DE973807C - Verfahren zur Herstellung von harten und verschleissfesten Gebrauchsgegenstaenden - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von harten und verschleißfesten Gebrauchsgegenständen Die größte Schwierigkeit bei der Herstellung von technisch brauchbaren Formkörpern aus Borkarbid, z. B. von Hartfuttern für Sandstrahl- und sonstige Düsen, Ziehsteinen, Schneidwerkzeugen u. dgl., durch Niederschmelzen von Borkarbidpulver in Graphit-oder Kohleformen - andere Formen kommen praktisch nicht in Betracht - besteht darin, daß das Borkarbid bedeutende Mengen Kohlenstoff aus der Form herauslöst, die nach der Abkühlung als Trennflächen zwischen den Borkarbidkristallen erscheinen und deren Zusammenhang lockern. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit ist es bereits vorgeschlagen worden, Formkörper aus Borkarbid in der Weise herzustellen, daß gekörntes Borkarbid unter Erhitzen auf eine Temperatur, bei der es schmilzt oder weich wird, in einer Graphitform in neutraler Atmosphäre durch geeignete Druckeinwirkung geformt und durch sofortige rasche Abkühlung bewirkt wird, daß das Borkarbid nicht oder nur so kurzzeitig, als es für das Verfahren erforderlich ist, im geschmolzenen Zustand, in dem es in Berührung mit der Form beträchtliche Mengen Kohlenstoff aus dieser herauslösen könnte, verbleibt, so daß der erschmolzene Körper in der Hauptsache frei von graphitischen Trennflächen ist. Die Herstellung der Formkörper soll hierbei bei Temperaturen. von 22oo bis 2400°C bzw. beim Schmelzpunkt des Borkarbids erfolgen; die Korngröße des als Ausgangspulver verwendeten Borkarbids soll, um eine größtmögliche Dichte zu gewährleisten, so sein, wie sie sich durch ein Durchsieben durch ein Sieb von etwa o,o8 mm Maschenweite ergibt. Der Kohlenstoffgehalt des fertigen Formkörpers liegt, wie sich gezeigt hat, um i bis 2 °/o höher als der des Ausgangspulvers, so daß also bei diesem vorbekannten Verfahren zwar keine allzu große Kohlenstoffaufnahme zu befürchten, eine solche aber auch nicht zu vermeiden ist. Andererseits entstehen auch infolge der raschen Abkühlung in den Formkörpern Spannungen, die die Verwendungsmöglichkeiten einschränken, wie auch das Verfahren nicht genügend zielsicher ist, da das Endprodukt nicht die gleiche Zusammensetzung aufweist wie die Ausgangsmischung. Zudem erfordert das Verfahren auch die Anwendung sehr hoher Temperaturen, deren Handhabung mit technischen Schwierigkeiten verbunden ist. Das Verfahren gemäß der Erfindung gestattet die Herstellung von Formkörpern aus Borkarbid in einfacherer, allgemein anwendbarer Weise und besteht darin, daß Borkarbidpulver von einer Korngröße von o,= bis 30 p. bei Temperaturen von etwa i 6oo° C bis weniger als 2 ooo° C unter Druck gesintert wird. So kann beispielsweise, wie sich gezeigt hat, Borkarbid, das etwa 21 °/o Kohlenstoff enthält, bei einer Korngröße von i bis 5 #t unter einem Druck von etwa 40o kg/cm2 bei einer Temperatur von i 6oo bis i 8oo° C zu einem mechanisch festen und außerordentlich harten und gleichzeitig zähen Körper verdichtet werden. Die Herstellung der Formkörper erfolgt also nicht auf dem Weg über die Schmelzphase oder zumindest einen zähflüssigen Zustand, sondern bei Temperaturen, die wesentlich darunter liegen und technisch leichter beherrscht werden können. Man kann annehmen, daß bei der angewandten Korngröße die Pulverteilchen unter der Druckanwendung einander so weitgehend angenähert werden, daß die Atombeweglichkeit schon bei Temperaturen von weniger als 2ooo°C ausreicht, um sie zu einem dichten und mechanisch festen Körper zu vereinigen. Der Herstellungsgang ist nicht an eine schnelle Abkühlung gebunden. Des weiteren wird das Herauslösen von Kohlenstoff aus der Preßform infolge der verhältnismäßig niedrigen Sintertemperatur vermieden, so daß das Endprodukt praktisch die gleiche Zusammensetzung wie die Ausgangsmischung hat. Die Herstellung kann nach allen gebräuchlichen Drucksinterverfahren, also z. B. auch durch direkten Stromdurchgang unter Druck erfolgen. Als Ausgangsmaterial können alle handelsüblichen Borkarbide, auch solche mit sehr niedrigem Kohlenstoffgehalt benutzt werden. Auch wirkt sich freier Kohlenstoff (Graphit) selbst bei beträchtlichen Gehalten von beispielsweise 2 bis 3 °/o nicht nachteilig aus.
• Es hat sich ferner überraschenderweise gezeigt, daß es bei Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung auch möglich ist, dem Borkarbidausgangspulver zur Erleichterung des Sinterns bis zu 15 °/o Eisen, Kobalt, Nickel, Chrom einzeln oder gemischt in Pulverform zuzumischen, ohne daß die daraus hergestellten Formkörper weichere mechanisch leicht angreifbare Stellen aufweisen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: _. Verfahren zur Herstellung von harten und verschleißfesten Gebrauchsgegenständen, wie Hartfutter für Sandstrahl- und sonstige Düsen, Ziehsteinen, Schneidwerkzeugen u. dgl., aus Borkarbid, dadurch gekennzeichnet, daß Borkarbidpulv er von einer Korngröße von o,= bis 30 #t bei Temperaturen von etwa i 6oo° C bis weniger als 2 ooo° C unter Druck gesintert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Borkarbidpulver bis zu 150/, Eisen, Kobalt, Nickel, Chrom einzeln oder gemischt in Pulverform zugesetzt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 555 228, 572 784, 604 853, 618 125, 622 347, 65o ooi, 666 72o, 66o 924, 738536, USA.-Patentschrift Nr. 2 o27 786; Kieffer und Schwarzkopf, »Hartstoffe und Hartmetalle«, 1953, S. 377 und 68o.