AT141832B - Mehrstufiges Verfahren zur Herstellung von Titankarbid. - Google Patents

Description

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   Es ist bereits   vorgeschlagen worden, Titankarbid durch Erhitzen   des   Oxyds im Geniisch mit Kohle   oder einer kohlenden Atmosphäre herzustellen, wobei das Karbid in feinpulveriger Form bei einer unterhalb der Schmelztemperatur des Karbids liegenden Temperatur erzeugt wurde. Dieses Verfahren eignete sich jedoch nicht zur   Herstellung von Hartmetallen, da   das nach diesem Verfahren hergestellte Produkt 
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 teurer sind. 



   Die Erfindung betrifft die Herstellung von Titankarbid, wie es insbesondere zur Herstellung von   Hartmetallegierungen   verwendet wird. ohne auf diese Anwendung beschränkt zu sein. 



   Solche Hartmetallegierungen werden heute in erster Linie zur Herstellung der arbeitenden Teile von Werkzeugen benutzt, die zur   Schnellbearbeitllng.   z. B.   Drehen. Fräsen.   Boren von Metallen, ( ; estein usw., benutzt werden. 



   Das Metall Titan hat die Eigenschaft, sich in   hohem Masse mit Kohlenstoff,   ebenso aber auch mit Sauerstoff zu verbinden. Für die Anwendung in Hartmetallegierungen ist jedoch ein möglichst vollkommen sauerstofffreies Karbid erwünscht. 



   Die Erfindung gibt eine Verfahrensweise an, mit der dieses Ergebnis mit Sicherheit erreicht wird. 



   Die Erfindung geht von bekannten Verfahrensweisen aus, welche den oxydischen Ausgangsstoff mit der für die Reduktion und   Karburierung notwendigen Kohlenstoffmenge mischen und   das   Ge-   
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 geführt wird, findet eine   Vorreduktion     und-vielleicht-unvollständige Karburierung   statt, und in der letzten erfolgt die Fertigkarburierung. Die Erfindung stellt fest, dass auf diesem Wege jedenfalls kein sauerstoffreies Karbid erhalten werden kann, für dessen Verwendbarkeit und guten Erfolg aber. insbesondere in Hartmetallegierungen, gerade diese Sauerstofffreiheit von ausschlaggebender Brdeutung ist. 



   Die Erfindung verfährt darum derart, dass sie in einer ersten Verfahrensstufe das oxydisehe Ausgangsmaterial mit kohlenstoffhaltigem Material, insbesondere mit reinem Lampenruss   mischt,   den Kohlenstoffzusatz aber absichtlich so bemisst. dass er zur vollständigen Reduktion und   Karburierung   des Titanoxyds nicht ausreicht. 



   Darauf wird nach der ersten Verfahrensstufe festgestellt, welche Menge Sauerstoffs im   Gemenge   vorhanden ist und welche Menge Kohlenstoffs darum zur Entfernung dieses Sauerstoffs und zur Karburierung der restlichen Titanmenge erforderlich ist. Diese Kohlenstoffmenge wird nun zugesetzt und hierauf die Hitzebehandlung entweder bei gleicher oder aber bei erhöhter Temperatur fortgesetzt. Das Verfahren wird eventuell wiederbolt, bis ein vollständig sauerstofffreies und gesättigtes Karbid erhalten ist.

   Dadurch, dass anfänglich eine unzureichende Kohlenstoffmenge beigegeben wird, muss nach der ersten Verfahrensstufe   durch Untersuchung immer   ein messbarer Sauerstoffrest festgestellt werden   können.   und man ist darum in der Lage, Kohlenstoff gerade in solcher Menge zuzusetzen, dass dieser Sauerstoffrest mit Sicherheit entfernt wird, ohne dass ein Kohlenstoffüberschuss eingeführt wird, der dann zu un- 
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 Oxyd der zweiten Hitzebehandlung unterworfen wird, der Angriff des Kohlenstoffs auf die Sauerstoffrestmenge, besonders bei erhöhter Temperatur, gesichert zu werden.

   Auf jeden Fall wird durch die Erfindung ein sauerstofffreies, gesättigtes Titankarbid erreicht, wie es nach bekannten Verfahren bisher nicht möglich war, auch dann nicht, wenn die Fertigkarburierung in kohlenstoffhaltiger Atmosphäre durchgeführt wurde. Letzteres wahrscheinlich deshalb nicht, weil das Karbid bei diesen Temperaturen bereits plastisch ist und das Eindringen der   Atmosphäre   in das Innere des Gemisches nicht mehr zulässt. ebenso wie der Austritt der sich entwickelnden Sauerstoffgas durch die   sich schliessenden   Poren erschwert wird. 



   Ausführungsbeispiel :
80 Teile gepulvertes Titanoxyd werden mit   33   Teilen Lampenruss etwa 1-2 Stunden im Wasserstoffstrom bei etwa 1500-17000 im   Kohlerohr   geglüht. Diese Behandlung kann mehrfach unterbrochen und wiederholt werden.   Anschliessend   wird der Kohlenstoff-und Sauerstoffgehalt der anfallenden Masse bestimmt und ihr Lampenruss in solcher Menge innig zugemischt, als zum Reduzieren des Sauerstoff- 
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 jedoch vorteilhaft nur einen Bruchteil der Zeitdauer der vorangegangenen Wärmebehandlung. Das anfallende Gemisch wird   sodann im VakuumvonO'OlbisO'QOOl mm Druck   bei einer weiter erhöhten Temperatur von etwa   1900bjs 20000 und darÜber fertigkarburiert.   Die Erhitzung im Vakuum erfolgt vorteilhaft durch elektrische Induktion (Hochfrequenz).

   Das anfallende Titankarbid (TiC) enthält   20"   Kohlenstoff. 



   Die Fertigkarburierung kann, an Stelle im   Vakuum,   im Wasserstoffstrom erfolgen. An Stelle des Wasserstoffs kann irgendein anderes Gas unter beliebig höherem oder niedrigerem Druck angewendet 
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Mehrstufiges Verfahren zur Herstellung von Titankarbid, insbesondere zur   Verwendung für   Hartmetallegierungen, dadurch gekennzeichnet, dass man das Titanoxyd in einer ersten Stufe mit kohlenstoffhaltigem Material in solcher Menge mischt, welche nicht zur vollkommenen   Desoxydierung   und Karburierung ausreicht, und dieses Gemisch bei erhöhten Temperaturen, etwa 1500-1700  C, behandelt und sodann die fehlende Kohlenstoffmenge feststellt und dem Gemisch zusetzt, das sodann bei gleicher oder, vorteilhaft, erhöhter Temperatur, zwischen etwa   1500-20000 C, weiter- bzw.

   fertig-   karburiert wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffgehalt des Gemisches nach der Behandlung in der ersten Verfahrensstufe festgestellt und hienach die zuzusetzende Restmenge kohlenstoffhaltigen Materials, vorteilhaft reinen Lampenrusses, bemessen wird.

   3. Verfahren nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer ersten und einer letzten Verfahrensstufe eine Zwischenstufe eingeschaltet wird, dergestalt, dass man die errechnete Kohlenstoffrestmenge zusetzt und das Gemisch auf ungefähr gleiche Temperatur erhitzt wie in der ersten Verfahrensstufe, jedoch während kürzerer Zeit als in dieser letzteren, und hieran erst die letzte Verfahrensstufe anschliesst, in welcher die Fertigkarburierung bei höherer Temperatur als in der ersten Verfahrensstufe stattfindet.

   4. Durchführung eines Verfahrens nach Anspmch 1, 2 oder 3 in an sich bekannter Weise im Vakuum oder im Wasserstoffstrom oder (und) durch Hoehfrequenzerhitzung.