DE2115999B2

DE2115999B2 - Verwendung eines wolframpulvers fuer sinterhartmetall hoher biegefestigkeit und haerte

Info

Publication number: DE2115999B2
Application number: DE19712115999
Authority: DE
Inventors: Lars Henry Nynashamn Ramqvist (Schweden)
Original assignee: Redenaktiebolaget Nordstjernan, Stockholm
Priority date: 1970-04-02
Filing date: 1971-04-01
Publication date: 1973-05-10
Also published as: FR2089133A5; ZA712016B; GB1321947A; US3713789A; DE2115999A1; JPS5218209B1

Description

tion der entsprechenden Metallhalogenide in der Gas- geringen Biegefestigkeiten von Hartmetallen durch phase mit einem im wesentlichen aus Wasserstoff be- Fehler im Hartmetallgefüge hervorgerufen werden, stehenden reduzierenden Gas, bei dem das Metall- wobei eine primäre Ursache der geringen Biegefestighalogenid, das reduzierende Gas sowie gegebenenfalls 25 keit Poren im Hartmetall sind. Es ist ferner bekannt, andere Gase vor ihrem Eintritt in eine Reaktionskam- daß verunreinigte, schwer schmelzbare Hartmetallmer in einer oder mehreren Leitungen miteinander karbide dazu neigen, zu einer größeren Anzahl von vermischt werden, das dadurch gekennzeichnet ist, Poren während des Sinterprozesses zu führen als daß die Gase oder das Gasgemisch vor ihrem (seinem) wenn mit reinen, schwer schmelzbaren Hartmetall-Eintritt in die Reaktionskammer auf eine Temperatur 30 karbiden gearbeitet wird. Insbesondere treten deroberhalb der Reaktionstemperatur gebracht und die artige Poren dann auf, wenn die Karbide mit Oxiden Teilchengröße des entstehenden Metallpulvers durch verunreinigt sind, z. B. Siliciumdioxid, welches ge-Steuerung eines oder mehrerer Parameter des Gas- meinsam mit Kohlenstoff bei erhöhten Temperaturen gemisches, wie seines Mischungsverhältnisses, seiner gasförmige Produkte liefert. Des weiteren hat man Strömungsgeschwindigkeit und seiner Temperatur, so- 35 gefunden, daß Karbidkörner einer zu großen Kornwie gegebenenfalls mittels der Temperatur innerhalb größe in nicht homogenem Gefüge als Rissebildner der Reaktionskammer reguliert wird. Das in dem wirken und dadurch geringe Biegefestigkeitswerte Hauptpatent beschriebene Verfahren wird Vorzugs- verursachen.

weise in der Weise durchgeführt, daß das in die Re- Die Reinheit von auf herkömmlichem Wege er-

aktionskammer eingeführte Gasgemisch eine Tempe- 40 zeugtem Wolframkarbid läßt sich zur Erzielung guter ratur von mindestens 300, vorzugsweise von minde- Biegefestigkeitswerte wesentlich verbessern. Hierzu stens 350° C, hat, wobei gemäß weiteren bevorzug- sind jedoch kostensteigernde zusätzliche Verfahrensten Ausgestaltungen die Temperatur des Gasgemisches stufen beim Karburierungsprozeß erforderlich, beidurch Erwärmen oder Abkühlen des Gases in den spielsweise die Nachbehandlung des Wolframkarbids Gasleitungen reguliert oder durch Zugabe von gas- 45 nach der Erzeugung in Wasserstoffgas bei erhöhter förmigem Halogen während der Umsetzung gesteigert Temperatur, gegebenenfalls in Kombination mit der wird. Das dabei verwendete reduzierende Gas kann Anwendung von Vakuum. Bei Anwendung dieses mit Chlorwasserstoffgas, gasförmigem Stickstoff oder Verfahrens ist es möglich, im Falle von grobkörnigen einem anderen Inertgas verdünnt sein, und die Tempe- Hartmetall-Legierungen mit etwa 10% Binderatureinstellung kann so erfolgen, daß sie innerhalb 50 metallen, z. B. Kobalt, Biegefestigkeitswerte von bis der Reaktionskammer in Fließrichtung des Reaktions- zu 350 kg/mm² und Härtewerte von etwa 1200 bis gases zunimmt. 1250 kg/mm² zu erzielen. Die Anwendung derartiger

Die Erfindung stellt nun eine weitere Ausgestaltung zusätzlicher und spezieller Verfahrensstufen im Verdes in dem genannten Hauptpatent beschriebenen laufe des Karburierungsprozesses bringt jedoch verVerfahrens insofern dar, als das nach diesem Verfah- 55 schiedene Nachteile mit sich, ganz abgesehen von der ren herstellbare Wolframpiilver anschließend auf an bereits erwähnten Kostensteigerung. So treten beisich bekannte Weise karburiert und gemeinsam mit spielsweise Schwierigkeiten infolge des Brechens oder Bindemetallen und gegebenenfalls anderen Hart- Vermahlens der Karbidkuchen bei der Vorbereitung metallverbindungen gesintert wird (vgl. »Zeitschrift des Sinterprozesses auf derart, daß während des für Metallkunde«, 48, S. 615 bis 624, [1957]), unter 60 Sinterprozesses die Karbide im allgemeinen ein Korn-Bildung eines Sinterhartmetalls mit einer hohen Bie- wachstum erleiden, das zu einem ungleichförmigen gcfestigkeit und Härte. Mikrogefüge führt, das wiederum Ursache für eine

Die jüngste Entwicklung der modernen Technolo- Verschlechterung der Biegefestigkeit und Härte des i\e führte dazu, daß an die Eigenschaften von Werk- erhaltenen Hartmetalls ist.

stoffen und Konstruktionsmaterialien, z. B. Schnell- 65 Übliche bekannte Hartmetalle, hergestellt aus Irehstählen und hochfesten Legierungen, erhöhte An- Wolframkarbidpulvern, erzeugt aus Wolfram, das Orderungen gestellt werden. Die Folge hiervon ist, wiederum durch Reduktion von Wolframtrioxid erlaß auch immer höhere Anforderungen an die Werk- halten wurde, besitzen oftmals ein nicht

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rniges Mikrogefüge, was darauf beruht, daß das Korn- System mit einer hohen thermodynamisch«! Stabilität wachstum der Karbidkorner stark von der Sinter- erhalten wird. Innerhalb dieses Systems tritt kein temperatur beeinflußt wird. So hat sich gezeigt, daß oder höchstens nur ein geringes Konwachstum auf. eine hohe Sintertemperatur im allgemeinen zu einem Dieser Effekt beruht darauf, daß auf Grund der engen • beträchtlichen Anstieg des Kornwachstums führt, was 5 Teilchengrößenverteilung nur sehr wenig oder keine zur Folge hat daß die erhaltenen Hartmetalle eine feinen Körner zur Verfugung stehen, die sich lösen geringe Biegefestigkeit aufweisen. Um eine geringe und an größeren Körnern ausscheiden, wie es bei Biegefestigkeit zu vermeiden, ist es daher erforder- üblichen Wolframkarbidpulvern mit einer breiten lieh, die Sintertemperatur genau zu steuern. Überdies Teilchengrößenverteilung der Fall ist Sinterversuche muß die Konstruktion des Ofens so sein, daß nur ge- ίο bei Temperaturen von 1300 bis 1500° C haben geringe Temperaturgradienten auftreten können. Bei zeigt, daß nach üblichen Verfahren hergestellte Wolf-Verwendung von Chargenöfen beispielsweise kann in ramkarbidpulver zu einem beträchtlichen Kornwachsden meisten Fällen nur ein Teil des Ofenraumes aus- tum bei erhöhter Temperatur neigen, während das genutzt werden. Zusammenfassend ergibt sich somit, erfindungsgemäß verwendete Wolframkarbidpulver daß das bekannte Verfahren schwerwiegende Nach- 15 kein oder kein wesentliches Kernwachstum zeigt, und teile aufweist. _zwar _auc^ _nj_cij_t ^ erhöhter Sintertemperatur.

Es ist weiterhin bekannt, Wolframpulver durch Das nach dem Verfahren gemäß der Hauptpatent-Plasma-Wasserstoffreduktion von Wolframhexachlo- anmeldung über das Halogenid erzeugte Wolframrid (WCl₈) herzustellen. Derartige Wolframpulver pulver ist deshalb besonders vorteilhaft, weil es im haben jedoch keinerlei praktisches Interesse, und 20 technischen Maßstab in sehr hoher Reinheit erhalten zwar deshalb nicht, weil diese Pulver durch eine werden kann. Die Folge hiervon ist, daß während des extp-m kleine Teilchengröße gekennzeichnet sind, die Sinterprozesses praktisch keine porenbildenden Rebeispielsweise wesentlich unterhalb von 0,1 μΐη liegen aktionen auftreten können.

kann. Ernndungsgemäß lassen sich beispielsweise Sinter-Aufgabe der Erfindung ist es, Sinterhartmetalle auf 25 hartmetalle auf Wolframkarbidbasis, z.B. mit 13%> Wclframbasis herzustellen, die verbesserte physika- Kobalt als Bindephase, mit Biegefestigkeitswerten lische Eigenschaften, insbesondere eine hohe Biege- von über 350 kg/mm² und Härtewerten von etwa festigkeit und Härte aufweisen. " 1400 kg/mm² verwenden. Diese Werte sind außer-Es hat sich nun gezeigt, daß diese Aufgabe dadurch ordentlich hoch im Vergleich zu Biegefestigkeitsgelöst werden kann, daß man das nach dem Ver- 30 werten von etwa 300 kg/mm² und Härtewerten von fahren gemäß der Hauptanmeldung P 20 23 958.1-24 etwa 1150 kg/mm², die bei üblichen Hartmetallen mit erhältliche Wolframpulver für die Herstellung von dem gleichen Karbidgehalt und der gleichen Binde-Sinterhartmetall mit einer hohen Biegefestigkeit und phase und praktisch der gleichen durchschnittlichen Härte verwendet. Teilchengrößenverteilung erhalten werden. Es hat In der Praxis geht man dabei so vor, daß man das 35 sich gezeigt, daß in Abhängigkeit von der Teilchennach dem eingangs genannten Verfahren gemäß der größe eine Erhöhung der Biegefestigkeit und der Hauptanmeldung P 20 23 958.1-24 erhaltene Wolf- Härte von jeweils 10 bis 25°/o gegenüber den übrampulver, das sich durch eine enge Teilchengrößen- liehen bekannten Hartmetallen erzielt werden kann, verteilung auszeichnet und dessen Teilchengröße Des weiteren wurde überraschenderweise gefunden, innerhalb des technisch wichtigen Bereiches von we- 40 daß hohe Biegefestigkeitswerte von über 350 kg/mm² niger als 0,1 bis zu mehreren Mikron (z. B. bis zu 2 in Kombination mit hohen Härtewerten von über oder 3 μηι) leicht reguliert werden kann, in an sich 1400 kg/mm² erzielt werden können, insbesondere bekannter Weise zu Wolframkarbid karburiert, wor- wenn zur Herstellung Karbide mit sehr feinen Teilaus dann durch Sintern ein Sinterhartmetall mit einer chengrößen, z. B. Wolframkarbid mit einer Teilchenbesonders vorteilhaften Kombination von hoher 45 größe von weniger als 1 μιη, insbesondere von weni-Härte und hoher Biegefestigkeit erhalten werden ger als 0,5 μιη, verwendet werden. Infolge ihrer herkann. Dabei hat sich gezeigt, daß auf diese Weise vorragenden mechanischen Eigenschaften eignen sich hergestellten Sinterhartmetalle neben den genannten die erfindungsgemäß herstellbaren Sinterhartmetalle vorteilhaften mechanischen Eigenschaften ein außer- ausgezeichnet zur Bearbeitung von Spezialschnellordentlich homogenes Mikrogefüge aufweisen, das 50 stählen und zum Schneiden von anderen besonders zudem weitgehend unempfindlich gegenüber Ver- harten Werkstoffen.

änderung der Sintertemperatur ist. So hat sich bei- Die ernndungsgemäß herstellbaren Sinterhart-

spielsweis,e gezeigt, daß innerhalb eines Bereiches von metalle sind auch üblichen Sinterhartmetallen über-

etwa 1300 bis 1500° C kein oder höchstens nur ein legen, die durch ein Rekarburierungsverfahren er-

sehr geringes Kornwachstum auftritt. 55 zeugt wurden. Während in gewissen Fällen durch

Besonders enge Teilchengrößenverteilungen lassen Rekarburierung erzeugte Sinterhartmetalle gute Biege-

sich dadurch erzielen, daß man das feinkörnige, aus festigkeitswerte aufweisen mögen, besitzen sie doch

dem Halogenid gewonnene Wolframpulver mit einer nicht die vorteilhaften Härtewerte, welche die erfin-

Teilchengröße von weniger als etwa 1 μηι, insbeson- dungsgemäß herstellbaren Sinterhartmetalle auf-

dere weniger als etwa 0,5 μιη, bei Temperaturen ober- ⁶° weisen. Der Unterschied in den Härtewerten liegt bei

halb 1400° C mit gasförmigem Wasserstoff karburiert etwa 10 bis 25 °/o und ist von fundamentaler Bedeu-

(die hier angegebenen Teilchengrößen wurden, falls tung für Sinterhartmetalle, die dort eingesetzt werden,

nichts anderes angegeben ist, mittels eines Elek- wo es auf eine hohe Verschießfestigkeit ankommt,

tronenmikroskops bestimmt). Das auf diese Weise z. B. beim Abdrehen von Metallen. Ein wesentlicher erhaltene Wolframkarbidpulver kann nun beispiels- 65 Faktor von noch größerer Bedeutung ist ferner die

weise mit Kobalt vermischt und zur Herstellung Verminderung der Produktionskosten, die durch

eines Hartmetalls mit den gewünschten Eigenschaften diese Anwendung ermöglicht wird,

dem Sinterprozeß unterworfen werden, wobei ein Das zur nachfolgenden Karburierung zu Wolfram-

karbid benötigte Wolframpulver läßt sich beispiels- Das Verfahren wird vorzugsweise so durchgeführt,

weise wie folgt herstellen: daß das Metallhalogenid, vorzugsweise das Chlorid,

In einem Nickelrohr, das mit der Kammer eines mit dem reduzierenden Gas. in einer Leitung verauf 1000⁰C erhitzten Reaktors verbunden war, wurde mischt wird, oObei das Metallhalogenidgas und das ein Strom von 22 kg WCl_e-Gas pro Stunde mit einem 5 reduzierende Gas eine solche Temperatur aufweisen, Strom von 961 H₂ pro Minute (bezogen auf Raum- daß die Temperatur des Gemisches oberhalb der Retemperatur) vermischt. Das Wolframchloridgas be- aktionstemperaiur des Gemisches liegt, daß das Gesäß eine Temperatur von 400° C und das Wasser- misch aus der Leitung in eine Reaktionskammer gestoffgas emc Temperatur von 525° C. Die in dem führt wird, daß die Teilchengröße des gebildeten Nickelrohr erzeugte Mischung besaß vor Eintritt in 10 Metallpulvers durch Einstellung des Mischungsverdie Reaktorkammer eine Temperatur von etwa 440° C hältnisses in der Leitung, der Strömungsgeschwindigunter Berücksichtigung des Wärmeüberganges auf die keit des Gemisches in der Leitung und/oder die Umgebung. Die Einleitungsgeschwindigkeit des Gases Temperatur des Gemisches in der Leitung reguliert in den Reaktor betrug etwa 25 m/Sec. Das im Reak- wird, daß das Gemisch in der Reaktionskammer volltor gebildete Wolframpulver besaß einen Chlorgehalt 15 ständig umgesetzt wird und daß das gebildete Metallvon etwa 0,25 °/o, eine Teilchengröße von 0,2 iim und pulver aus den gasförmigen Reaktionsprodukten abein Schüttgewicht von etwa 1,32. getrennt wird.

In dem Nickelrohr wurde somit zunächst eine gas- Ar. Hand von Vorversuchen ist es Iecht möglich, förmige Mischung erzeugt, in der bei einer Tempe- die minimale Temperatur zu bestimmen, bei der die ratur oberhalb der Reaktionstemperatur der Mi- 20 Reaktion erfolgt. So kann man beispielsweise das schung, beispielsweise bei einer Temperatur von Wolframhaiogenid in einem Quarzröhrenol'en unter etwa 440^? C gegenüber der ungefähren Reaktions- einem langsamen Wasserstoffgasstrom erhitzen. Das temperatur der Reaktionskomponenten von 300 bis dabei entstehende Metallpulver wird in einem 350° C, die Reaktionskomponenten sich praktisch Quarzwollepfropfen gesammelt. Spuren von Wolframnoch nicht umgesetzt hatten, worauf nach Einführung 25 metall konnten innerhalb eines Temperaturbereiches der Mischung in den Reaktor eine spontane Reduk- von 300 bis 330 C festgestellt werden, wobei auch tion des Wolframhalogenids zu Wolframpulver eines eine HCl-Bildung nach gewiesen werden konnte,
engen Teilchengrößenbereiches erfolgte. Die er- Die minimale Reaktionstemperatur zwischen Wolfwünschten Teilchengrößen lassen sich dadurch er- ramchlorid und Wasserstoffgas scheint daher innerhalten, daß zunächst eine möglichst homogene 30 halb des Temperaturbereiches von 330 bis 330 C zu Mischung erzeugt wird, in welcher die Reaktionskom- liegen. Es ist jedoch nicht zweckmäßig, eine Gasponenten in einem vorbestimmten Verhältnis vor- mischung mit der Minimaltemperatur herzustellen, liegen und dadurch, daß bestimmte Temperaturen sondern die Mischungstemperatur des Gases in dem und Einspeisgeschwindigkeiten eingestellt werden. Mischungsrohr um beispielsweise 20 bis 150 C über

Bei diesem Verfahren können das Woiframhalo- 35 die minimale Reaktionstemperatur anzuheben. Diese

genid, insbesondere Wolframchlorid, und das redu- Temperaturen sind auch auf andere Halogenide als

zierende Gas in vorteilhafter Weise vor ihrem Ein- Wolframchlorid anwendbar.

tritt in den Reaktor in einer oder mehreren Rohr- Nach dem Verfahren läßt sich ein Metallpulver mit

leitungen miteinander vermischt werden, wobei das dem für die industrielle Verwendung zweckmäßigsten

Vermischen bei einer Temperatur erfolgt, die ober- 40 Teilchengrößenbereich durch Einstellung der Vari-

halb der Reaktionstemperatur des Gasgemisches liegt. ablcn des Gasgemisches leicht herstellen, z. B. kön-

Es ist klar, daß die Reaktionsbedingungen bereits nen Metallpulver mit einer Teilchengröße von 0,05

in dieser oder diesen Mischungsleitungen vorliegen bis 10 μΐη erhalten werden.

und daß die Reaktion in dieser oder ciiesen bereits Das Mischungsverhältnis von reduzierendem Gas

beginnt. Die Reaktion soll jedoch nicht in zu großem 45 zu Halogenidgas beeinflußt die Teilchengröße in der

Umfange in der Mischungsleitung stattfinden denn Weif», daß sie bei zunehmendem Gehalt an reduzie-

das Ziel dieses Mischens besteht erstens darin, eine rendem Gas geringer wird. Auch ist für die kleinsten

sehr homogene Mischung zu erhalten und zweitens Teilchengrößen ein verhältnismäßig, geringer Über-

darin, eine Mischung herzustellen, deren Mischlings- schuß an reduzierendem Gas, normalerweise nicht

Verhältnis, deren Mischungstempcratur und -ge- 50 mehr als das Zweifache der für die Reaktion erfor-

schwindigkeit so sind, daß ein Pulver mit einer defi- dcrlichen stöchiometrischen Menge, erforderlich. Da-

nierten Teilchengröße erhalten wird. Es ist daher durch ist das Verfahren sehr wi, tschaftlich.

selbstverständlich, daß die Strömungsgeschwindigkeit Die Temperatur beeinflußt die Teilchengröße in

des Gases im Verhältnis zur Länge des Mischungs- der Weise, daß lelztere bei zunehmender Temperatur

rohres so hoch gewählt werden muß, daß innerhalb 55 des Gasgemisches verringert wird,
des Mischungsrohres vor dem Eintritt des Gases in

den Reaktor nur eine unbedeutende Reaktion auftritt. Beispiel 1
Nach dem Eintritt des Gasgemisches in den Reaktor

liegen dann alle für eine kontinuierliche Reaktion er- Ein Ansatz von 5 kg Wolframpulver, das in der lordeilichen Bedingungen vor, und diese beginnt sehr 60 beschriebenen Weise über Wolframchlorid hergestellt schnell und verläuft vollständig. Infolgedessen ist es wurde, mit einer Teilchengröße von etwa 0,23 Mikron in vielen Füllen nicht erforderlich, die Temperatur in (BET = bestimmt nach der Brunauer-Emmet-Tellerdein Reaktor zusätzlich zu erhöhen. In bestimmten Methode, vergleiche z. B. Ullmanns Encyklopädie Fällen kann es jedoch zweckmäßig sein, die Reaktion der technischen Chemie, Bd. 211, 1961, S. 758) wurde durch Aufrechterhaltung einer höheren Reaktor- 65 mit 6,27 °/o Kohlenstoff vermischt und in Wasserstofftemperatur, beispielsweise von mehr als 600⁰C bis gas IV₂ Stunden lang bei 1650⁰C karburiert. Das erzu einer Maximaltemperatur von 1600° C zu be- haltene Wolframkarbid mit einer Teilchengröße von schleunigen. _etwa χ^μτη (BET, entsprechend 2,2 um Fisher)

wurde in einer Kugelmühle 35 Stunden lang gemeinsam mit 13%> Kobalt und 2% Wachs vermählen. Die Pulvermischung wurde dann bei einem Druck von 945 bis 1100 kg/cm² zu Biegetcslstreifen (6 mm hoch, 4 mm breit, gehalten von 20 inm voneinander entfernten Trägern) verpreßt, worauf die Streifen oder Stäbe 1 Stunde lang bei 950° C in einer Wasserstoffatmosphürc vorgesintert wurden. Die eigentliche Sinterung erfolgte dann im Vakuum durch i'/sstündiges Erhitzen auf 1420" C.

Zu Vcrglcichszwcckcn wurden Teststreifen in entsprechender Weise hergestellt, wobei jedoch diesmal in üblicher Weise erzeugtes Wolframkarbid verwendet wurde, das praktisch die gleiche Teilchengröße wie das erfindungsgemäß verwendete Wolframkarbid besaß.

Die erzeugten Teststreifen oder Teststäbe wurden bezüglich ihres Mikrogel'üges (1500fache Vergrößerung), Porosität (bestimmt nach der ASTM-Methode B 276-54), ihrer Härte und Biegefestigkeit überprüft.

Es wurden die in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Werte erhalten:

Tabelle

Teststäbe gemiil.1	iMikrogcfügc	Porosität *)	H_V3 kg, kg'mm⁵	Biegefestigkeit kg/mm²
Erfindung Stand der Technik ..	gleichförmig nicht gleichförmig	Al A3	1398 1248	364 + 18 289 ± 36

*) bestimmt nach der Methode ASTM B 276-54

Aus den erhaltenen Meßergebnissen ergibt sich eindeutig, daß das erfindungsgemäß verwendete Hartmetall die größere Härte und die größere Biegefestigkeit aufweist, wobei die Härtewerte und die Biegefestigkeitswerte um etwa 12 bzw. 26% größer sind als die Werte des Hartmetalls, das nach dem Verfahren des Standes der Technik erzeugt wurde.

Beispiel 2

Um den Einfluß der Sintertemperatur auf die MikroStruktur und die mechanischen Eigenschaften von Hartmetallen zu veranschaulichen, wurde ein Versuch mit 5 kg Wolframkarbid, hergestellt aus über das Ciiiorid erhaltenem Wolframpulver mit einer Teilchengröße von 1.8 iim (Fisher) und einem entsprechenden Ansatz eines Wolframkarbides, hergestellt nach dem Stande der Technik durchgeführt. Die Karbide wurden jeweils in einer Kugelmühle gemeinsam mit 13% Kobalt und 2% Wachs 35 Stunden lang vermählen, worauf aus den erhaltenen Mischungen Teststäbe durch Verpressen bei einem Druck von 945 bis 1100 kg/cm² hergestellt wurden. Die Vorsinterung erfolgte durch 1 stündiges Erhitzen in Wasserstoffga? auf eine Temperatur von 950" C.

Das eigentliche Sintern erfolgte durch 1'/»stündiges Erhitzen im Vakuum auf Temperaturen von 1350, 1400 und 146O⁰C.

Die Teststäbe wurden dann wie im Beispiel 1 beschrieben getestet. Dabei wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Tabelle 2	Sinter	erfindiingsgemüß	Mikrogcfügc	//₍,3 kg'mm²	nach dem	Biegefestigkeit kg mm²	nach dem
	temperatur	verwendetes		erfindungs-	Stand	erfindungs	Stand
	kein Korn	nach dem Stand der Technik	gcmüß	der Technik	gemäß	der Technik
1350	wachstum		verwendet	1135	verwendet	300 + 10
	kein Korn-	Kornwachstum steigt mit	1370		343+10
1400	wachstum	steigener Temperatur		1130		303 ± IS
	kein Korn	Kornwachstum steigt mit	1350		360 + 16
1460	wachstum	steigender Temperatur		1030		272 ± 12
	Kornwachstum steigt mit	1350		348 ± 12
	steigender Temperatur

Beispiel 3

wie im Beispiel 1 beschrieben, getestet Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

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Um die Eigenschaften eines feinvermahlenen Hartmetllkarbids zu veranschaulichen, wurde ein feinvermahlenes Wolframpulver (0,2 μρ) erzeugt. Das Pulver wurde dann in üblicher Weise in einem Kohlerohrofen bei 1450° C karburiert Die Teilchengröße des Karbides betrug 0,4μΐη. Etwa 5 kg des Karbidpulvers wurden dann in einer Kugelmühle 35 Stunden lang gemeinsam mit 13% Kobalt und 2% Wachs vermählen. Die Vorsinterung erfolgte durch lstündiges Erhitzen unter Wasserstoff auf 950⁰C. Die sich daran anschließende Sinterung erfolgte durch lVsstündiges Erhitzen im Vakuum auf 1380⁰C. Die erhaltenen Teststreifen wurden dann

Mikrogefüge	Porosität	ff„3 kg kg/mm²	Biege festigkeit kg/mm⁵
Gleichförmige Wolframkarbid körner (< 0,5 mm)	Al	1480	364 + 17

Dies Beispiel zeigt, daß durch die erfindungsgemäße Verwendung sehr gleichförmige Karbidkörner erhalten werden, und zwar auf einfache und ökonomische Weise, wobei die Körner im Vergleich zu be-

kannten komplizierteren und teureren Prozesse von hoher Qualität sind.

Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden dann erhalten, wenn bei einer Temperatur von etwa 1350 bis 1460° C gesintert wird.

Erfindungsgemäß lassen sich Hartmelallsystcme herstellen, in denen das Bindemetall aus einem Metall der Eisengruppe besteht, nämlich aus Eisen, Nickel oder Kobalt, wobei dieses Metall oder Legierungen desselben vorzugsweise zu 2 bis 30ⁿ/o, bezogen auf das Hartmetall, vorliegen, d. h. die Hartmetalle bestehen vorzugsweise aus etwa 2 bis 30¹Vo eines oder mehrerer der angegebenen Metalle und zum Rest aus Wolframkarbid. Als Bindemetall hat sich besonders Kobalt als vorteilhaft erwiesen. Besonders vorteilhafte Hartmetalle sind solche aus Wolframkarbid mit etwa 2,5 bis 6,5 ⁰Zo Kobalt oder auch 6,5 bis 15"Zo Kobalt oder gar 15 bis 30⁰Zn Kobalt. Gegebenenfalls können geringere Mengen an-

derer Karbide vorhanden sein, beispielsweise TiC und/oder TaC, d. h. wenn ein Hartmetall zu 2 bis 30⁰Zo aus einem der angegebenen Bindemetalle und zum Rest aus Wolframkarbid besteht, so bedeutet dies, daß derartige Karbide mit in den restlichen ⁽)8 bis 70⁰Zo Karbid enthalten sein können.

Typische Beispiele für vorteilhafte, erfindungsgemäß verwendete Wolframkarbid-Kobalt-HarlmeUilIe sind solche der folgenden Zusammensetzung:

⁰Ai Kobalt

5 Rest WC

10 Rest WC

15 Rest WC

20 Rest WC

25 Rest WC

30 Rest WC

Der Karbidanteil kann außer Wolframkarbid noch geringere Mengen anderer Karbide aufweisen.

Claims

zeuge zur Bearbeitung dieser Werkstoffe und Kon-Patentanspruch: struktionsmaterialien gestellt werden, d. h. die Werkstoffe, die z. B. zum Schneiden, Bearbeiten und VerVerwendung des nach dem Verfahren gemäß formen der Werkstücke und Konstruktionsmaterialien Patentanmeldung P 20 23 958.1-24 hergestellten 5 benötigt werden. Die Forschungs- und Entwicklungs-Wolframpulvers für die Herstellung von Sinter- arbeit auf dem Gebiet der Hartmetalle war deshalb metall von hoher Biegefestigkeit und Härte. primär darauf ausgerichtet, die physikalischen Eigenschaften der Hartmetalle, insbesondere die Härte und

Biegefestigkeit, zu erhöhen. Seit es jedoch bekannt

ίο ist, daß eine Erhöhung der Härte der Hartmetalle mit einer Verminderung der Biegefestigkeit verbunden ist,

Die Erfindung betrifft die Verwendung des nach hat es sich in der Praxis eingebürgert, einen Komprodem Verfahren gemäß der Hauptpatentanmeldung miß hinsichtlich dieser beiden Eigenschaften zu P 20 23 958.1-24 hergestellten Wolframpulvers für schließen.

die Herstellung von Sinterhartmetall von hoher 15 In der Praxis ist es nicht unüblich, Hartmetalle mit Biegefestigkeit und Härte. Härtewerten von bis zu 1800 kg/mm² (H_v 3 bis 30 kg

Gegenstand des genannten Hauptpatentes ist ein Belastung) und Biegefestigkeiten von etwa 150 kg/mm² Verfahren zur Herstellung verhältnismäßig grober herzustellen. Im Falle von Härtewerten um etwa Pulver der Metalle Wolfram, Molybdän, Tantal, 1000 kg/mm-' liegen die entsprechenden Biegefestig-Niob, Rhenium und Chrom sowie der Legierungen 20 keiten bei bis zu 300 kg/mm².

aus zwei oder mehreren dieser Metalle durch Reduk- Es ist seit mehreren Jahrzehnten bekannt, daß die