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Verfahren zur Herstellung von duktilem Halbzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von duktilem Halbzeug, beispielsweise von duktilem Halbzeug, beispielsweise von Bändern oder Blechen aus Wolfram oder Wolframlegierungen, bei dem ein gesinterter Rohling unter wiederholter, allmählich herabgesetzter Erhitzung bei zunehmendem Gesamtverformungsgrad durch Schmieden, Hämmern und/oder Walzen zu Halbzeugen verarbeitet wird.
Derartige Halbzeuge sind Ausgangsmaterial in der Elektrotechnik und im Hochtemperaturofenbau zur Herstellung von Kontakten, Gleichrichterbauelementen und Strahlungsblechen. Ein stabförmiger, gesinterter Wolfram-Rohling wird unter wiederholter Erhitzung auf Temperaturen zwischen 800 bis 18000C bei einer Anwärmzeit von etwa 5 min durch Schmieden, Hämmern und Walzen verformt. Dabei werden die Kristalle des Wolframmaterials gestreckt. Es entsteht eine grobe, langgestreckte Kornstruktur mit einer guten Verzahnung in den beiden Richtungen der Walzebene. Senkrecht zur Walzebene tritt die verzahnte Kornstruktur nicht auf. Das Halbzeug ist spröde und durch anisotrope mechanische Eigenschaften gekennzeichnet. Die Eigenschaften wirken sich bei Scherbeanspruchung, wie sie beispielsweise beim Stanzen auftritt, nachteilig aus.
Das Halbzeug splittert und es treten an den Schnittkanten Risse entlang der gestreckten Korngrenzen auf.
Zur Beseitigung der Nachteile ist es bekannt, dem Wolframrohling Alkali- oder Alkalimetallerde zuzusetzen. Weiter ist es bekannt, drahtförmige Salbzeuge einem Temperaturstoss auszusetzen. Bekannt ist es auch, die mechanische Verformung in kleinen Schritten vorzunehmen. Alle bekannten Verfahren bewirken zwar eine teilweise Verbesserung der Eigenschaften, ohne dass ein Reissen bei Scherbeanspruchung völlig unterbunden werden kann. Ausserdem ist es bekannt, die besonders spröde von der Verformung herrührende Oberflächenschicht der Wolfram Halbzeuge durch mechanische oder chemische Verfahren, beispielsweise durch Schleifen oder Ätzen, zu entfernen. Diese Verfahrensweisen sind aufwendig und dort ohne Erfolg, wo tiefe Risse am Halbzeug auftreten.
Bei Halbzeugen auf Molybdän-Basis ist es bekannt, die Sprödigkeit und die anisotropen mechanischen Eigenschaften dadurch zu beseitigen, dass das Halbzeug Temperaturen von 1150 bis 16500 für die Dauer von 15 bis 60 min ausgesetzt und dadurch vollkommen rekristallisiert wird.
Auf Wolfram und Wolframlegierungen lässt sich dieses Verfahren nicht übertragen. Vollkommen rekristallisiertes Wolfram ist bei Raumtemperaturen und erhöhten Temperaturen spröde und lässt sich auf mechanischem Wege gar nicht oder nur sehr schwer bearbeiten.
Zweck der Erfindung ist deshalb die Erhöhung der Duktilität insbesondere Verbesserung der Stanzund Scherfähigkeit von Halbzeugen auf der Basis von Wolfram oder Wolframlegierungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von duktilem Halbzeug auf der Basis von Wolfram oder Wolframlegierungen zu schaffen, mit dem die technischen und ökonomischen Nachteile bekannter Verfahrensweisen überwunden werden sollen. Insbesondere sollen durch Erzeugung eines feinkörnigen, verzahnten Gefüges mit einer hohen Korngrenzenfestigkeit anisotrope mechanische Eigenschaften des Halbzeuges vermieden werden.
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Erfindungsgemäss wird das aus Wolfram oder Wolframlegierungen bestehende Halbzeug vor der Formgebung bei der eine Scherbeanspruchung auftritt zur Erzielung einer teilweisen Rekristallisation bei einer Temperatur von 1200 bis 16000C für die Dauer von 30 bis 120 min geglüht.
Das Halbzeug ist so zu glühen, dass der Rekristallisationsgrad 5 bis 60%, vorzugsweise 10%, beträgt.
Die Feststellung des gewünschten Rekristallisationsgrades geschieht in bekannter Weise dadurch, dass der jeweiligen Charge zwei (oder auch mehrere) Proben entnommen werden, die bei unterschiedlichen Temperaturen, z. B. Probe 1 bei 1450 C, Probe 2 bei 1500 C, für eine konstante Zeitdauer t, z. B. t = 1 h, einer Glühung unterworfen werden. An Hand von Schliffbildern wird dann der Rekristallisationsgrad bestimmt.
Der Vorteil der Erfindung ist die Vermeidung der bei der Bearbeitung von Wolfram-Halbzeugen auftretenden Nacharbeiten. Die teilweise Rekristallisation bewirkt, dass das auf Scherung beanspruchte Material glatte Schnittflächen zeigt.
Der Gegenstand der Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.
Stabförmige Wolfram-Sinterstäbe der Abmessung 10 X 10 mm, aus denen Ronden hergestellt werden sollen, werden zunächst nach folgenden Verfahrensschritten zu Blechen verformt :
EMI2.1
<tb>
<tb> Verfahrens- <SEP> Verfahrens- <SEP> Verform. <SEP> Band <SEP> - <SEP> Anwärm- <SEP> Anwärm- <SEP>
<tb> schritt <SEP> schritt <SEP> Grad <SEP> stärke <SEP> temperaturen <SEP> zeit
<tb> Nr. <SEP> in% <SEP> inmm <SEP> in C <SEP> in <SEP> min <SEP>
<tb> 1 <SEP> Schmieden <SEP> 480/0 <SEP> 5, <SEP> 2 <SEP> 1725 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 2-4 <SEP> Walzen <SEP> auf
<tb> Breite
<tb> 1. <SEP> Stich <SEP> 14, <SEP> 5% <SEP> 4, <SEP> 4 <SEP> 1375 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 2. <SEP> Stich <SEP> 12, <SEP> 5% <SEP> 3, <SEP> 85 <SEP> 1375 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 3.
<SEP> Stich <SEP> 10, <SEP> 4% <SEP> 3, <SEP> 45 <SEP> 1375 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 5 <SEP> - <SEP> 6 <SEP> Walzen <SEP> auf
<tb> Länge
<tb> 1. <SEP> Stich <SEP> 18, <SEP> 9% <SEP> 2, <SEP> 8 <SEP> 1375 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 2. <SEP> Stich <SEP> 14, <SEP> 3% <SEP> 2, <SEP> 4 <SEP> 1375 <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP>
<tb>
Anschliessend werden die Bleche bei einer Temperatur von 1425 C 40 min geglüht. Der Rekristallisationsgrad der so behandelten Bleche wurde an metallographischen Schliffen bestimmt und betrug 12%.
Das geglühte Blech wird vor dem Stanzen bei einer Temperatur von 12750C 1, 5 min angewärmt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von duktilem Halbzeug, beispielsweise von Bändern oder Blechen, auf der Basis von Wolfram oder Wolframlegierungen bei dem ein gesinterter Rohling unter wiederholter allmählich herabgesetzter Erhitzung bei zunehmendem Gesamtverformungsgrad durch Schmieden, Hämmern und/oder Walzen zu Halbzeugen verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug vor der Formgebung, bei der eine Scherbeanspruchung auftritt, zur Erzielung einer teilweisen Rekristallisation, bei einer Temperatur von 1200 bis 16000C für die Dauer von 30 bis 120 min geglüht wird.