CH172424A - Gegenstand aus Eisen-Nickel-Legierung mit sehr kleinem Wärmeausdehnungskoeffizienten und Verfahren zu seiner Herstellung. - Google Patents

Description

  Gegenstand aus     Eisen-Niekel-Legierung    mit sehr kleinem       Wärmeausdehnungskoeffizienten    und Verfahren zu seiner Herstellung.    Es sind erschmolzene     Eisen-Nickel-Legie-          rungen    mit etwa     36"/o    Nickel bekannt, die  einen sehr kleinen     Wärmeausdehnungskoeffi-          zienten    bei Raumtemperatur besitzen. Diese  Legierungen werden für präzisionsmecha  nische Zwecke verwendet, bei denen eine  Unveränderlichkeit der Länge auch bei Tem  peraturschwankungen erwünscht ist.

   Die Le  gierungen sind für diese Zwecke umso besser  geeignet, je näher ihr Ausdehnungskoeffizient  dem Werte Null ist, und je grösser der Tem  peraturbereich ist, in dem der kleine     Ausdeh-          riungskoeffizierit    erhalten bleibt.  



  Die Erfindung     betrifft    nun einen Gegen  stand aus einer gesinterten     Eisen-Nickel-          Legierung    mit sehr     kleinem    positiven oder  sogar negativen     Wärineausdehnungskoeffizien-          ten,        die        aus        34-39        %        Nickel        urid        61-66        %     Eisen besteht, und die durch Sintern eines  Gemisches von Eisen- und     Nickelmetall-          pulver    hergestellt ist,

   das durch Zersetzung    der     betreffenden        Karbonylverbindungen    ge  wonnen worden ist.  



  Es hat sich nämlich überraschenderweise  gezeigt, dass sich diese gesinterten Legierun  gen hinsichtlich ihres Ausdehnungskoeffizien  ten günstiger verhalten als die erschmolze  nen Legierungen von gleicher Zusammen  setzung. Der mit den gesinterten Legie  rungen erzielte Fortschritt geht aus der  Zeichnung deutlich hervor.  



  Die gestrichelten Kurven<B>Al,</B>     A2    und     .As     zeigen die Längenänderungen (in Millimeter  pro Meter) beim Erwärmen und Abkühlen  einer erschmolzenen, handelsüblichen     Eisen-          Nickel-Legierung        mit        36        %        Nickel,        und        zwar     die Kurve     Ai    für die geglühte Legierung,  die Kurven     A2    für die kalt verformte und  bei<B>100</B> C angelassene Legierung und die  Kurven     As    für die kalt verformte Legierung.

    Die Pfeile geben die Richtung des     Tempera-          turverlaufes    an. Die Kurven     Bi,        Bz    und     Bs         zeigen die Längenänderungen     beim    Erwärmen  und Abkühlen     einer    gesinterten, aus den       Metallkarbonylen    gewonnenen Legierung       mit        ebenfalls        36%        Nickel.        Die        Kurve        Bi     gilt für die geglühte Legierung,

       B2    für die  kalt verformte und bei<B>3000</B> C angelassene  und     Bs    für die kalt verformte Legierung. Nach  allen drei Behandlungsarten zeigen die ge  sinterten Legierungen einen wesentlich kleine  ren Ausdehnungskoeffizienten als die ent  sprechenden erschmolzenen Legierungen. Ob  wohl der kaltverformte Zustand bezüglich  der Ausdehnung der günstigste ist, sind die  kaltverformten Legierungen ohne nachfolgende       Wärmebehandlung    für Präzisionszwecke nicht  verwendbar, weil sie sich in einem unsta  bilen Zustand befinden. Einerseits ändert  sich nämlich die Länge bei gleichbleibender  Temperatur mit der Zeit, anderseits decken  sich die Verlängerungen für Erwärmung und  Abkühlung nicht. Es ist daher üblich, die  Legierungen nach der Kaltverformung anzu  lassen.

   Dabei geht die Wirkung der Kalt  verformung teilweise wieder verloren, und  zwar umso mehr, je höher die     Anlasstempe-          ratur    gewählt wird. Die für die Gegenstände  nach der Erfindung verwendeten gesinterten  Legierungen zeigen nun überraschenderweise  die günstige Eigenschaft, dass die Anlass  temperatur viel höher gewählt werden kann  als beiden erschmolzenen Legierungen, und     dass     trotzdem der Ausdehnungskoeffizient in einem  ungewöhnlich grossen Temperaturbereich noch  schwach negativ bleibt. In dem gleichen  Temperaturbereich besitzt die erschmolzene  Legierung schon wieder einen positiven Aus  dehnungskoeffizienten, ohne dass sie durch  das Anlassen bei 1000 C schon völlig stabil  geworden wäre.

   Bei der gesinterten Legie  rung kann die Stabilisierung durch die An  wendung einer höheren     Anlasstemperatur    be  schleunigt werden und daher vollständiger  verlaufen.  



  Zur Erläuterung der Erfindung soll nach  stehend die Herstellung einer beispielsweise  für Pendel von Präzisionsuhren verwendbaren  Stange aus     Eisen-Nickel-Legierung    beschrie  ben werden.    Aus einer     Mischung    von Eisen- und       Nickelbarbonyldampf    wird in bekannter Weise  ein     Metallpulver    ausgefällt, das etwa 360o  Nickel enthält. Das Pulver wird in eine aus  hitzebeständigem Blech bestehende Form ge  füllt und etwa 4 Stunden bei etwa 1200 0 C  zu einem Block gesintert, der möglichst wenig       Kohlenstoff,    Mangan, Silizium und sonstige  Verunreinigungen enthält.

   Der so hergestellte  Block wird zu einer Stange     ausgeschmiedet     und nach dem Erkalten, gegebenenfalls mit       Zwischenglühungen,    auf den gewünschten  Durchmesser gezogen. Die     Querschnittsab=          nahme    nach der letzten     Glühung    beträgt       zweckmässig        mehr        als        10%.        D:e        gezogene     Stange ist nach mehrstündiger Erwärmung  auf<B>3000</B> C mit nachfolgender ganz lang  samer Abkühlung verwendungsfertig und  zeigt bei Temperaturschwankungen praktisch  keine Längenänderungen.

   Statt die     Eisen-          Nickelpulvermischung    direkt mit dem ge  wünschten Nickelgehalt aus dem     Karbonyl-          da.mpfgemisch    auszufällen, kann man nach  dieser Arbeitsweise Pulvergemische mit ver  schiedenen Nickelgehalten herstellen und  diese dann mechanisch in einem solchen Ver  hältnis mengen, dass die Endmischung den  gewünschten Nickelgehalt aufweist.     Dran    kann  aber auch von reinem Eisen- und Nickel  pulver ausgehen.

   Besonders im letzteren Falle  ist eine ausserordentlich sorgfältige mecha  nische     Durchmischung    und ausserdem eine  längere     Homogenisierungsglühung    bei hoher  Temperatur zur Erzielung einer homogenen  Legierung erforderlich.  



  Das Anlassen der Legierungen nach der  Kaltverformung kann bei Temperaturen zwi  schen 50 und 500 0 C, zweckmässig bei etwa  <B>3000</B> C, erfolgen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRüCHE I. Gegenstand aus Eisen-Nickel-Legierung mit sehr kleinem Wärmeausdehnungs- koeffizieuten, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer gesinterten Eisen-Nickel- Legierung mit 34--391>/o Nickel und 61-66 % Eisen besteht,

   die durch Sintern eines Gemisches von Eisen- und Nickel- metallpulver hergestellt worden ist, das durch Zersetzung der betreffenden Karbo- nylverbindungen gewonnen worden ist.

   II. Verfahren zur Herstellung von Gegenstän den nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass ein nach Zersetzung von Eisen- und Nickel-Karbonyl erhaltenes Metallpulvergemisch mit 34-39'/ü Nickel und 61--66 % Eisen gesintert, die ge- sinterte Legierung verformt wird, wobei sie nach der letzten,

   irrr Verlauf der Ver arbeitung zu Gegenständen erforderlichen Glühung einer über 10"/o Q,uerschnitts- veränderung bewirkenden Kaltverformung unterworfen wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstände nach der Kaltverformung bei Temperaturen zwi schen 50 und 500 0 C angelassen werden. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass das Eisen Nickel-Metallpulvergemisch durch gemein same Zersetzung der irn entsprechenden Verhältnis gemischten dampfförmigen Me- tallkarbonyle gewonnen wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere durch Zer setzung von Eisen- und Nickelkarbonyl erhaltene Pulvergemische mit verschiedenen Nickelgehalten in einem solchen Verhält nis mechanisch vermengt werden, dass das Endgerniscb einen Nickelgehalt von 34-39% aufweist.