75 to 100 rpm for 24 hours dry.This powder mixture is then filled into a graphite container and annealed in a coal tube short oven at 195O 0 C for 45 minutes. The synthesis atmosphere in the furnace consists of a flowing nitrogen-hydrogen mixture (70 l / h N 2 , 110 l / h H 2 ) .The carbonitride hardstock thus formed is screened for <500 pm The summary composition of the carboniourea hardstock produced in this way is characterized by the following values :

Cge· = 14,35% MasseanteileCge · = 14.35% by weight

Cl,,; = 0,27% Masseai teileCl ,,; = 0.27% Masseai parts

O = 0,15%MasseanteileO = 0.15% by weight

N = 5,12%MasseanteileN = 5.12% by weight

Dam entspricht untar Vernachlässigung des Restgehaltes an Sauerstoff i?in Hartstoff mit der summarischen Stöchiometrie Τίο,925Μθο,θ76^0,77Νθ,23-Dam corresponds to untar neglecting the residual content of oxygen in hard material with the total stoichiometry Τίο, 9 2 5Μθο, θ76 ^ 0,77Νθ, 2 3-

Der Karbonitridhartstoff besitzt eine massespezifische Oberfläche vonThe carbonitride hard material has a mass specific surface of

— BET = 2,3 mVg, m- BET = 2.3 mVg, m

und er setzt sich erfindungsgemäß aus zwei Phasen, die auf zwei Pulverteilchentypen verteilt sind, zusammen, die die folgenden Zusammensetzungen, Gitterkonstanten und Gewichtsanteile aufweisen:and according to the invention it consists of two phases, which are distributed over two types of powder particles, which have the following compositions, lattice constants and parts by weight:

(1) TiCo,eeNo.32:ai = 0,4301 rim mit g, = 73% Masseanteile(1) TiC o, eeNo.32: ai = 0.4301 rim with g = 73% by mass of

(2) Tio,e7Mo0,33C:a2 = 0,4310nm mitg2 = 27% Masseanteile(2) Tio, e7Mo 0 , 33C: a 2 = 0.4310nm mitg 2 = 27% mass fractions

Die Vorteile der so hergestellten und charakterisierten Karbonitridhartstoffe zeigen sich insbesondere beim Sintern von Mischungen aus diesen Hartstoffen mit Ni, Co, Fe-Bindemetallpulvern. Gegenüber dem Stand der Technik kann bei konstant gehaltener isothermer Sinterzeit die Sintertomperatur, die zum Erreichen der maximalen Dichte notwendig ist, um 75 bis 100K abgesenkt werden. Weiterhin treten keine Entgasungserscheinungen auf, und das Sinterverhalten ist relativ wenig von der Sinteratmosphäre und der Bettung des Sinterlings abhängig, was sich insgesamt positiv auf eine porenarme, homogene Gefügeausbildung auswirkt, eine technologisch wenig störanfällige Sinterung erlaubt und zu vorteilhaften Eigenschaften der Sinterkörper führt.The advantages of the carbonitride hard materials produced and characterized in this way are particularly evident when sintering mixtures of these hard materials with Ni, Co, Fe binder metal powders. Compared with the prior art, with constant isothermal sintering time, the sintering temperature necessary to reach the maximum density can be lowered by 75 to 100K. Furthermore, no degassing phenomena occur, and the sintering behavior is relatively little dependent on the sintering atmosphere and the bedding of the sintered product, which has an overall positive effect on a low-pore, homogeneous microstructure formation, allows a technologically less susceptible sintering and leads to advantageous properties of the sintered body.

Claims (13)

1. Karbonitridhartstoffe der Übergangsmetalle Titan, Molybdän und/oder Wolfram mit der allgemeinen Zusammensetzung (TJqMe1 _ q) (CxNy), dadurch gekennzeichnet, daß die summarische Zusammensetzung in den Grenzen 0,50 SqS 0,97 und 0,05 SyS 0,95, bei einer Gesamtstöchiometrie (x + y) ^ 0,90, liegt, die Karbonitride aus zwei, auf separate Pulverteilchen verteilten, kubischon Phasen bestehen und das thermodynamische Gleichgewicht bezüglich der Nichtmetalle Kohlenstoff und Stickstoff, nicht jedoch für das Gesamtsystem Titan-Molybdän und/oder Wolfram-Kohlenstoff-Stickstoff eingestellt ist.1. Carbonitrides hard metals of transition metals titanium, molybdenum and / or tungsten having the general composition (TJqMe 1 _ q ) (C x N y ), characterized in that the summary composition within the limits of 0.50 SqS 0.97 and 0.05 SyS 0.95, at a total stoichiometry (x + y) ^ 0.90, the carbonitrides consist of two cubic phases distributed on separate powder particles and the thermodynamic equilibrium with respect to the non-metals carbon and nitrogen, but not the overall system titanium Molybdenum and / or tungsten carbon nitrogen is set. 2. Karbonitridhartstoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden, im partiellen, thermodynamischen Gleichgewicht befindlichen Phasen bzw. Pulverteilchentypen mit den Gewichtsanteilen g, und g2 = 1 - gi als Pulverteilchentypen 1 und 2 vorliegen und Zusammensetzungen in den wie folgt angegebenen G/enzen besitzen:2. Carbonitride hard materials according to claim 1, characterized in that the two, in the partial, thermodynamic equilibrium phases or powder particle types with the proportions by weight g, and g 2 = 1 - exist gi as Pulverteilchentypen 1 and 2 and compositions in the G as given below own / enzen: Typ1: (Tiq1Mei-qi)(Cx1iNy,)Me = Mo und/oder WType 1: (Ti q1 of opinion q i) (C x1 y,) Me = Mo and / or W q, & 0,98 0,06 S y, S 0,98 (x, + y,) ä 0,98q, & 0.98 0.06 S y, S 0.98 (x, + y,) α 0.98 21% Masseanteile S g, S 94% Masseanteile
Typ2: (Tiq2Mei _ q2)(Cx2Ny2) Me = Mo und/oderW21% mass fractions S g, S 94% mass fractions
Type2 : (Ti q2 Mei _ q 2) (C x2 Ny2) Me = Mo and / orW 0,30 S q2 S 0,7Oy2 S 0,04 (x2 + y2) g 0,950.30 S q 2 S 0.7 O y 2 S 0.04 (x 2 + y 2 ) g 0.95 6% Masseanteile S g2 S 79% Masseanteile6% by weight S g 2 S 79% by weight 3. Karbonitridhartstoffe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die summarische Zusammensetzung in den Grenzen 0,80 SqS 0,97 und 0,05 SyS 0,50 liegt, die Gesamtstöchiometrie (x + y) S o,95 ist und die Phasen bzw. Pulverteilchentypen 1 und 2 mit partiell eingestelltem thermodynamischem Gleichgewicht durch die wie folgt angegebenen Zusammensetzungen, Anteile g, und g2 sowie durch die Gitterkonstanten a, und a2 kubischer rhasen charakterisiert sind:3. Carbonitride hard materials according to claim 1 and 2, characterized in that the summary composition in the limits of 0.80 SqS 0.97 and 0.05 SyS 0.50, the total stoichiometry (x + y) S o, 95 and the Phases 1 and 2 with partially set thermodynamic equilibrium are characterized by the compositions given below, proportions g, and g 2 and by the lattice constants a, and a 2 cubic rhases: Typ1: (TIq1Me1 -ql)(Cx1Nvi) Me = Mound/oderWType1: (TIq 1 Me 1 -ql ) (C x1 N v i) Me = Mound / orW q, § 0,98 0,06 S y, S 0,56(x, + y,) ^ 0,93q, § 0,98 0,06 S y, S 0,56 (x, + y,) ^ 0,93 29% Masseanteile S g, S 88% Masseanteile29% mass fractions S g, S 88% mass fractions a! = 0,4280 bis 0,4305 nm
Typ 2: (TJq2Me1 -q2)(Cx2Ny2)Me = Mound/oderWa! = 0.4280 to 0.4305 nm
Type 2: (TJq 2 Me 1 - q2 ) (C x2 N y2 ) Me = Mound / orW 0,60 S q2 S 0,7Oy2 S 0,04 (x2 + y2) ^ 0,950.60 S q 2 S 0.7 O y 2 S 0.04 (x 2 + y 2 ) 0.95 12% Masseanteile S g2 S 71% Masseanteile12% mass fractions S g 2 S 71% mass fractions a2 = 0,4310 bis 0,4320 nma 2 = 0.4310 to 0.4320 nm 4. Karbonitridhartstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 10% Stoffmengenanteile des Titans durch eines oder mehrere der Metalle Ta, Nb, V oder Zr ersetzt werden.4. Carbonitride hard materials according to claims 1 to 3, characterized in that up to 10% molar proportions of titanium are replaced by one or more of the metals Ta, Nb, V or Zr. 5. Karbonitridhartstoffe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 5% Stoffmengenanteile des Molybdän und/oder Wolfram durch Cr ersetzt werden.5. Carbonitride hard materials according to claims 1 to 3, characterized in that up to 5% mole fractions of molybdenum and / or tungsten are replaced by Cr. 6. Verfahren zur Herstellung von Karbonitridhartstoffen der Übergangsmetalle Titan, Molybdän und/oder Wolfram mit der allgemeinen Zusammensetzung (TJqMe^q)(CxNy), bei denen die summarische Zusammensetzung in den Grenzen 0,50 SqS 0,97 und 0,05 SyS 0,95, bei einer Gesamtstöchiometrie (x + y; § 0,90, liegt, die Karbonitride aus zwei, auf separate Pulverteilchen verteilten, kubischen Phasen bestehen, und das thermodynamische Gleichgewicht bezüglich der Nichtmetalle Kohlenstoff und Stickstoff in beiden Pulverteilchentypen, nicht jedoch für das Gesamtsystem Titan-Molybdän und/oder Wolfram-Kohlenstoff-Stickstoff, eingestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulvergemenge aus Titanoxiden, Molybdän und/oder Wolfram und/oder deren Oxiden und Kohlenstoff 20 bis 60 min unter N2/H2-Atmosphäre mit Partialdruckverhältnissen Ph,:Pn2 = 0,5:1 bis 5:1 bei Temperaturen zwischen 1 800 und 20000C geglüht wird.6. A process for the preparation of carbonitrides of the transition metals titanium, molybdenum and / or tungsten having the general composition (TJqMe ^ q) (C x Ny), in which the total composition within the limits of 0.50 SqS 0.97 and 0.05 SyS 0.95, with a total stoichiometry (x + y; § 0.90), which consists of carbonitrides of two cubic phases distributed on separate powder particles, and the thermodynamic equilibrium with respect to the nonmetals carbon and nitrogen in both powder particle types, but not for the overall system titanium-molybdenum and / or tungsten-carbon-nitrogen, characterized in that a powder mixture of titanium oxides, molybdenum and / or tungsten and / or their oxides and carbon for 20 to 60 minutes under N 2 / H 2 - Atmosphere with partial pressure ratios Ph,: Pn 2 = 0.5: 1 to 5: 1 at temperatures between 1 800 and 2000 0 C is annealed. 7. Verfahren zur Herstellung von Karbonitridhartstoffen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten Mo und/oder W ganz oder teilweise in metallischer Form dem Pulvergemenge beigegeben werden.7. A process for the production of carbonitride hard materials according to claim 6, characterized in that the components Mo and / or W are wholly or partly added in metallic form to the powder mixture. 8. Verfahren zur Herstellung von Karbonitridhartstoffen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, dt \ die Komponenten Mo und/oder W in oxidischer Form dem Pulvergemenge beigegeben werden, den angestrebten Karbonitriden gemäß, auch zusätzlicher Kohlenstoff dem Pulvergemenge zugeführt wird.8. A process for the production of carbonitride hard materials according to claim 6, characterized in that for the case, d t \ the components Mo and / or W are added to the powder mixture in oxidic form, the desired carbonitrides according to, also additional carbon is added to the powder mixture. 9. Verfahren zur Herstellung von Karbonitridharistoffen nach den Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß bis zu 10% Stoff mengenanteile des Titans im Hartstoff durch Zugabe von einem oder mehreren der Metalle Ta, Nb, V, Zr und/oder deren Oxiden zum Synthesegemenge ersetzt werden.9. A process for the preparation of Kohlenstoffitridharistoffen according to claims 6 to 8, characterized in that up to 10% of substance amount of titanium in the hard material by adding one or more of the metals Ta, Nb, V, Zr and / or their oxides to the amount of synthesis be replaced. 10. Verfahren zur Herstellung von Karbonitridhartstoffen nach den Ansprüchen 6 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß bis zu 5% Stoffmengenanteile des Mo und/oder W im Hartstoff durch Zugabe von Cr zum Synthesegemenge ersetzt werden.10. A process for the production of carbonitride hard materials according to claims 6 to 8, characterized in that up to 5% mole fractions of Mo and / or W in the hard material are replaced by the addition of Cr to the amount of synthesis. 11. Verfahren zur Herstellung von Karbonitridhartstoffen nach den Ansprüchen 6 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß für das Pulver gemenge Titandioxid mit einer Teilchengröße dBET=6/ (Dichte · spezifische BET-Oberfläche) <1,5μητι und Molybdän und/oder Wolfram einer Teilchengröße dBET zwischen 1 μιη und 10 pm eingesetzt wird.11. A process for the production of carbonitride hard materials according to claims 6 to 10, characterized in that for the powder mixed titanium dioxide having a particle size d BET = 6 / (density · specific BET surface area) <1,5μητι and molybdenum and / or tungsten Particle size d B ET between 1 μιη and 10 pm is used. 12. Verfahren zur Herstellung von Karbonitridhartstoffen nach den Ansprüchen 6 bis 10, gekennzeichnet dadurch, laß für das Pulvergemenge Titandioxid mit einer Teilchengröße dsET ^ 1,5μηη eingesetzt wird.12. A process for the production of carbonitride hard materials according to claims 6 to 10, characterized in let let for the powder mixture titanium dioxide with a particle size dsET ^ 1,5μηη is used. 13. Verfahren zur Herstellung von Karbonitridhartstoffen nach den Ansprüchen 6 bis 12, gekennzeichnet dadurch, daß als Kohlenstoff ein Ruß mit einem Aschegehalt < 0,1 % Masseanteile eingesetzt wird.13. A process for the production of carbonitride hard materials according to claims 6 to 12, characterized in that a soot with an ash content <0.1% by weight is used as carbon.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4216802C2 (en) * 1992-05-04 1996-04-11 Starck H C Gmbh Co Kg Submicron carbonitride powder, process for their preparation and their use
EP0572788B1 (en) * 1992-05-04 1998-07-15 H.C. Starck GmbH & Co. KG Submicron carbonitride powder, process for the preparation thereof and application
SE9201928D0 (en) * 1992-06-22 1992-06-22 Sandvik Ab SINTERED EXTREMELY FINE-GRAINED TITANIUM BASED CARBONITRIDE ALLOY WITH IMPROVED TOUGHNESS AND / OR WEAR RESISTANCE
DE19646333C2 (en) * 1996-11-09 1999-01-14 Fraunhofer Ges Forschung Process for the production of oxygen-containing hard materials and their use
JP2002338356A (en) * 2001-05-17 2002-11-27 Honda Motor Co Ltd Multicomponent system carbide nitride powder, its manufacturing method and sintered compact manufactured therefrom

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3971656A (en) * 1973-06-18 1976-07-27 Erwin Rudy Spinodal carbonitride alloys for tool and wear applications
US4049876A (en) * 1974-10-18 1977-09-20 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Cemented carbonitride alloys
JPH0233647B2 (en) * 1982-06-07 1990-07-30 Mitsubishi Kinzoku Kk FUKUGOTANCHITSUKABUTSUKOYOTAIFUNMATSUNOSEIZOHO
JPS6187845A (en) * 1984-10-03 1986-05-06 Sumitomo Electric Ind Ltd Sintered hard alloy and its manufacture
US4769070A (en) * 1986-09-05 1988-09-06 Sumitomo Electric Industries, Ltd. High toughness cermet and a process for the production of the same

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