CH202003A - Verfahren zur Herstellung von Formkörpern. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von Formkörpern.    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur       Iierstellung    von Formkörpern, die aus min  destens zwei Stoffen voneinander verschiede  nen Schmelzpunktes bestehen.  



  Gemäss der Erfindung wird ein pulver  förmiges Gemisch der Stoffe hergestellt, das  Gemisch gepresst und auf eine Temperatur  unterhalb der Schmelztemperatur des an  wesenden     niedrigst    schmelzenden Stoffes er  hitzt, worauf eine mechanische Verdichtung  durch Pressen des Gemisches durch     einen          Durehlass    unter derart erhöhtem Druck bei  Temperaturen, die unter der Schmelztempe  ratur des     niedrigst    schmelzenden Stoffes lie  gen, erfolgt, dass die Fliessgrenze mindestens  eines niedrig schmelzenden Stoffes erreicht  wird.

   Der in der ersten Stufe aufgewendete  Druck ist wesentlich niedriger als derjenige,  der in der zweiten Stufe angewendet wird,  welch letzterer zum Beispiel 100 bis 200%,       und    auch viel mehr höher     ss.ein    kann als der  in der erste. Stufe angewandte     Druck.       Beispielsweise wird     folgendermassen    ver  fahren.  



       Mindestens    ein höher schmelzendes Me  tall, beispielsweise Wolfram     Molybdän,          Tantal,    wird in zerkleinertem Zustand mit  mindestens einem niedriger     schmelzenden     Metall, beispielsweise Silber,     Vanadium,     Gold,     Aluminium,    Platin, Blei, Zinn, Zink,       Eisen,    Kobalt, Nickel, Chrom, Titan oder       Kupfer,    im gewählten Verhältnis gemischt.  Beispielsweise mag der Silbergehalt 4 bis 6  oder der Kupfergehalt 6 bis 20% betragen.

    Die Metallpulver werden während mehrerer       Stunden        innig    gemischt, beispielsweise in  Kugelmühlen, und das erhaltene Gemenge  wird in irgendeine Form gepresst, welche für  die spätere     Weiterbehandlung    geeignet ist,  aber nicht die     endgültige    Form darstellt. Die  Erhitzung des Gemisches auf eine Tempera  tur unterhalb der Schmelztemperatur des an  wesenden     niedrigst    schmelzenden Stoffes  kann nach oder während des Pressens- er  folgen.

   Hierbei kann,     muss    aber nicht, das      Gemisch     vorgesintert    werden, indem     zii-          mindest    der     niedrigst    schmelzende Bestand  teil bis nahe an seinen Schmelzpunkt erhitzt  wird, ohne aber zu schmelzen. Dieser       niedrigst    schmelzende Bestandteil mag also  in einen plastischen oder     teigartigen    Zustand  übergeführt werden. Würde man das so be  handelte Gemisch     abkühlen    lassen. so     würde     ein mehr oder minder lose     gefritteter,    oder       vorgesinterter.    regelmässig poröser Körper er  halten werden.  



  Gemäss einer vorzugsweisen Ausfüh  rungsform der Erfindung lässt     rnan    aber das  so behandelte Gemisch regelmässig nicht erst  abkühlen, sondern benutzt die zu seiner Ver  dichtung aufgewandte     ZVärme    bei der nach  folgenden Behandlung.

   Diese letztere kann  darin bestehen, dass das verdichtete Gemisch  durch Pressen des Gemisches durch einen       Durchlass    ausserordentlich kräftig verformt  und zusätzlich so zweit verdichtet wird, dass  der erhaltene Körper     praktisch    porenfrei und  damit ausserordentlich     widerstandsfähig    ge  gen Angriff der     Atmosphärilien    wird, hohe  mechanische Festigkeit und, falls es darauf  ankommt, elektrische und thermische Leit  fähigkeit besitzt.  



  Das Pressen des     Gemisches    durch     einen          Dumhlass    zwecks ausserordentlicher     Verfor-          rrung    wird nach einer     bevorzugten    Ausfüh  rung der Erfindung dadurch erzeugt, dass       man    das     vorgesinterte    oder lose     gefrittete     Gemisch durch Düsen hindurch beispiels  weise in Stahlmatrizen     einpresst,    welch letz  tere dem aufgenommenen Gemisch die ge  wünschte Endform erteilen.

   Das Pressen  durch die Düsen erfolgt jedenfalls mit ausser  ordentlich hohem Druck, der in solchem  Masse auf den vorzugsweise noch     rotglühen-          den    Körper ausgeübt wird,     dass    die Fliess  grenze mindestens eines niedrig schmelzen  den Stoffes mit Sicherheit erreicht     wird.     



  Beispielsweise kann ein Gemisch     aus     Wolfram und     Kupfer        ,gewählt    werden,     dis     bei etwa 800 bis 91111"     C        vorbehandelt    wird.  mit dem Erfolg,     da.ss    ein Fritten oder     Vor-          sintern    erfolgt,     \worauf    der glühende Körper  durch. Stahldüsen     unter    sehr hohem Druck         hindurchgepresst    und in der Form von Stäben  erhalten wird, deren Querschnitt demjenigen  der Düsen entspricht.

   Das durch die Düsen       hindurchgepresste    Gemisch kann aber auch       durch    eine Form aufgenommen werden, in  welcher der durch die Düsen gepresste und  noch heisse, formbare Strang in die     ge-          Zviinsclite    Gestalt umgeformt wird. zweck  müssig unter Ausübung eines hohen     Druckes.     Ebenso kann aber auch der gepresste Strang  vor dein Erkalten     bezw.    Erstarren beliebig       abgeteilt    werden, so dass man     beispielsweise     Platten mit parallelen, oder zueinander ge  neigten.     ebenen    oder beliebig sonst gestal  teten Stirnflächen erhält.

   je nach der Form       cles        Werkzeuges,    das zum Abteilen des       Stranges        verwendet    wird.  



  Bei dem erwähnten Gemisch können     beim     Pressen durch einen     Durchlass        beispielsweise     Drücke zwischen<B>5000</B> bis 15000 kg je  Quadratzentimeter verwendet werden. Bei  geringeren Mengen Wolframs im Gemisch,       etwa.        80'(,    lind darunter, wird ein Druck von  etwa 50(I() kg ausreichen. während bei grösse  ren Mengen Wolframs der Druck     zii    stei  gern ist.  



  Die Temperatur, bei welcher das Pressen  erfolgt, muss, wie früher erwähnt, unterhalb  des Schmelzpunktes des     niedrigst        schmelzen-          den    Stoffes liegen, da sonst. das Gemisch     zii     geringen innern     Reihungswiderstand    hätte  und zu leicht durch die     Pressdüsen    fliessen  würde, wodurch die     gewünschte    Ausübung  ausserordentlichen Verdichtungsdruckes in  der     Tliise    unmöglich     gemacht    würde.

   Ander  seits darf die     Temperatur        nicht.    zu niedrig  sein, da sonst die     aufzuwendenden    Drücke  für praktische     Durchführung    unwirtschaft  lich werden. um das Fliessen des Gemisches       zii    erreichen, also einen niedrig schmelzenden  Stoff in einen Zustand plastischer     Bildsain-          keit        zii    bringen.     Trn    allgemeinen wird     darum     die     Temperatur    in der     Strangpresse    auf einer  Höhe gehalten.

   die Hochsinter- oder niedri  gerer     Temperatur    entspricht und nur     etwa     10 his     30?;    unterhalb jener Temperatur in       Celsiusgraden    liegt, bei welcher der     an-          wesende        niedrigst    schmelzende Stoff für sich      allein unter sonst gleichen Verhältnissen  schmelzen würde.  



  Die Verdichtung des Gemisches in der  zweiten Stufe wird zweckmässig so vorge  nommen, dass das Gemisch in heissem Zu  stande durch eine Düse gepresst wird und die  Temperatur des Gemisches bei Durchgang  durch die Presse durch den aufgewandten  hohen Druck so weit erhöht     wird,    dass der       niedrigst    schmelzende Stoff bildsam wird.  Das Gemisch kann auch durch zugeführte  Wärme auf eine solche Temperatur gebracht  oder durch die im Gemisch von der ersten  Stufe her vorhandene Wärme auf einer sol  chen Temperatur gehalten werden, bei wel  cher der     niedrigst    schmelzende Stoff bildsam  ist.  



  Besonders gute Resultate werden erreicht,  wenn der     vorgesinterte    Rohkörper     (gefrit-          tetes    Metallgemisch) ungefähr doppelten bis  dreifachen Durchmesser des aus den Düsen  austretenden Endkörpers aufweist.  



  Dadurch, dass die Fliessgrenze     mindestens     eines niedrig schmelzenden Stoffes erreicht  wird, wird der höher schmelzende Stoff voll  kommen von dem niedriger schmelzenden  umhüllt und ein gleichmässig dichter, poren  freier Körper erhalten, der frei von     Lunkern     und Gaseinschlüssen und somit ausserordent  lich homogen ist.  



  Falls bei den gewählten Behandlungs  temperaturen unerwünschte Oxydationen ein  treten könnten, kann die betreffende     Verfah-          renGstufe        des        Vorsinterns        oder/und        Pressens     durch einen     Durchlass    im Vakuum oder in  verdünnter und/oder reduzierender oder in       inerter    Atmosphäre stattfinden. Jede andere  geeignete Massnahme ist selbstverständlich  anwendbar.  



  Der erhaltene Körper kann selbstver  ständlich einer thermischen und/oder mecha  nischen     Nachbehandlung    unterworfen wer  den. Eine thermische Nachbehandlung mag  beispielsweise im Ausglühen (Weichglühen)  bei Temperaturen bestehen, die um     etwa    50  bis 40%     unterhalb    der Schmelztemperatur  in     Celsiusgraden    des     niedrigst    schmelzenden,    im Körper anwesenden Stoffes     liegt.    Die  thermische Nachbehandlung kann aber auch  ein     Härten    oder sonstige Strukturänderung  bezwecken.

   Die mechanische Nachbehand  lung kann in einem Hämmern, Walzen,  Schmieden, Stauchen, Drehen oder Bohren  bestehen, wodurch     Platten,    Bleche oder son  stige Formstücke erhalten werden können.  Im übrigen muss der die     Strangpresse    ver  lassende Körper durchaus nicht einen Voll  körper darstellen, sondern kann auch ein  Hohlkörper sein, wie beispielsweise ein Rohr,  indem in den     Durchlass    (Düse) der Presse ein  Kern geeigneter Gestalt gehalten wird.  



  Im übrigen ist die Erfindung auf jedes  Stoffgemisch     anwendbar,    das aus     mindestens     zwei Metallen besteht, die verschiedenen  Schmelzpunkt besitzen, so weit oder nahe  auch die Schmelzpunkte voneinander liegen  mögen. So kann die Erfindung beispielsweise  auf Gemische von Silber-Kupfer,     Nickel-          Eisen,        Nickel-Kobalt-Eisen,        Nickel-Eisen-          Molybdän        angewandt    werden.  



  Es ist aber auch nicht nötig, dass die  höher schmelzende Komponente ein Metall  darstellt, sondern sie kann auch ein     Metalloid     sein. So kann die Erfindung auf Mischungen  von Messing-Kohle,     Kupfer-Graphit,        Eisen-          Graphit,        Stahl-Graphit        Anwendung    finden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Form körpern, die aus mindestens zwei Stoffen voneinander verschiedenen Schmelzpunktes bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass man ein pulverförmiges Gemisch der Stoffe her stellt, das Gemisch presst und auf eine Tem peratur unterhalb der Schmelztemperatur des anwesenden niedrigst schmelzenden Stof fes erhitzt, worauf eine mechanische Ver dichtung durch Pressen des Gemisches durch einen Durchlass unter derart erhöhtem Druck bei Temperaturen, die unter der Schmelz- temperatur des niedrigst schmelzenden Stof fes liegen, erfolgt,

   dass die Fliessgrenze min destens eines niedrig schmelzenden Stoffes erreicht wird, UNTERANSPRüCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Pressen des Gemisches durch einen Durchlass bei Hochsintertemperatur erfolgt. ?. Verfahren nach Patentanspruch, dadnrcli gekennzeichnet, dass das Pressen des Ge misches durch einen Durchlass unterhalb Hochsintertemperatur erfolgt. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gemisch aus mindestens einem Metall, das über 2000' C schmilzt, und mindestens einem Metall, welches unterhalb<B>2000'</B> C schmilzt, herstellt. 4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gemisch aus mindestens einem Metall, das unter halb<B>92000'</B> C schmilzt, und mindestens einem Metalloid, das über<B>'2000'</B> C schmilzt, herstellt. 5. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der in der zweiten Stufe angewandte Druck zwei bis dreimal höher ist als der in der er sten Stufe angewandte Druck. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da.ss der in der zweiten Stufe angewandte Druck mehrmals höher ist als der in der ersten Stufe ange wandte. 7. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in der zweiten Stufe um 10 bis 30 %O unter halb der Schmelztemperatur in Celsius graden des anwesenden niedrigst schmel zenden Stoffes liegt. B. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Behand lungsstufen in verdünnter Atmosphäre stattfindet. 9.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Behand- lungsstufen in reduzierender Atmosphäre stattfindet. 10. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Behand- lungsstufen in verdünnter und reduzie render Atmosphäre stattfindet. 11. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Behand lungsstufen in inerter Atmosphäre statt findet.

   12. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass beide Behandlungs- aiufen in verdünnter Amosphäre statt finden. 13. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass beide Behandlungs stufen in reduzierender Atmosphäre stattfinden. 14. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass beide Behandlungs stufen in verdünnter und reduzierender Atmosphäre stattfinden. 15. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass beide Behandlungs stufen in inerter Atmosphäre stattfinden. 16.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung in der zweiten Stufe durch Pressen des heissen Gemisches durch eine Düse einer Presse erfolgt, und die Temperatur des Gemisches bei Durchgang durch die Pressen durch den aufgewandten hohen Druck so weit erhöht wird, da.ss der niedrigst schmelzende Stoff bildsam wird. 17.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch bei dei Verdichtung in der zweiten Stufe durch zugeführte Wärme auf eine Temperatur gebracht wird, bei welcher der niedrigst schmelzende Stoff bildsam ist. 18. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch bei der Verdichtung in der zweiten Stufe durch die in ihm noch von der ersten Stufe her vorhandene Wärme auf einer Tempera tur gehalten wird, bei welcher der nied- rigst schmelzende Stoff bildsam ist. 19.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der den Durchlass verlassende Strang Reitergeformt wird. 20. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der den Durchlass verlassende Strang unterteilt wird. 21. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der den Durchlass verlassende Strang in Pressformen weiter behandelt wird. 22. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der verdichtete Kör per einer thermischen Nachbehandlung unterworfen wird. 23.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der verdichtete Kör per einer mechanischen Nachbehandlung unterworfen wird. 24. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der verdichtete Kör per einer thermischen und mechanischen Nachbehandlung unterworfen wird.