CH238545A - Verfahren zur Herstellung von geformten Gegenständen. - Google Patents

Description

  verfahren zur Herstellung von geformten Gegenständen.    Es ist bekannt, dass, man aus sogenann  tem     Karbonyleisen,    das durch Erhitzen von       Fe(CO)E    auf etwa 200-400  C hergestellt  wird, wobei das     Fe(CO)E    in feinverteiltes  Eisenpulver und CO-Gas zerfällt, mannig  faltige Gegenstände durch Erhitzung des  Pulvers in einer Form aus keramischem oder  metallischem Material auf     Sinterungstempe-          ratur,    jedoch ohne wirkliches Schmelzen zu  flüssiger Form, herstellen kann. Die     Sinte-          rungstemperatur    soll hierbei 1000 bis 1200  C  betragen.

   Es ist auch bekannt, dass die     Sin-          terung    in gewissen Fällen erleichtert wird,  falls Sauerstoff und     Kohlenstoff    im Metall  pulver anwesend sind. In dem     Karbonyl-          eisen    kann z. B. 1 bis 2 % sowohl an C als     OZ     vorhanden sein, wodurch die Körner nicht  gehindert werden, zu festen     Gegenständen          zusammenzusintern.            Karbonyleisen    ist aber besonders kost  spielig und lässt sich auch nur schwierig her  stellen, weil hierzu unter anderem hohe  Drücke erforderlich sind.

   Es kann nach der         Erfindung    durch einen wesentlich billigeren  Werkstoff vorteilhaft ersetzt werden, dessen       Anwendung    gleichzeitig die     Sinterung    selbst  fördert.  



  Gegenstand der vorliegenden     Erfindung     ist nun     ein    Verfahren zur Herstellung von  geformten Gegenständen. Erfindungsgemäss  erhitzt man kohlenstoffhaltige Körner aus  einem     Metall    der Eisengruppe ohne zu  sintern unter solchen     Bedingungen,    dass eine  teilweise     Entkohlung        eintritt    und dass man  oberflächlich     mindest    in     geringem    Masse oxy  dierte     Körner    erhält,

   worauf eine     wenigstens          hauptsächlich    aus solchen Körnern bestehende  körnige Masse einer eine     Sinterung    erzeugen  den Erhitzung in eine Form ausgesetzt wird.  Bei der     Sinterung        wird    so gearbeitet, dass in  den Körnern noch     vorhandener    Kohlenstoff  nach der Oberfläche der Körner diffundiert       und    durch Reduktion des auf den Körnern  gebildeten Oxyds reines Metall entsteht, wo  durch die erwünschte     Zusammensinterung     der Körner     beschleunigt    und befördert     wird.         <I>Beispiel:

  </I>  Man geht von einem sehr     feinkörnigen     Pulver, z. B. aus Roheisen oder einem andern  Metalle der     Eisengruppe,    aus, welches durch  Zerbröckeln, Mahlen oder Zerstampfen oder  noch besser durch     Granulierung,    die z. B.  durch Zerstäuben und schnelle Abkühlung  von flüssigem Metall in Wasser, einer andern  Flüssigkeit, z. B. in<B>01,</B> einer alkalischen  Lösung, Luft oder Wasserdampf, erzielt wer  den kann. Man bekommt durch das Granulie  ren gerundete, glatte Körner, die gegebenen  falls weiter feinzerteilt werden können. Das  körnige, mehlige Metall wird dann in der  Weise erhitzt, dass der in den     Granulen    vor  handene Metallkarbid in Metall und C zer  fällt.

   Der freigemachte Kohlenstoff löst sich  in der Metallmasse und wandert nach der  Oberfläche hinaus, wo er zu CO oxydiert  wird. Wenn CO in die Ofenatmosphäre       hinausgedrungen        ist,    wird es von dort befind  lichen 0 in     C02    oxydiert. Die     Entkohlung     kann bei beliebigem Kohlenstoffgehalt zwi  schen z. B. 1 bis 0,01     %    beendet und ausser  dem so     ausgeführt    werden, dass z. B. gegen  Ende der     Entkohlung    ein Häutchen aus  Oxyd auf der Oberfläche der Körner ent  steht.

   Durch zweckmässige Massnahmen kann  man dabei ein Produkt, bestehend wenigstens  hauptsächlich     aus    einem Metall der Eisen  gruppe erzielen, das C und 0 in solchen       Verhältnissen    enthält, dass der Kohlenstoff  das     Oxy        dhäutchen    bei genügender Erhitzung,  z. B. bis etwa 1000  C, reduzieren kann.

   Falls  ein derartiges, mehr oder weniger feines Pro  dukt in eine Form gebracht, sorgfältig ge  rüttelt und dann auf 1000 bis 1200  C erhitzt  wird, erhalten die Körner durch die Ein  wirkung des diffundierenden Kohlenstoffes  auf das Oxyd eine Oberflächenschicht von  äusserst feinzerteiltem, ziemlich reinem Metall,  welches die     Zusammenschweissung    des Ma  terials zu einem starken, geformten, aber  nicht geschmolzenen Körper erleichtert, der  durch Schmieden, Walzen, Ziehen usw. form  verändert werden kann. Falls man das Pulver  in eine röhren- oder ringförmige Kokille  bringt und in dasselbe einen Kern einsetzt,    können auf diese Weise Hohlkörper her  gestellt werden, die unmittelbar zu Röhren  oder Ringen gezogen oder gewalzt werden  können. Man kann auch die Körner zu  Rinnen, z.

   B. mit<B>V-,</B> z- oder     U-Querschnitten,     sintern und somit Gegenstände herstellen, die  zu Profileisen in gewünschter Form aus  gewalzt werden können. Auf ähnliche Weise  kann man aus irgendeinem Metall der Eisen  gruppe, z. B. in Mischung mit Eisen, ge  formte, gegebenenfalls legierte Gegenstände  herstellen. Man kann auch in das Roh  rnaterial ein     nichtmetallisches    kohlenstoff  haltiges Material, z. B. Graphit,     Kienruss,     Mehl usw.,     hineinmischen    und auch Oxyde  aus Eisen oder andern Metallen, wie Mn, Ni,  Co,     Cr,    V, W, Mo,     Ti    usw., um zwischen den  Körnern reduzierte Metalle zu bekommen,  die bei genügend langer Erhitzung hinein  diffundieren können.

   Die Temperatur wird  auf diejenige Grösse gesteigert, wo das Eisen  karbid, das heisst der     Zementit    in Fe und C  zerfällt, so dass der Kohlenstoff sich in dem  vorhandenen     Austenit    auflösen kann und  dann befähigt wird, auswärts zuwandern. Je  höher die Temperatur, je schneller wandert  der Kohlenstoff hinaus. Je kleiner die     Gra-          nulen    sind, um so schneller werden sie     ent-          kohlt.    Die     entkohlten    Metallkörner können  auch mit chemisch oder elektrolytisch er  zeugten, feinzerteilten Metallen, z. B. Kar  bonylmetall, gemischt und dann gesintert  werden.

   Der     Sinterungsvorgang    kann von  starkem Druck oder andern     Formgebungs-          massnahmen    begleitet sein. Während der       Sinterung    kann man Wasserstoff, Kohlen  oxyd, Kohlensäure, Sauerstoff, Wasser  dampf, Leuchtgas oder andere Gase in das       Sinterungsgut        hineinleiten,    um für die     Sin-          terung    zweckmässige Reaktionen in den Zwi  schenräumen zwischen den Körnern hervor  zurufen. Die Einleitung von Stickstoff kann  ebenfalls vorteilhaft sein, beispielsweise zur  Erzeugung einfach neutraler Atmosphäre.  Man kann die Körner auch mit einem Metall  oxyd, z.

   B. mit     Eisenerzschlich,    mischen,  worauf die Mischung in eine Form, z. B.     aus     Eisen oder einer Eisenlegierung, eingeführt      und in dieser unter     Hineinleiten    eines redu  zierenden Gases, z. B. Wasserstoff, reduziert  wird, dass äusserst feinzerteiltes Eisen in den  Räumen zwischen den Eisenkörnern erzeugt  und dadurch die     Sinterung    zu festen Gegen  ständen erleichtert. Eine solche Reduktion  mittels Wasserstoff findet bei     verhältnis:     mässig niedriger Temperatur statt, und man  kann dann die Mischung gegebenenfalls  unter Anwendung von hohem Druck sintern.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von geform ten Gegenständen, bestehend wenigstens hauptsächlich aus einem Metall der Eisen gruppe, wobei eine körnige Masse in einer Form zusammengesintert wird, dadurch ge kennzeichnet, dass man kohlenstoffhaltige Körner aus dem Metall der Eisengruppe ohne zu sintern unter solchen Bedingungen er hitzt, dass eine teilweise Entkohlung eintritt und dass man oberflächlich mindestens in ge ringem Masse oxydierte Körner erhält, und dass hierauf eine wenigstens hauptsächlich aus solchen Körnern bestehende Masse einer eine sintererzeugenden Erhitzung in der Form ausgesetzt wird, wobei so gearbeitet wird,

   dass in den Körnern noch vorhandener Kohlenstoff nach der Oberfläche der Körner diffundiert und durch Reduktion des auf den Körnern gebildeten Oxyds reines Metall ent steht, wodurch die erwünschte Zusammen sinterung der Körner beschleunigt und be fördert wird. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man kohlenstoff- haltige Metallkörner verwendet, die in der Weise erzeugt wurden, dass ein herunter fallender Strahl von geschmolzenem Metall einer schnellen Abkühlung in einem kühlen den Fluidum ausgesetzt wurde. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man vor der Sin- terung ausserdem noch ein anderes, fein zerteiltes Metall in die körnige Masse ein mischt. ä. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man vor der Sin- terung Karbonylmetall in die körnige Masse einmischt. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man einen fein zerteilten, nichtmetallischen kohlenstoffhalti gen Stoff vor der Sinterung in die körnige Masse einmischt. 5. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man ein fein zerteiltes Metalloxyd vor der Sinterung in die körnige Masse einmischt. 6. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Sinterung in einer Form aus führt, die mit einem Kern versehen ist. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, zur Herstellung von läng lichen, auf der ganzen Länge den gleichen Querschnitt aufweisenden Gegenständen, da durch gekennzeichnet, dass man die Sinterung in einer Rinne mit dem gewünschten Quer schnitt ausführt.