| (19) |
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(11) |
EP 0 322 397 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
| (45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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22.01.1992 Patentblatt 1992/04 |
| (22) |
Anmeldetag: 22.11.1988 |
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| (51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC)5: C22C 33/02 |
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Pulvermetallurgisch hergestellter Schnellarbeitsstahl, daraus hergestellter Versschleissteil
und Verfahren zu seiner Herstellung
High speed steel prepared by powder metallurgy, wear-resistant part prepared thereby
and process for its manufacture
Acier à coupe rapide préparé par la métallurgie des poudres, objet résistant à l'usure
et procédé de préparation de cet acier
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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BE CH DE FR GB IT LI LU NL SE |
| (30) |
Priorität: |
23.12.1987 AT 3401/87
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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28.06.1989 Patentblatt 1989/26 |
| (73) |
Patentinhaber: BÖHLER Gesellschaft m.b.H. |
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A-1010 Wien (AT) |
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| (72) |
Erfinder: |
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- Hribernik, Bruno, Dipl.-Ing.
A-8605 Bruck a.d.Mur (AT)
- Stamberger, Johann, Dipl.-Ing.
A-8605 Kapfenberg (AT)
- Püber, Josef, Dipl.-Ing.
A-2632 Wimpassing (AT)
- Jäger, Heimo, Dr.
A-8600 Bruck a.d. Mur (AT)
- Karagöz, Sadi, Dr.
Yildiz-Istanbul (TR)
- Jeglitsch, Franz, Dr.
A-8700 Leoben (AT)
- Fischmeister, Hellmut, Dr.
D-7000 Stuttgart 1 (DE)
- Matzer, Franz, Dipl.-Ing.
A-8700 Leoben (AT)
- Löcker, Claus-Dieter, Dipl.-Ing.
A-8700 Leoben (AT)
- Kudielka, Elfiede, Dipl.-Ing.
A-8700 Leoben (AT)
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| (56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 123 961 DE-A- 3 015 897
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EP-A- 0 130 177 LU-A- 66 935
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- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Band 7, Nr. 263 (C-196)[1408], 24. November 1983; & JP-A-58
144 456 (FUJIKOSHI K.K.) 27-08-1983
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft einen pulvermetallurgisch hergestellten Schnellarbeitsstahl
für Verschleißteile, insbesondere Werkzeuge, enthaltend C, Cr, Nb, V, W und/oder Mo,
gegebenenfalls Co und/oder Mn und/oder Si und/oder als, Rest Eisen und unvermeidbare
Verunreinigungen, z.B. P, S, O.
[0002] Derartige Schnellarbeitsstähle werden u.a. zur Herstellung von Werkzeugen für die
spanende Bearbeitung von Werkstücken, z.B. Fräser, Bohrer, Reibahlen, aber auch für
Werkzeuge für die spanlose Formgebung wie z.B. Ziehdüsen, Fließpreßstempel usw. eingesetzt.
[0003] Bei der schmelzmetallurgischen Herstellung von mit Niob legierten Schnellarbeitsstählen
treten sehr große Niobkarbide vom TYp MC auf, die über 100 µm Korngröße aufweisen
können und die Zähigkeit und Schneidhaltigkeit von aus diesen Schnellarbeitsstählen
gefertigten Verschleißteilen beeinträchtigen. Da Niob ferner nur eine sehr geringe
Löslichkeit in der Legierungsgrundmasse besitzt, besitzen nur mit Niob legierte Schnellarbeitsstähle
in der Regel kein ausgeprägtes Sekundärhärteverhalten.
[0004] Das Legierungselement Vanadium bildet ebenfalls Karbide vom Typ MC, welche jedoch
eine geringere thermische Stabilität als Niobkarbide besitzen. Aus diesem Grund kommt
es bei der Verwendung von hohen Härte-bzw. Austenitisierungstemperaturen, wie sie
insbesondere bei der Herstellung von Zerspanungswerkzeugen notwendig sind, um die
erforderlichen Gebrauchseigenschaften, nämlich Härte, zu erreichen, zu einer Vergröberung
des Austenitkorns und der ausgeschiedenen Karbide mit einer Verminderung der Zähigkeit.
[0005] Es ist versucht worden, Schnellarbeitsstähle mit Niob zu legieren, wobei höhere Niob-Gehalte,
insbesondere solche über 1,5%, zur Bildung grober Niobkarbide führten, wodurch die
Zähigkeitseigenschaften der werkzeuge nach teilig beeinflußt wurden und es zum Ausbrechen
von Schneidkantenteilen bei der praktischen Verwendung kam. Aus der JP-PA 144456/1983
ist ein pulvermetallurgisches Verfahren zur Herstelung von Schnellarbeitsstahl bekannt
geworden, wobei eine Nb- Konzentration im Stahl auf 0,1 bis 1,5 Gew.-% beschränkt
ist und hohe Wolfram-und/oder Molybdängehalte verbesserte Härtewerte nach der Wärmebehandlung
erbringen sollen.
[0006] Ziel der Erfindung ist es, Schnellarbeitsstähle zu erstellen, die neben ausreichender
hoher Verschleißbeständigkeit und Härte auch eine große thermische Stabilität besitzen.
Ferner sollen die Stähle eine gleichmäßig feine Karbidverteilung aufweisen, um entsprechende
Zähigkeitseigenschaften vor allem an feinen Schneidkanten zu erhalten.Ferner sollen
Härtewerte bis 70 HRC erreichbar sein.
[0007] Dieses Ziel wird bei einem pulvermetallurgisch hergestellten Schnellarbeitsstahl
der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß der Stahl einen Nb-Gehalt von 2 Gew.-%
bis 15 Gew.-%, vorzugsweise von 3 Gew.-% bis 10 Gew.-%, insbesondere von mehr als
4 Gew.-% bis 10 Gew.-%, und einen Vanadiumgehalt von 1 bis 4 Gew.-%, vorzugsweise
1,5 bis 2,5 Gew.-%, aufweist, daß der Stahl 10 bis 30 Vol.-% vorzugsweise 10 bis 22
Vol.-%, Metallkarbide enthält und daß die untere Grenze des C-Gehaltes durch die Formel
und die obere Grenze des C-Gehaltes durch die Formel
gegeben ist.
[0008] Ein Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Verschleißteilen, insbesondere
Werkzeugen, aus Schnellarbeitsstählen mit der erwährten erfindungsgemäßen Zusammensetzung
wobei die Legierungsbestandteile geschmolzen und um 100-600°C, vorzugsweise etwa 300°C,
überhitzt werden, und die derart überhitzte Schmelze pulververdüst insbesondere gasverdüst,
wird, worauf das Pulver im Zuge einer Konsolidierung unter Temperatur-und gegebenenfalls
Druckbeaufschlagung, insbesondere in einem Sintervorgang, zu einem Formkörper geformt
wird, welcher Formkörper gegebenenfalls nach einem Glühen und/oder Warmschmieden einem
Weichglühvorgang unterzogen und durch spanende oder spanlose Bearbeitung zum Verschleißteil
geformt wird, worauf der Verschleißteil über seine Austenitisierungstemperatur erwärmt
bzw. einer Schnellstahlhartung unterzogen wird, von welcher Temperatur der Verschleißteil
abgekühlt, insbesondere abgeschreckt, und zumindest zwei Anlaß-bzw. Sekundärhärtungsvorgängen
unterzogen wird.
[0009] Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn der Härtungs-bzw. Austenitisierungsvorgang
bei einer Temperatur erfolgt, die um 50-100°C höher liegt als bei einem Schnellarbeitsstahl,
der niobfrei ist bzw. einen Niobgehalt von weniger als 2 bis 4 Gew.-% aufweist und
gleichen Karbidgehalt nach Durchführung des Weichglühens besitzt und welche je nach
Zusammensetzung zwischen 1100 und 1260°C eingestellt wird.
[0010] Durch den angegebenen Niobgehalt und Vanadiumgehalt sowie die Menge der auf Grund
der Einregelung des Kohlenstoffgehaltes im Stahl ausgebildeten Metallkarbide, wird
ein Schnellarbeitsstahl erstellt, welcher die gewünschten vorteilhaften Eigenschaften
besitzt. Dadurch, daß die überhitzte Schmelze der Legierungsbestandteile pulververdüst
wird, erhält man ein Pulver, in dem die sich beim Erstarren ausbildenden Niobkarbide
in feinstverteilter Form vorliegen. Diese feinstverteilten Niobkarbide behindern das
Kornwachstum bei den erfindungsgemäß vorgesehenen hohen Austenitisierungstemperaturen.
[0011] Erfindungsgemäß ist ein pulvermetallurgisch hergestellter Verschleißteil, insbesondere
ein Werkzeug, bestehend aus einem Schnellarbeitsstahl mit der erwährten erfindungsgemäßen
Zusammensetzung vorgesehen.
[0012] Die in den Formeln für C
min und C
max angegebenen Kohlenstoffwerte ergeben sich auf Grund der Wechselwirkung der karbidbildenden
Elemente im Schnellarbeitsstahl, wodurch die Metallkarbide unterschiedliche Kohlenstoffkonzentrationen
aufweisen können. Die Faktoren in den Formeln ergeben sich daraus, daß NbC 0,10 bis
0,15% Kohlenstoff und VC 0,20 bis 0,24% Kohlenstoff binden kann. Die Summanden 0,45
bzw. 1,0 in den Formeln berücksichtigen den Kohlenstoffgehalt zur Bildung der Grundhärte
der Matrix und der Nb-und V-freien Karbide. Die MIN-und MAX- Werte werden schließlich
durch die Gehalte von Cr, Mo, W bestimmt.
[0013] Erfindungsgemäß wird bei der Herstellung des pulvermetallurgischen Schnellarbeitsstahls
folgendermaßen vorgegangen:
[0014] Die einzelnen Legierungsbestandteile werden gemeinsam erschmolzen und die Schmelze
wird um etwa 100 bis 600°C, vorzugsweise 300°C, überhitzt, wodurch die Legierungsbestandteile
Niob und Kohlenstoff in der Schmelze verteilt werden. Nach einem Halten auf dieser
Temperatur für mindestens 20 bis 30 sec. wird die Schmelze unter Schutzgas zu einem
Pulver verdüst. (Prinzipiell ist auch eine Wasserverdüsung möglich). Auf Grund der
raschen Abkühlung scheiden sich kleine gut verteilte Niobkarbide ab. Aus diesen Pulvern
werden sodann unter Anwendung von Temperatur und gegebenenfalls Druck Formkörper hergestellt.
Dazu werden die Pulver in Stahlbehälter aus legiertem oder unlegiertem Stahl gefüllt,
gasdicht verschlossen und unter Anwendung von Druck und Temperatur z.B. durch Hipen,
Strangpressen oder Schmieden konsolidiert. Bei der Konsolidierung ist darauf zu achten,
daß die Temperatur so gewählt wird, daß keine flüssigen Phasen auftreten. Die Temperaturen
beim Konsolidieren betragen etwa 1.050 bis 1.100°C, bei einem Druck von 1000 bar oder
falls drucklos gearbeitet wird, etwa 1.200 bis 1.250°C. Die Konsolideirung kann von
einem Glühen gefolgt sein.
[0015] In einer nachfolgenden Warmformgebung, z.B. einem Warmschmieden bei 1.150°C, kann
die Festigkeit z.B. die Biegefestigkeit des Formkörpers gesteigert werden. Der allenfalls
durchgeführten Warmformgebung folgt ein Weichglühen bei einer Temperatur von etwa
700 bis 850°C, vorzugsweise 800°C. Das weichgeglühte Werkstück wird sodann zu dem
gewünschten Verschleißteil bzw. Werkzeug durch eine spanende oder nichtspanende Bearbeitung
umgeformt. Nach Herstellung des Werkzeugkörpers wird das Werkstück gehärtet und zwar
bei einer Austenitisierungstemperatur von bis zu 1.350°C. Während dieses Härtevorganges
hemmt das Niobkarbid ein Kornwachstum und das nicht gelöste Vanadiumkarbid trägt vor
dem Abschrecken in Luft, Wasser oder Öl zur Ausbildung eines sehr feinen Kornes bei.
Die erfindungsgemäß vorgesehene höhere Austenitisierungstemperatur ermöglicht, daß
bei dieser Temperatur eine größere Menge der vorhandenen Karbide zerfällt bzw. in
Lösung geht, sodaß beim darauffolgenden Abkühlen ein feines und hartes Korngefüge
in der Matrix erreicht wird. Nach dem Abschrecken erfolgt ein erstes Anlassen bei
einer Temperatur von etwa 500 bis 600°C, bei dem eine Ausscheidung von feinen Metallkarbiden
(z.B. Vanadiummischkarbid vom Typ MC) erfolgt. Im Zuge des zweiten oder eines weiteren
Anlassens können die Härteeigenschaften des Werkstückes noch weiter erhöht werden.
[0016] Die höhere Austenitisierungstemperatur kann eingesetzt werden, ohne daß zähigkeitsvermindernde
Erscheinungen bzw. Kornvergröberungen, Aufschmelzungen und andere nachteilige Vorgänge
auftreten. Da Chrom die Ausscheidung von Karbiden beeinflußt, wird der Gehalt an Chrom
auf einen Bereich 2 bis 5 Gew.-% beschränkt. Allenfalls vorhandenes Kobalt soll in
einem Bereich von 0-10 Gew.-% liegen.
[0017] Bei den erfindungsgemäß hergestellten Stählen bzw. Werkstücken haben die Metallkarbide
eine Größe von weniger als 6 µm. Durch eine Erhöhung der Schmelzentemperatur bzw.
der Erstarrungsgeschwindigkeit im Zuge der Herstellung der Metallpulver kann eine
weitere Verringerung der Korngröße der Metallkarbide erreicht werden.
[0018] Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.
Beispiel 1
[0019] Eine Schnellarbeitsstahllegierung der Zusammensetzung C = 1,81 Gew.-%, Si = 0,3
Gew.-%, Mn = 0,2 Gew.%, P = 0,02 Gew.-%, S = 0,02 Gew.-%, Cr = 4,3 Gew.-%, Mo =
3,7 Gew.-%, V = 1,5 Gew.-%, W = 6,1 Gew.-% und Nb = 6,3 Gew.-%, Rest Verunreinigungen
und Eisen (Werkstückanalyse) wurde in einem Induktionsofen erschmolzen und zu einem
Vorblock gegossen. Der Vorblock wurde geschmolzen und die Schmelze um 300°C überhitzt
und im Stickstoffstrom verdüst. Das verdüste Pulver wurde in eine Kapsel aus Baustahl
St52 eingefüllt, gerüttelt, auf 10⁻³ Torr evakuiert und gasdicht verschweißt. Die
Pulverkonsolidierung wurde bei 1.150°C und einem Druck von 1.070 bar durchgeführt.
Nach Ausbildung eines Fräsers wurde eine Härtung bzw. Austenitisierung bei einer Temperatur
von 1.290°C durchgeführt, ohne daß eine Kornvergröberung oder Aufschmelzungen an den
Korngrenzen auftraten. Durch diese um etwa 50°C über der herkömmlichen Härtungstemperatur
liegende Austenitisierungstemperatur konnten höhere Gehalte an Karbiden bzw. Kohlenstoff
in der matrix gelöst werden und somit in den Anslaßvorgängen die Härte und Verschleißbeständigkeit
verbessert werden.
[0020] Die Härtemessung ergab 68,8 HRC. Im Zerspanungsversuch zeigten die erfindungsgemäß
hergestellten Fräser, verglichen mit Fräsern der Legierung S6-5-2-5, eine Leistungserhöhung
um etwa 30 bis 50% bei der Zerspanung von St52 und von Vergütungsstahl vom Typ X38CrMoV51.
Beispiel 2
[0021] Es wurde ein Schnellarbeitsstahl der Zusammensetzung C = 2,49 Gew.-%, Si = 0,35
Gew.-%, Mn = 0,20 Gew.-%, P = 0,025 Gew.-%, S = 0,005 Gew.-%, Cr = 4,7 Gew.-%,
Mo = 4,01 Gew.-%, V = 2,3 Gew.-%, W = 1,82 Gew.-% und Niob = 9,89 Gew.-%, Rest
Verunreinigungen und Eisen erschmolzen und zu einem Block gegossen. Der Block wurde
bei einer die Liquidustemperatur um 350°C übersteigenden Temperatur gasverdüst. Aus
dem Pulver wurde in einem Sintervorgang ein Schabrad gefertigt, wie es zur Feinbearbeitung
von Zahnrädern in der Automobilindustrie eingesetzt wird. Bei einer Austenitisierungstemperatur
von 1.300°C erfolgte die Härtung, die von einem zweifachen Anlassen bei 580°C gefolgt
wurde. Nach dem zweifachen Anlassen erfolgte eine Fertigbearbeitung des Schabrades
durch Schleifen. Die Härtemessung im Arbeitsbereich des Werkzeuges erbrachte einen
Wert von 69,5 HRC.
[0022] Verglichen mit einem aus pulvermetallurgisch hergestellten Schnellarbeitsstahl S6-5-3-8
(ASP 30) konnte eine Leistungssteigerung um 40 bis 50% bei der Herstellung von außenverzahnten
Kegelrädern erzielt werden.
1. Pulvermetallurgisch hergestellter Schnellarbeitsstahl für Verschleißteile, insbesondere
Werkzeuge, enthaltend C, Cr, W und/oder Mo, gegebenenfalls Co und/oder Mn und/oder
Si und/oder Al, sowie mit einem Nb-Gehalt von 2 bis Gew.-%, und einem Vanadiumgehalt
von 1 bis 4 Gew.-%, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen, z.B. P, S und O,
wobei der Stahl 10 bis 30 Vol.-%, Metallkarbide enthält und die untere Grenze des
C-Gehaltes durch die Formel

und die obere Grenze des C-Gehaltes durch die Formel

gegeben ist.
2. Schnellarbeitsstahl nach Anspruch 1, mit einem Nb-Gehalt von 3 bis 10 Gew%.
3. Schnellarbeitsstahl nach Anspruch 1, mit einem Nb-Gehalt von mehr als 4 bis 10
Gew%.
4. Schnellarbeitsstahl nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem V-Gehalt von 1,5
bis 2,5 Gew%.
5. Schnellarbeitsstahl nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Gehalt an Metallkarbiden
10-22 Vol% beträgt.
6. Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Verschleißteilen, insbesondere
Werkzeugen, aus Schnellarbeitsstählen mit einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche
1-5, wobei die Legierungsbestandteile geschmolzen und um 100 bis 600°C, vorzugweise
etwa 300°C, überhitzt werden und die derart überhitzte Schmelze zu Pulver verdüst,
insbesondere gasverdüst, wird, worauf das Pulver im Zuge einer Warmformgebung unter
Temperatur-und gegebenenfalls Druckbeaufschlagung, insbesondere in einem Sintervorgang,
zu einem Formkörper geformt wird, welcher Körper gegebenenfalls nach einem Glühen
und/oder Warmschmieden einem Weichglühvorgang unterzogen und durch spanende oder spanlose
Bearbeitung zum Verschleißteil geformt wird, worauf der Verschleißteil über seine
Austenitisierungstemperatur erwärmt bzw. einer Schnellstahlhärtung unterzogen wird,
von welcher Temperatur der Verschleißteil abgekühlt, insbesondere abgeschreckt, und
zumindest zwei Anlaß-bzw. Sekundärhärtungsvorgängen unterzogen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Härtungs-bzw. Austenitisierungsvorgang
bei einer Temperatur erfolgt, die um 50 bis 100°C höher liegt als bei einem Schnellarbeitsstahl,
der niobfrei ist bzw. einen Niobgehalt von weniger als 2 bis 4 Gew.-% aufweist und
gleichen Karbidgehalt nach Durchführung des Weichglühens besitzt, und welche je nach
Zusammensetzung zwischen 1.100 und 1.260°C eingestellt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichglühtemperatur
auf 700 bis 850°C, vorzugsweise etwa 800°C eingestellt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Härtungs-bzw.
Austenitisierungstemperatur bis 1.350°C, insbesondere bis zu 1.290°C, eingestellt
wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß beim Weichglühen
Gehalt von 10 bis 30 Vol.-%, vorzugsweise 10 bis 22 Vol.-%, an Metallkarbiden im Formkörper
eingestellt wird.
11. Pulvermetallurgisch hergestellter Verschleißteil, insbesondere Werkzeug, bestehend
aus einem Schnellarbeitsstahl mit einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1
bis 5.
1. High-speed steel, produced by powder metallurgy, for wearing parts, in particular
tools, containing C, Cr, W and/or Mo, optionally Co and/or Mn and/or Si and/or Al,
and with an Nb content of 2-15% by weight and a vanadium content of 1 to 4% by weight,
remainder iron and inevitable impurities, e.g. P, S and O, the steel containing 10
to 30% by volume metal carbides and the lower limit of the C content being given by
the formula

and the upper limit of the C content being given by the formula
2. High-speed steel according to Claim 1, having an Nb content of 3 to 10% by weight.
3. High-speed steel according to Claim 1, having an Nb content of more than 4 to 10%
by weight.
4. High-speed steel according to one of Claims 1 to 3, having a V content of 1.5 to
2.5% by weight.
5. High-speed steel according to one of Claims 1 to 4, with the content of metal carbides
being 10-22% by volume.
6. Process for the production by powder metallurgy of wearing parts, in particular
tools, from high-speed steels having a composition according to one of Claims 1-5,
wherein the alloy constituents are melted and are superheated by 100 to 600°C, preferably
about 300°C, and the molten metal thus superheated is atomised to powder, in particular
gas-atomised, whereupon the powder is formed into a formed body in the course of a
hot-shaping operation, under the action of temperature and optionally pressure, in
particular in a sintering operation, which body, optionally after an annealing and/or
hot-forging operation, is subjected to a soft annealing operation and is formed into
the wearing part by cutting or non-cutting machining, whereupon the wearing part is
heated beyond its austenitisation temperature or is subjected to a high-speed steel
hardening operation, from which temperature the wearing part is cooled, in particular
quenched, and is subjected to at least two tempering or secondary hardening operations.
7. Process according to Claim 6, characterised in that the hardening or austenitisation
operation takes place at a temperature which is 50 to 100°C higher than for a high-speed
steel which is niobium-free or has a niobium content of less than 2 to 4% by weight
and has the same carbide content after the soft annealing has been performed, and
which temperature is set between 1,100 and 1,260°C, depending on the composition.
8. Process according to Claim 6 or 7, characterised in that the soft annealing temperature
is set to 700 to 850°C, preferably about 800°C.
9. Process according to one of Claims 6 to 8, characterised in that the hardening
or austenitisation temperature is set to up to 1,350°C, in particular up to 1,290°C.
10. Process according to one of Claims 6 to 9, characterised in that a content of
10 to 30% by volume, preferably 10 to 22% by volume, of metal carbides in the formed
body is set during the soft annealing operation.
11. Wearing part, in particular tool, produced by powder metallurgy, consisting of
a high-speed steel having a composition according to one of Claims 1 to 5.
1. Acier à coupe rapide, préparé par la métallurgie des poudres, pour des objets résistant
à l'usure, en particulier des outils, contenant du C, Cr, W et/ou Mo, éventuellement
Co et/ou Mn et/ou Si et/ou Al, ainsi qu'à une teneur en Nb de 2 à 15% en poids et
une teneur en vanadium de 1 à 4% en poids, pour le reste du fer et des impuretés inévitables,
par exemple P, S, O, l'acier contenant de 10 à 30% en volume de carbures de métal
et la limite inférieure de la teneur en C étant donnée par la formule

et la limite supérieure de la teneur en C par la formule
2. Acier à coupe rapide suivant la revendication 1, avec une teneur en Nb de 3 à 10%
en poids.
3. Acier à coupe rapide suivant la revendication 1, avec une teneur en Nb de plus
de 4 à 10% en poids.
4. Acier à coupe rapide suivant l'une des revendications 1 à 3, avec une teneur en
V de 1.5 à 2,5% en poids.
5. Acier à coupe rapide suivant l'une des revendications 1 à 4, la teneur en carbures
de métal étant de 10 à 22% en volume.
6. Procédé de préparation, par la métallurgie des poudres, d'objets résistant à l'usure,
en particulier d'outils, en aciers à coupe rapide à composition suivant l'une des
revendications 1 à 5, dans lequel les éléments d'alliage sont fondus et surchauffés
de 100 à 600°C, de préférence d'environ 300°C et la fusion ainsi surchauffée est pulvérisée,
en particulier pulvérisée au gaz, en poudre, après quoi la poudre est transformée
en un corps moulé, au cours d'un façonnage à chaud par soumission à la température
et, éventuellement, à la pression, en particulier d'une opération de frittage, lequel
corps moulé est, éventuellement après un recuit et/ou un forgeage à chaud, soumis
à une opération de recuit d'adoucissement et transformé, par usinage avec ou sans
enlèvement de copeaux, en objet résistant à l'usure, après quoi l'objet résistant
à l'usure est chauffé au-dessus de sa température d'austénitisation ou soumis 35 à
une trempe pour acier à coupe rapide, température à partir de laquelle l'objet résistant
à l'usure est refroidi, en particulier trempé, et soumis à au moins deux opérations
de revenu ou de durcissement secondaire.
7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'opération de trempe
ou d'austénitisation se fait à une température qui est de 50 à 100°C supérieure à
celle pour un acier à coupe rapide qui est exempt de niobium ou présente une teneur
en niobium inférieure à 2 à 4% en poids et possède une même teneur en carbures après
l'exécution du recuit d'adoucissement et qui est réglée, selon la composition, entre
1100 et 1260°C.
8. Procédé suivant la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la température de
recuit d'adoucissement est réglée entre 700 et 850°C, de préférence à environ 800°C.
9. Procédé suivant l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la température
de trempe ou d'austénitisation est réglée jusqu'à 1.350°C, en particulier jusqu'à
1.280°C.
10. Procédé suivant l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que, lors du
recuit d'adoucissaient, il est réglé une teneur en carbures de métal dans le corps
moulé de 10 à 30% en volume, de préférence de 10 à 22% en volume.
11. Objet résistant à l'usure, en particulier outil, préparé par la métallurgie des
poudres, en un acier à coupe rapide à composition suivant l'une des revendications
1 à 5.