AT40087B - Verfahren zum Härten von weichem Tantalmetall. - Google Patents

Description

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  Verfahren zum Härten von weichem Tantalmetall. 



   Um dem Tantalmetall die für viele Zwecke erforderliche Härte zu geben, wird nach der den Gegenstand des Patentes Nr. 31968 bildenden Erfindung derart verfahren, dass dem Tantal   bestimmte   Elemente (Sauerstoff, Wasserstoff, Kohlenstoff, Silicium, Bor, Aluminium, Titan, Zinn) in geringer Menge einverleibt werden. 



   Fortgesetzte Versuche mit dem vorstehend gekennzeichneten Verfahren haben nun ergeben, dass die   praktische Durchführung desselben   in verschiedener Weise erfolgen kann, nämlich als   Oberflächenhärtung   oder als Massenhärtung. 



   I. Oberflächenhärtung. 



   Diese wird in der   Weise ausgeführt, dass die Oberfläche   des fertig   geformten Metallatückes   unter Erhitzen mit anderen Stoffen in Berührung gebracht wird, so dass durch Einwanderung anderer Stoffe in den   Metallkörper eine grössere Härte erzielt wird.   



   (Hierseibemerkt,dassallerdingseinVerfahrenzurErhöhungdesLeitungswiderstandes von Metallen, besonders von   Ulühkörpern für elektrische Lampen   aus schwer schmelzbaren Metallen, u. a. auch Tantal   bekannt ist. das darin besteht   : das Metall ebenfalls in   Berührung   
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Die Oberflächenerhärtung im Sinne vorliegender Erfindung kann beispielsweise geschehen :   a)   durch Behandeln mit Kohlenstoff oder durch gleichzeitiges Behandeln mit Kohlenstoff und Stickstoff. 
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   lang auf 10000 C erhitzt   wird. 



   Um mit Kohlenstoff bei Anwesenheit von   Stickstoff zu härten, kann man   statt des reinen Holzkohlenpulvers ein Gemenge von Calciumcyanamid mit Holzkohlenpulver verwenden. Das 
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 leicht erfüllbar. b) Die   Oberflächenhärtung   kann auch durch Behandlung mit Sauerstoff erfolgen, z. B. in der Weise, dass der zu härtende Metallkörper im rotglühenden Zustand einige Minuten der Einwirkung der atmosphärischen Luft ausgesetzt wild. e) Die Oberflächenhärtung kann weiterhin durch Behandlung mit Bor oder Silicium erfolgen.

   Zu diesem Zweck wird entweder das zu härtende Metall in feines Pulver von Bor oder   Silicium   eingebettet und auf helle Rotglut erhitzt, ähnlich wie dies unter la für die Härtung mit 
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 angegeben, nämlich in einer Atmosphäre von Silicium oder Borwasserstoff. In letzterem Fall wird wieder am besten ein elektrischer Strom durch das zu härtende Metallstück geleitet. 



  In   Berührung   mit dem   glühenden Metallstück   zersetzt sich der Siliciumwasserstoff oder der Borwasserstoff und es wird   Silicium   oder Bor und nebenbei unter Umständen auch Wasserstoff von dem Metall   aufgenommen,   dessen Härte dadurch wesentlich steigt. 



   II. Massenhärtung. 



   Diese besteht darin, dass der ganzen Masse möglichst gleichmässig solche Stoffe zugefügt werden, die das Metall härter machen. Solche Stoffe sind wieder die bereits oben genannten, nämlich Kohlenstoff bezw. Kohlenstoff und Stickstoff, Bor, Silicium,   Sauersten, Wasaerston   oder Metalle wie   Aluminium.   



   Um diese Stoffe der ganzen Masse des Metalles   gleichmässig einzuverleiben, wird das   Metall geschmolzen und es werden ihm dabei die fremden Stoffe derart   zugefühlt, dass eine homogene   Masse mit einem gleichmässigen Gehalt an jenen härtenden Stoffen entsteht. 



   Das Schmelzen des Metalles erfolgt am zweckmässigsten im Vakuum und zwar mit Hilfe   tles     elektrischen Lichtbogens. Vorteilhaft geht   man von   einem   Pulver des Metalles aus und mengt diesem   Pulver den einzuverleibenden   Stoff, wie Kohlenstoff, Bor, Silicium u. s. w. in feiner Ver- 
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 zusammenhängenden Masse zusammengepresst und der so erhaltene Körper in ein Gefäss gebracht, welches luftleer gemacht werden kann. In diesem Gefässe befindet sich eine an eine elektrische   Stromquelle von genügender   Stärke angeschlossene, am besten aus Tantal bestehende Unterlage, auf welche der zu schmelzende Körper gelegt wird.

   Eine an den zweiten Pol der Stromquelle angeschlossene, zweckmässig ebenfalls aus Tantal bestehende Elektrode wird, nachdem das Gefäss luftleer gemacht ist, mit der zu schmelzenden Metallmasse in Berührung gebracht und ein Lichtbogen gebildet, in welchem der Metallkörper schmilzt. Der Schmelzprozess muss solange fortgesetzt werden, bis eine   vollkommene   Vereinigung des Metalles mit dem härtenden Stoffe erfolgt ist. 



      Handelt es'sich dabei um   Stoffe, die im elektrischen Lichtbogen leicht verdampfen, 80 wird zweckmässig ein   Überschuss des betreffenden Stosses   verwendet, um   den Verdampfungsverlust   zu ersetzen. 



   Das Einverleiben des Siliciums in die Masse des Tantalmetalles kann beispielsweise derart erfolgen, dass Silicium in fein verteiltem Zustand dem Tantal vor dem Schmelzen zugesetzt wird. 



  Das   Schmelzen   erfolgt in der beieits beschriebenen Weise im elektrischen   Vakuumlichtbogen-   ofen zwischen Tantalelektroden. Bei einem Zusatz von   1% Silicium   erhält man einen noch duktilen und   teilbaren Regulus, der bereits wesentlich härter   ist als reines Tantal. Bei einem Zusatz von 
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 wert   beeinflusst   wird. Erhöht man den   Siliciumgehalt   weiter bis auf etwa 5%, so erzielt man keine nennenswerte Steigerung der Härte mehr, wohl aber eine Verminderung der   Duktilität.   



     Fm eine möglichst   gleichmässige Härtung mit Sauerstoff zu erzielen, wird am besten derart verfahren, dass man ein stark oxydhaltiges Tantalmetall mit dem zu härtenden Tantalmetall vermengt. Dies ermöglicht eine viel genauere Bemessung des Sauerstoffgehaltes, als wenn man den Sauerstoff unmittelbar auf das erhitzte Metall wirken lässt, wie unter lb angegeben. Man verfahrt dann am besten so, dass man das sauerstoffhaltige Tantalmetall zunächst auf seinen   Gehalt   an härtendem Sauerstoff prüft,   indem man es   in verschiedenen Mengen einer Probe von reinem Tantalmetall zusetzt und dann nach dem Schmelzen die Härte des so behandelten Tantalmetalles und seine sonstigen Eigenschaften ermittelt.

   Hat man einmal die härtende Kraft eines bestimmten Materials festgestellt, so kann man ohne weitere Proben jede gewünschte Härtung   erzielen. So wurde beispielsweise   für ein als   Härtemittel   in Aussicht genommenenes Material,   welches aus stark sauerstoffhältigem Tantalmetall bestand, folgendes festgestellt:  
Setzte man von diesem Härtemittel 1% dem reinen Tantalmetall zu, so ergab sich eine deutliche Härtung, aber gleichzeitig eine Erhöhung der Sprödigkeit. Verdoppelte man den Zusatz, 
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 verarbeitbar waren und geringe Sprödigkeit besassen. Bei 10% Zusatz war das Material so hart, dass es überhaupt nicht mehr bearbeitet werden konnte. Das Material war indessen auch in diesem Zustand nur wenig spröde. 



   Da das Tantal die Eigenschaft hat, wenn es auf Rotglut erhitzt und dann geschmiedet wird, einen höheren Härtegrad anzunehmen, so   kann   jedes der vorhin angegebenen auf dem Zusatz geringer Mengen bestimmter Stoffe beruhenden Verfahren vorteilhaft mit den   Massnahmen   des Erhitzens und Schmiedens kombiniert werden. 



   PATENT-ANSPRÜCHE : 
1. Eine   Durchführungsart   des im Stammpatent Nr. 31968 beschriebenen Verfahrens zum Härten von Tantalmetall, wobei die Oberfläche des fertigen Metallstückes unter Erhitzen mit den in dasselbe   einzuführenden Stoffen   in Berührung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass   die Erhitzung bis auf Rotglut stattnndet.   



   2. Eine   Durchführungsart   des Verfahrens zum Härten von Tantalmetall nach Patent   Nr.   31968, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Tantalmetall   einzuverleibenden härtenden  
Stoffe   dem genannten   Metall in seiner ganzen Masse   zugefügt bezw. durch einen Schmctzprozess   mit dem Tantal zu einer   homogenen   Masse vereinigt werden. 

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Claims (1)

1. 3. Bei dem Härten von weichem Tantalmetall nach dem Verfahren gemäss Patent Nr. 31968 das Erhitzen des Tantals auf Rotglut mit nachfolgendem Schmieden desselben, zum Zwecke der Erziplung eines höheren Härtegrades. **WARNUNG** Ende CLMS Feld Kannt Anfang DESC uberlappen**.