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OPROCEDE DE PREPARATION DE CORPS FA001J1TES MéTALLIQUES".
La présente invention concerne la préparation d'une matière première métallique de propriétés particulièrement pré- cieuses et surprenantes.Il est déjà connu de préparer des matiè- res premières de l'espèce par le fait,qu'on mélange de l'éponge de fer ou fer spongieux pulvérulente avec d'autres métaux,qu'on en forme ensuite, par compression,des corps façonnés et qu'on soumet ces derniers à un façonnage ultérieur à la presse de fi-
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lage, ou boudineuse, à des températures de 700 à I300 C.Cepen- dant,pour modifier de cette manière notablement les propriétés du métal de base,c'est à dire du fer,il est nécessaire,de prévoir
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des quantités relativement grandes de métaux/additionnels.
Or,la présente invention montre un chemin qui offre,sous ce rapport également,des avantages essentiels.L'invention consiste en ce que du fer finement divisé est avantageusement bien mélangé avec des composés oxygénés que les mélanges obtenus sont comprimés et agglutinés par chauffage dans une atmosphère réductrice, et qu'ils sont finalement soumis à un traitement ultérieur dans une presse de filage, ou boudineuse, à des températures supérieures à 200 C, avantageusement entre 300 et 700 C D'autre part l'invention n'est nullement restreinte %/L'emploi de fer pur.On peut employer, avec un avantage semblable, aussi des alliages de fer, comme par exemple les aciers,la fonte, ou aussi des alliages de fer qui contiennent encore d'autres métaux à l'état allié,
comme par exemple du nickel,du chrome,du molybdène,du cobalt, et analogues. Des poudres du fer, ou de ses alliages,obtenues des manières les plus différentes conviennent pour l'exécution du présent procédé. Ainsi entrent en ligne de compte, du fer carbonylé,des poudres de fer obtenues par la réduction de composés oxygénés, ou oxydés, ou d'oxydes de fer. On peut utiliser aussi du fer ou des composés de fer portés par un traitement mécanique,comme le limage,le rapage, ou analogue, à une femme finement divisée. Ensuite,entrent en ligne de compte des poudres de fer obtenables,par la pulvérisation de fer fondu, ou de ses alliages fondus.
En qualité de métaux additionnels entrent/en ligne de compte:lescomposés oxygénés, ou oxydés ou d'oxydes de nickel, de cobalt, de vanadium,de tungstène. Suivant l'invention on obtient des effets particulier en choisissant. comme matières additionnelles,des composés oxygénés ou oxydés ou d'oxydes des métaux qui sont plus mous que le fer, ou que l'alliage correspondant du fer, comme le cuivre, l'étain, le bismuth et avant tout le plomb. Ces composés métalliques peuvent dans ce cas être employés séparément ou en mélanges entre eux. Comme composés oxygénés ou oxydés, ou d'oxydes ,entrent en ligne de
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compte: les nitrates,les formiates,les carbonates,les hydroxydes et avant tout les oxydes.
Le mélange de la poudre de fer avec les additions oxygénées ou oxydées, ou d'oxydes,peut être réalisé de la manière connue en soi..Généralement,il suffit d'ajouter les oxydes à un état finement divisé à la poudre de fer et de bien mélanger le tout,par exemple dans un tambour mélangeur, ou analogue.
Les mélanges ainsi obtenus sont ensuite comprimés ou traités à la presse et subséquemment chauffés dans une atmosphère réductrice* De ce fa.it,les oxydes métalliques additionnels sont également réduitsen métaux et en même temps il se produit ,par agglutination,une solidification ou consolidation de la masse métallique. Les températures à appliquer dans ce cas peuvent être choisies à volonté. Généralement on peut même régler la température à un degré beaucoup plus élevé que le point de fusion de la composante fondant le plus facilement.
Finalement les compositions métalliques ainsi obtenues sont soumises suivant l'invention à un traitement ultérieur à chaud dans une presse de filage, ou boudineuse.;
Par le nouveau procédé on obtient une série de changements précieux et surprenant des propriétés et aussi d'avantages pendant le traitement même. Ainsi ,1orsqu'on mélange bien par exemple de-la poudre de fer avec environ 2-5 % de litharge,qu'on comprime ensuite le mélange 4 la presse ou qu'on le réduit enfin à une température de 700-800 C avec de l'hydrogène, on obtient un corps métallique qui peut être traité dans la presse de filage, ou boudineuse, déjà à des températures de 400-450 C.
Le métal ainsi obtenu possède sous plusieurs rapports une ressemblance frappante avec le cuivre.Il peut être laminé, ou malléé,aussi souvent que l'on veut(par exemple à environ 4000G). De plus,on a constaté,que cette composition métallique peut être traitée aussi encore à des températures qui sont considérablement plus élevées que le point de fusion du plomb,c'est à dire donc par exemple à des 'températures de 600-700 0,sans que les propriétés
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particulières de la composition métallique soient notablement a ltérées. De plus,la composition métallique peut être martelée, tournée et coupée exactement comme le cu ivre. D'autre part ces corps peuvent encore être tremoés,
par exemple par cémentation au carbone.Il suffit à cet effet de traiter les nouveaux corps au moyen d'un bain de sel en fusion à base de cyanogène. Aussi sous d'autres rapports ce métal se laisse traiter avec une fa- cilité similaire au cuivre, c'est dire ,on peut facilement le courber et le plier, l'estamper, l'écrouir, l'écraser, de plus le souder et analogue. Les nouvelles compositionsprésentent un avantage ultérieur considérable aussi en ce sens, qu'ils n'ont aucune tendcnce à se rouiller.
Tous ces avantages sont obtenus déjà. avec de très faibles quantités d'oxyde de plomb.Ainsi, on peut maintenir la teneur en oxyde de plomb,respectivement la teneur en d'autres oxydes métalliques,généralement en dessous de 30% par rapport au fer, mais on obtient des résultats extraordinairement bons aussi avec des teneurs essentiellement moindres,ainsi par exemple de 10% dt moins.
Les propriétés décrites plus haut et ressemblant à celles du cuivre,peuvent être obtenues par exemple déjà avec des quantités d'oxyde de plomb d'environ 2-5%.
De plus, la réduction pendant le processus j'agglutination, décrite plus haut,peut être réalisée d'une manière connue en soi par de l'oxyde de carbone,de l'ammoniaque et avant tout par l'hydrogène,ou par des mélanges de gaz contenant de l'hydrogène.
Pour autant que dans oeh cas,une teneur des gaz en carbone agit d'une manière gênante,on peut parfois procéder aussi de manière, qu'on commence la réduction d'abord avec de la matière à teneur de carbone,cornue par exemple l'oxyde de carbone, et qu'on exécute seulement le traitement final avec de l'hydrogène pur. De cette manière la carburation initiale du fer par la première réduction l'oxyde de carbone est annulée, ou rétrogradée,par le traitement final à l'hydrogène. In traitement au moins partiel à l'hydrogène est en tout cas recommandable,parce que cet agent réducteur possède en outre un pouvoir de pénétration particulièrement bon.
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La dureté des objets obtenus à la presse de filage peut être abaissée par un recuit subséquent ; par exemple,si l'on a obtenu à la presse de filage une barre de fer avec une teneur de,par exemple,3% de plomb,qui possède après sa fabrication une dureté d'environ 120 Brinell,on peut abaisser sa dureté à 83 Brinell, respectivement 73 Brinell,respectivement 65 Brinell,par un re- cuit à différentes températures,par exemple à 800 ,1000 ,1200 C dans l'hydrogène. Mais si la .barre de fer à teneur de plomb est destinée à être traitée ensuite pour fournir des produits qui doivent ,être tempés,on peut naturellement se passer du recuit.
S'il est nécessaire de procéder avant la trempe encore à un façonnage mécanique par exemple par pliage,écrouissage ou écrasement,etc, il est utile d'appliquer un recuit intermédiaire.'Tout le travail de façonnage appliqué au fer à teneur de plomb peut se faire d'une manière semblable,parce que la matière première se distingue par une ductilité et une souplesse extraordinaires.
Outre les destinations susmentionnées,les nouvelles pompo- sitions métalliques conviennent encore pour de nombreuses autres destinations.,dans lesquelles il s'agit d'obtenir des matières premièresfacilement ouvrablesou de régler un degré de mollesse déterminé. Ainsi,on peut fabriquer avec les nouvelles matières premières des plaques,des barres ou tiges profilées,des rails glis-, sières ,des coussinets et paliers,des joints d'étanchéité, des tubes et autres pièces par fabrication à la presse,par courbage ou pliage,par fabrication de tubes à la presse,ou par laminage,et analogues.
Pour autant que l'on choisit une teneur supérieure en métaux additionnels plus mous,comme par exemple le cuivre, ou le plomb,on obtient des corps qui s'approchent, au - point revue de leur mollesse, du plomb normal, ^ou aussi de l'étaih et conviennent' par conséquent à la production d'objets d'art, de tuyaux.d'orgues, ou aussi d'appareils chimiques.En casde faibles additions,par exemple de plomb,on obtient des compositions métalliques relativement dures,qui peuvent être utilisées dans beaucoup de cas au lieu de plomb 'durci.
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OPROCEDE FOR PREPARATION OF METAL BODIES FA001J1TES ".
The present invention relates to the preparation of a metallic raw material with particularly valuable and surprising properties. It is already known to prepare raw materials of the species by mixing iron sponge or pulverulent spongy iron with other metals, which are then formed by compression into shaped bodies and subjected to the latter for further shaping in the film press.
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lage, or extruder, at temperatures of 700 to I300 C. However, to modify in this way notably the properties of the base metal, that is to say of iron, it is necessary to provide
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relatively large amounts of / additional metals.
However, the present invention shows a path which offers, in this respect also, essential advantages. The invention consists in that finely divided iron is advantageously well mixed with oxygenated compounds which the mixtures obtained are compressed and agglutinated by heating in a reducing atmosphere, and that they are finally subjected to a subsequent treatment in a spinning press, or extruder, at temperatures above 200 ° C., advantageously between 300 and 700 ° C. On the other hand, the invention is in no way restricted % / The use of pure iron. One can use, with a similar advantage, also iron alloys, such as for example steels, cast iron, or also iron alloys which also contain other metals in the ally,
such as, for example, nickel, chromium, molybdenum, cobalt, and the like. Powders of iron, or its alloys, obtained in the most different ways are suitable for carrying out the present process. Thus, carbonyl iron, iron powders obtained by the reduction of oxygenated or oxidized compounds or iron oxides are taken into account. It is also possible to use iron or iron compounds worn by mechanical processing, such as filing, grating, or the like, on a finely divided woman. Next, iron powders obtainable by spraying molten iron or its molten alloys are taken into account.
As additional metals are / are taken into account: oxygenated or oxidized compounds or oxides of nickel, cobalt, vanadium, tungsten. According to the invention, particular effects are obtained by choosing. as additional materials, oxygenates or oxides or oxides of metals which are softer than iron, or the corresponding alloy of iron, such as copper, tin, bismuth and above all lead. These metal compounds can in this case be used separately or as mixtures with one another. As oxygenated or oxidized compounds, or oxides, enter the line of
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account: nitrates, formates, carbonates, hydroxides and above all oxides.
The mixing of the iron powder with the oxygenated or oxidized additions, or oxides, can be carried out in the manner known per se. Usually, it suffices to add the oxides in a finely divided state to the iron powder and to mix everything well, for example in a mixing drum, or the like.
The mixtures thus obtained are then compressed or press-treated and subsequently heated in a reducing atmosphere. In this way, the additional metal oxides are also reduced to metals and at the same time there occurs, by agglutination, a solidification or consolidation of the metal mass. The temperatures to be applied in this case can be chosen at will. Usually the temperature can even be set to a much higher degree than the melting point of the most easily melting component.
Finally, the metal compositions thus obtained are subjected according to the invention to a subsequent hot treatment in a spinning press, or extruder;
By the new process a number of valuable and surprising changes in properties and also advantages are obtained during the actual processing. Thus, when, for example, iron powder is mixed well with about 2-5% litharge, the mixture is then compressed in a press or finally reduced to a temperature of 700-800 C with of hydrogen, a metallic body is obtained which can be processed in the spinning press, or extruder, already at temperatures of 400-450 C.
The resulting metal bears a striking resemblance to copper in several respects and can be rolled, or malleable, as often as desired (e.g. at around 4000G). In addition, it has been found that this metallic composition can also be further processed at temperatures which are considerably higher than the melting point of lead, ie therefore for example at temperatures of 600-700 0, without the properties
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particulars of the metal composition are notably altered. In addition, the metal composition can be hammered, turned and cut just like copper. On the other hand these bodies can still be tremoés,
For example, by carbon cementation, it suffices to treat the new bodies with a molten salt bath based on cyanogen. Also in other respects this metal can be treated with an ease similar to copper, that is to say, it can easily be bent and bent, stamped, work hardened, crushed, moreover welded. and the like. The new compositions have a considerable further advantage also in that they have no tendency to rust.
All these advantages are already obtained. with very small amounts of lead oxide, so we can keep the lead oxide content, respectively the content of other metal oxides, generally below 30% with respect to iron, but extraordinary results are obtained good also with substantially lower contents, for example 10% dt less.
The properties described above and resembling those of copper can be obtained, for example, already with quantities of lead oxide of about 2-5%.
In addition, the reduction during the agglutination process, described above, can be carried out in a manner known per se by carbon monoxide, ammonia and above all by hydrogen, or by mixtures. gas containing hydrogen.
Insofar as in this case a carbon content of the gases acts in a troublesome manner, one can sometimes also proceed in such a way that the reduction is first started with material containing carbon content, for example retort. carbon monoxide, and that only the final treatment is carried out with pure hydrogen. In this way, the initial carburization of iron by the first reduction of carbon monoxide is canceled out, or downgraded, by the final treatment with hydrogen. At least partial treatment with hydrogen is in any case advisable, because this reducing agent also has particularly good penetrating power.
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The hardness of the articles obtained on the spinning press can be lowered by subsequent annealing; for example, if an iron bar with a content of, for example, 3% lead, which has after its manufacture has a hardness of about 120 Brinell, has been obtained in the spinning press, its hardness can be reduced to 83 Brinell, respectively 73 Brinell, respectively 65 Brinell, by annealing at different temperatures, for example at 800, 1000, 1200 C in hydrogen. But if the lead-containing iron bar is intended to be subsequently processed to provide products which must be tempered, annealing can naturally be dispensed with.
If it is necessary to carry out further mechanical shaping before quenching, for example by bending, strain-hardening or crushing, etc., it is useful to apply an intermediate annealing. All shaping work applied to the lead iron may be done in a similar way, because the raw material is distinguished by extraordinary ductility and flexibility.
In addition to the aforementioned destinations, the new metallic pumps are also suitable for many other destinations, in which it is a question of obtaining raw materials which are easily workable or of regulating a determined degree of softness. Thus, with the new raw materials, it is possible to manufacture plates, profiled bars or rods, slide rails, bushings and bearings, seals, tubes and other parts by press manufacturing, by bending. or bending, by press making tubes, or by rolling, and the like.
As long as we choose a higher content of additional, softer metals, such as copper, or lead, we obtain bodies which approach, to the point of review of their softness, normal lead, ^ or also prop and are therefore suitable for the production of works of art, organ pipes, or also chemical apparatus. In the case of small additions, for example of lead, relatively hard metal compositions are obtained , which can be used in many cases instead of hardened lead.
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