CH266702A - Verfahren zum Härten eines aus einer Legierung hergestellten Gegenstandes. - Google Patents

Verfahren zum Härten eines aus einer Legierung hergestellten Gegenstandes.

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CH266702A
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working

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Description


  Verfahren zum Härten eines aus einer Legierung hergestellten Gegenstandes.    Es ist bekannt, ein Metall, das mit einer  geringen     -Menge    eines weiteren Elementes le  giert ist, durch sogenannte Ausscheidungs  härtung zu härten und zu veredeln. Dabei  wird z. B. die zu härtende Legierung zu  nächst derart erhitzt, dass der in geringer       Menge    vorhandene Legierungsbestandteil sich  ganz oder grösstenteils im Hauptbestandteil  der     Legierung    löst;

   danach wird die Legie  rung schnell abgekühlt oder abgeschreckt, so  dass sich eine übersättigte, feste Lösung des  legierten Elementes im Hauptbestandteil bil  det, und darauf wird derart erhitzt, dass sich  das legierte Element oder eine Verbindung  desselben in einer äusserst feinen Verteilung  ausscheidet, die in einem mit sichtbarem  Licht arbeitenden Mikroskop nicht sichtbar  ist. Diese Ausscheidung wird von einer we  sentlichen Steigerung der Härte der Legie  rung begleitet. Die Feinheit der ausge  schiedenen Phase ist von grossem Einfluss auf  die erzielte Härtesteigerung. Je grösser die  ausgeschiedenen Teilchen sind, um so kleiner  ist die Härte.  



  Gemäss einem andern     Härtungsverfahren,     das vielfach bei Eisen und seinen Legierun  gen angewendet wird, lässt man in ein zu här  tendes     -Metall    bei erhöhter Temperatur ein       llIetalloid,    wie Kohlenstoff oder Stickstoff,  diffundieren, z. B. durch Erhitzung in einer  Atmosphäre, die eine Verbindung des Koh  lenstoffs oder Stickstoffs enthält. Durch  Reaktion des in das Metall diffundierten    Kohlenstoffs oder Stickstoffs mit einem oder  mehreren Bestandteilen des zu härtenden Me  talls entstehen Karbide oder     Nitride    und  wird eine Härtung herbeigeführt. Dieses       Härtungsverfahren    dient besonders zur Er  zielung einer gehärteten Oberfläche bei einem  Metall.

   Neben Kohlenstoff und Stickstoff hat  man auch vorgeschlagen, Phosphor, Silicium  oder Bor zu verwenden.  



  Der vorliegenden Erfindung lag vorerst  der Gedanke zugrunde, in einer Legierung  sehr fein     dispergierte        Oxydteilchen    in der  Weise zu bilden, dass in die Legierung diffun  dierter Sauerstoff einen oder mehrere Be  standteile der Legierung oxydiert, ohne die  Hauptmasse der     Legierung    nennenswert an  zugreifen. Diese fein     dispergierten    Teilchen  müssten dann eine     Härtungswirkung    herbei  führen, wie bei Ausscheidungshärtung die  ausgeschiedenen Teilchen.  



  Erfindungsgemäss ist das Verfahren zum  Härten eines aus einer Legierung hergestell  ten Gegenstandes nun dadurch gekennzeich  net,     da.ss    ein Gegenstand aus einer Legierung  mit einem höchstens 20 Atomprozent der Le  gierung betragenden und ein festes Oxyd bil  denden Element, dessen     Oxy        dbildungsw        ärme     um mehr als     -l5    kcal je Grammatom Sauer  stoff grösser ist als die     Oxydbildungswärmen     aller übrigen in einer Menge von je minde  stens 20 Atomprozent vorhandenen Bestand  teils der Legierung, derart erhitzt wird, dass      von der     Legierung    so viel Sauerstoff aufge  nommen wird,

   dass die Härte um mehr als       307,    erhöht wird.  



  Unter Härte wird hier die in     kg/mm2    aus  gedrückte, durch das     Vickers-Verfahren    ge  messene Härte verstanden. Eine 30     ö        ige    Zu  nahme der     Vickers-Härte    entspricht bei Här  ten unterhalb 400 kg     /mid    praktisch einer       30%igen    Zunahme der     Brinell-Härte.    Die       erfindungsgemäss    erzielte Härtesteigerung ist  in     Prozenten    der Härte.

   der nicht mit Sauer  stoff behandelten     Legierung    in weich     geglüh-          tem        Zinstand    ausgedrückt.  



  Die erfindungsgemäss erzielten, neuen Er  zeugnisse mit gesteigerter Härte haben den  Vorteil, dass die Härte bei hoher Temperatur  auch sehr bedeutend grösser bleibt als die der  nicht mit. Sauerstoff gehärteten Legierungen;  sie haben ferner eine gesteigerte Abnutzungs  festigkeit und bei hoher Temperatur treten  meist bedeutend weniger Kriecherscheinungen  auf als bei den unbehandelten Legierungen.  Ein anderer Vorteil ist der, dass eine erfin  dungsgemäss gehärtete     Legieinuig    während  geraumer Zeit einer hohen Temperatur aus  gesetzt werden kann, ohne dass die Härte bei       Zimmertemperatur    infolgedessen     nennenswert     abnimmt.

   Die     Oxydationshärtung    nach der  Erfindung kann durchgeführt werden, nach  dem die Formgebung der Legierung und der  Bau eines aus der Legierung hergestellten Ge  genstandes vor sich gegangen ist, so dass die  formgebenden Handlungen bei noch     umgehär-          tetem,    leichter     bearbeitbarem    Zustand der Le  gierung erfolgen können.  



  Das Verfahren nach der Erfindung wird  nachstehend an Hand der     Härtung    von bi  nären Legierungen, beispielsweise näher er  läutert, wobei     7n        bemerken    ist, dass die Erfin  dung keineswegs auf solche binäre Legierun  gen beschränkt ist.

   Es ist gefunden worden,  dass bei einer binären Legierung eine Härte  steigerung durch     Eindiffundieren    von Sauer  stoff erzielt werden     kann,    wenn die Legie  rung aus einem Hauptmetall besteht, zu dem  in einer Menge von höchstens 20 Atompro  zent     ein    Element     zugesetzt    ist, das     eine    we-         sentlich    grössere Affinität zu Sauerstoff be  sitzt als. das     Hauptmetall.     



  Besonders gute Ergebnisse werden bei  spielsweise bei der     Verwendung    des     Silbers,     Kupfers oder Nickels als Hauptmetall erzielt,  in dem sich     Saueraoff    gut löst und in das er  leicht diffundiert. Als     ])eilegiertes,    die Sauer  stoffhärtung ermöglichendes Element kom  men dabei unter     anderen        Aluminium,    Magne  sium, Beryllium, Mangan, Titan in Frage,  soweit sich diese bei der     Härtungstemperatur     hinreichend, z.

   B. zu wenigstens 0,05 Atom  prozent, in dem     erwähnten    Hauptmetall lö  sen und soweit ihre Sauerstoffaffinität genü  gend grösser als die des     ITauptmetalls    ist. Als       be.ilegiertes    Element     init    hinreichend grösserer  Affinität ist ein Element     brauchbar,    für das  die Bildungswärme seines bei den     Härtungs-          bedingungen        stabilsten    Oxyds um mehr als 45  bis 85     kcal    je     Grammatom    Sauerstoff grösser  ist als die des Oxyds des Hauptbestandteils.  



  Es ist     zum    Gelingen der Erfindung natur  gemäss erforderlich, dass Sauerstoff bei erhöh  ter Temperatur von der     Legierun-    aufge  nommen     wird.    Eine Legierung, die     sich    bei  der     Einwirkung    des Sauerstoffes mit einer  nahezu abschliessenden Haut überzieht, die  für Sauerstoff so schlecht durchlässig ist, dass  so gut     wie    kein Sauerstoff nach dem Innern  der Legierung diffundiert, z.

   B. eine soge  nannte oxydationsbeständige Legierung, eig  net sich nicht so     geit    für     Oxydationshärtung.     Solch eine abschliessende Haut kann ent  stehen,     wenn    das     beilegierte    Element leicht  durch die     Legierung        hindurchdiffundiert,    so  dass es bei der     Sauerstoffbehandlung    gegen  die Metalloberfläche     zu    diffundiert und dort.  durch Oxydation eine abschliessende Oxyd  haut bildet, oder wenn das Element in hoher  Konzentration vorhanden ist.

   Ein Beispiel  letzteren Falls ist u. a. eine Legierung, die aus  Kupfer     mit    2,1 Gewichtsprozent Aluminium  besteht., in die Sauerstoff nur wenig     hinein-          diffundiert.     



  Man     kann    Sauerstoff in die     Legierung    dif  fundieren lassen durch     Erhitzung    der Le  gierung in einer Atmosphäre, die Sauerstoff  oder eine     sauerstoffabgebende        Verbindung         enthält, gegebenenfalls bei erhöhtem Druck,  wobei die Temperatur und Zeit der Erhitzung  entsprechend der Tiefe eingestellt werden  können, bis zu welcher der Sauerstoff in die  Legierung diffundieren soll, entsprechend der  Stärke der zu härtenden     Oberfläehenzone    also  und entsprechend der     Geschwindigkeit,    mit  welcher die Härtung vor sich gehen soll;  zweckmässig wird eine 500 C übersteigende  Temperatur angewendet.  



  Es kommt vor, dass bei der Sauerstoff  behandlung nach der     Erfindung    eine Schicht  aus einem Oxyd des     Ilauptmetalls    sich     auf     der Oberfläche der     Legierung    bildet. Beson  ders im Anfang kann diese Oxydation stark  sein. In gewissen Fällen, z. B. bei Kupfer als  Hauptmetall, wird das     Hineindiffundieren     des Sauerstoffes in die Legierung sogar  durch die Bildung einer solchen Schicht be  günstigt.

   Je tiefer bei länger dauernder  Sauerstoffbehandlung der Sauerstoff in die  Legierung     hineindiffundiert,    um so stärker  wird diese     Oxydschicht.    Obgleich die Geschwin  digkeit, mit der die oberflächliche Oxyd  schicht stärker wird, bedeutend hinter der  Geschwindigkeit     zurückbleibt,    mit der die  durch Diffusion gehärtete Zone in der Stärke  zunimmt, empfiehlt es sieb, die Sauerstoff  behandlung nicht länger fortzusetzen, als er  forderlich ist, um die Härtung bis zur ge  wünschten Tiefe durchdringen zu lassen. Auf  diese Weise wird die Bildung einer unnötig  starken     Oxydsehielit    vermieden, die meist  nach der Härtung beseitigt      -erden    muss.  



       (jemäss        einer        besonderen    Ausführungsform  der Erfindung wird im Falle einer Legierung,  die bei der für die Härtung erforderlichen  Sauerstoffbehandlung oberflächlich oxydiert  wird, die Legierung zunächst, z. B. durch eine  verhältnismässig kurzzeitige Erhitzung in  einer     oxydierenden    Atmosphäre, mit einer  Schicht aus     einem    Oxyd des Hauptmetalls  überzogen.

   Darauf wird in einer nicht oxy  dierenden Atmosphäre erhitzt, wobei Sauer  stoff aus der anfangs gebildeten     Oxydschicht     nach dem Innern der Legierung diffundiert  und dort. härtend wirkt, wobei die     Oxy        d-          schicht    in der Stärke abnimmt. Bei passender         )Vahl    der Stärke der erstgenannten Oxyd  schicht bleibt nach Ablauf der Härtung  keine unerwünschte     Oxydschicht    auf der ge  härteten Legierung zurück.  



  Diese     Ausführungsform    ist z. B. von Be  lang, wenn der Hauptbestandteil der zu här  tenden Legierung aus     Kupfer    oder Nickel be  steht; bei diesen Metallen bilden sich bei der  Erhitzung in Sauerstoff oder Luft leicht       Oxy        dschichten    auf der Oberfläche. Bei Sil  ber als Hauptmetall tritt eine solche Ober  flächenoxydation nicht auf.  



  Man kann auch die     zu    härtende Legierung  mit einer Schicht aus einer festen, vom Oxyd  des Hauptmetalls verschiedenen Sauerstoff  verbindung, die bei erhöhter Temperatur  Sauerstoff     abspaltet,    überziehen und darauf  erhitzen.  



  Obgleich im vorstehenden das Verfahren  nach der Erfindung hauptsächlich für den  Fall einer binären Legierung auseinander  gesetzt wurde, ist die Oxydationshärtung ge  mäss der Erfindung keineswegs auf solche bi  näre Legierungen beschränkt. Es kann z. B.  von einer Legierung ausgegangen werden, die  ausser einem bei     Eindiffundieren    von. Sauer  stoff härtend wirkenden Bestandteil noch je  mehr als 20 Atomprozent Kupfer und Nickel  enthält. Eine solche Legierung kann in gewis  sen Fällen in unbehandeltem Zustande schon  eine erhebliche Härte aufweisen, so dass sich  nach     Oxydationshärtung    ein besonders hoher  Endwert der Härte ergibt.  



  Man kann auch zum Hauptmetall einen  Bestandteil zusetzen, der fähig ist, eine Aus  scheidungshärtung     herbeizuführen,    und dann  auf die Sauerstoffhärtung nach der     Erfin-          clung    eine     Ausscheidiuigshärtimg    folgen las  sen. In andern Fällen kann eine erhöhte Härte  durch Anwendung einer Legierung mit mehr  als einem     beilegierten    Element. erzielt werden.  In     bezug    auf die Affinität gelten für die hier  in Frage kommenden Legierungen die glei  chen Grundsätze wie für binäre Legierungen.  



  Zur Erläuterung der bei Anwendung der  Erfindung auftretenden Härtung wird ange  nommen, dass bei der Sauerstoffdiffusion ins  Innere der Legierung fein     dispergierte    sub-      mikroskopische     Oxydteilchen,    bestehend aus  Oxyd eines     beilegierten    Elementes mit gro  sser Sauerstoffaffinität. entstehen, wobei der  Hauptbestandteil der     Legierung,    abgesehen  von etwaiger Oxydierung an der Oberfläche,  nicht     nennenswert    oxydiert wird.

   Diese fein       dispergierten        Oxy        dteilchen    können in     diesem     Fall     für    die erzielte Härte     verantwortlich    ge  macht werden,     ähnlich    wie bei der     Ausschei-          dungshärtung    angenommen     wird,

      dass in der       Legierung    ausgeschiedene     submikroskopische     Teilchen die     Härtung        herbeiführen.    Die Ana  logie erstreckt sich auch     auf    den     Einfluss    der  Grösse der     Teilchen.    Es ergibt sich z. B. bei       Bedingungen    der     Oxydationshärtung,    die dem  Entstehen gröberer Teilchen förderlich sind,  eine kleinere Härte als für den Fall kleinerer  Teilchen. Sind die entstandenen     Oxydteilchen     z.

   B. unter einem mit sichtbarem Licht arbei  tenden Mikroskop wohl der Mehrzahl nach  sichtbar, so ergibt sich nur eine geringe oder  überhaupt keine Härtung. Dies ist z. B. bei  einer     Kupfer-Zinklegierung    der Fall, die  einige Prozente     Zink    enthält, wobei man gebil  dete     Zinkoxydteilchen    unter dem Mikroskop  beobachten kann. In Übergangsfällen, in de  nen ein Teil der     Oxydteilchen        submikros-          kopisch    und ein anderer Teil grösser als     sub-          mikroskopisch    ist, kann sich noch eine ange  messene Härtung ergeben.  



  Die Bedeutung des     I?nterschieds    der Sauer  stoffaffinität     zwischen    den verschiedenen Be  standteilen einer durch Sauerstoffdiffusion       härtbaren        Legierung        findet    bei der     Annahme     des     Entstehens        submikroskopischer    Teilchen       ihre    Erklärung darin, dass die     Möglichkeit    der       Bildung    solcher härtenden     Oxydteilchen,

       ohne dass der Hauptbestandteil der     Legierung     anders     als    oberflächlich     oxydiert,    durch ihn       beeinflusst        wird.    Auch     beeinflusst    gemäss die  ser Erklärung die     Affinität    die Grösse der ent  standenen Teilchen;

       denn    wenn der Unter  schied der     Sauerstoffaffinität    zwischen dem       beilegierten    Element und dem Hauptmetall  einer binären Legierung ungenügend gross  ist, besteht die Möglichkeit, dass anfangs ge  bildete     submikroskopische        Oxydteilchen    bei  einer     längeren    Dauer der Sauerstoffbehand-         lung    oder bei einer späteren Erhitzung disso  ziiert werden und in dissoziierter Form, in  der sie leichter diffundieren als in     undisso-          ziierter    Form, gegeneinander diffundieren       und    sich zu so grossen Teilchen vereinigen,

    dass dies für die Härte von     Kachteil    ist.  



       Wenn    auch die angenommenen     Oxvdteil-          chen    nie direkt festgestellt worden sind, gibt  es mehrere Anzeichen, dass sie tatsächlich be  stehen. Wird z. B. ein Streifen, bestehend aus  Silber, das mit 0,36 Gewichtsprozenten Magne  sium legiert worden ist, durch     Oxy        dations-          härtiuig    völlig durchgehärtet, so zeigt sich,  dass die Gewichtszunahme     infol-e    der Auf  nahme des Sauerstoffes 0,23     beträgt,    was  praktisch der     Gewichtszunahme    von     0g4, 0     entspricht,

   die bei vollständiger Oxydation des  gesamten im Silber enthaltenden     --#lagnesiums     zu erwarten ist. Dies weist darauf hin, dass,  obgleich dies unter dem     Mikroskop    nicht  sichtbar ist, so gut wie ausschliesslich Magne  sium in Oxyd     übergegangen    ist.  



  Beim Messen des     Identitätsabstandes    des  Kristallgitters der gehärteten     Silbermagne-          siumlegierung    zeigt sich, dass dieser von  4,0788     R    für die im Vakuum geglühte,     unge-          härtete    Legierung bei der Härtung bis auf  4,0834   0,0005 A gestiegen ist, so dass sich  das Kristallgitter bei der Härtung ausge  dehnt hat. Zum Vergleich diene, dass der Iden  titätsabstand     unlegierten    Silbers  <B>4,0775</B> - 0,000<B>5</B>     Ä     beträgt.

   Diese Ausdehnung des Kristallgitters  lässt sich nun mit. der Bildung     submikros-          kopischer,    vielleicht molekularer     Oxt        dteilchen     erklären.  



  Die     genannten        und    sonstigen Beobachtun  gen ergeben stets Anzeichen für die Rich  tigkeit der     Annahme    des     Entstehens        sub-          mikroskopischer,        möglicherweise    sogar mole  kularer     Oxvdteilchen    bei der     Oxvdationshäi--          tung    nach der Erfindung.  



  Die vorliegende Erfindung soll jedoch  nicht von der Richtigkeit     bmv.    Unrichtigkeit  dieser Theorie abhängig sein. Die Theorie soll  bloss als eine Arbeitshypothese betrachtet  werden, die beim Durchführen des Verfahrens  nach der Erfindung und bei der Feststel-           lun--    der vorteilhaftesten Bedingungen für die  Oxydationshärtung als Leitfaden dienen  Kann.  



       Aicsf        ührungsbeispiele.          Beispiel   <I>1:</I>  Ein 1     nim    starker Streifen, bestehend aus  Silber, das 0,4 Gewichtsprozent Magnesium  enthielt, wurde während anderthalb Stunden  auf     90011    C in Sauerstoff erhitzt, wodurch die       Viekers-Härte,    die ursprünglich annähernd  50     kg/min2    betrug, bis zu annähernd  205     kg;'mml    zunahm.

   Der gehärtete Streifen  wurde gebrochen und es zeigte sieh, dass die  Oberflächenzone des Streifens eine brüchige  Bruchfläche aufwies, während die Mittelzone,  in der Stärke von annähernd 0,2 mm, eine       zähe        Brtiehfläche    aufwies, was darauf hin  weist, dass diese Mittelzone durch die Sauer  stoffbehandlung noch nicht gehärtet worden  war.  



       Beispiel     Bei einem     Blöckehen    aus Silber, dem 0,1  Gewichtsprozent     Magnesium    als Legierungs  element zugesetzt worden war, stieg, infolge  einer Behandlung während 4 Stunden bei  8000 C in der Luft, die     Vickers-Härte     von annähernd 45 kg     :'mm-    auf annähernd  120     kg/mm'.    Durch eine     CTlühung    während  375 Stunden bei<B>8000</B> C in der Luft sank die  ser Härtewert praktisch nicht.  



  Die     Brinell-Härte    des gehärteten     Blöck-          chens    betrug bei 6000 C     annähernd    25     kg/mm';     für das     tingehärtete        Blöekehen    war dieser  Wert bei 6000 C annähernd 8     kg/mm=.     



  <I>Beispiel 3:</I>  Ein Streifen, bestehend aus Silber,  das mit 0,4     Gewichtsprozent    Aluminium  legiert war, wurde während drei Viertel  stunden auf 8000 C in Sauerstoff erhitzt.  Die     Viekers-lIärte,    die ursprünglich annä  hernd 40     kglmm=    betrug, stieg infolge  dieser Oxydationshärtung auf annähernd  170     kg/mm2,          Beispiel   <I>4:</I>  Ein Streifen, bestehend aus Silber, dein  0,7     Gewichtsprozent    Mangan     zugesetzt    war,    wurde einer Oxydationshärtung unter den im  Beispiel 3     beschriebenen    Bedingungen unter  worfen.

   Infolgedessen stiegt die     Viekers-Härte     von annähernd 50 auf annähernd 150     kg/mm2.          Beispiel   <I>5:</I>  Ein Streifen, bestehend aus Silber, dem       0,\?    Gewichtsprozent     llagnesitim    und 0,2 Ge  wichtsprozent Aluminium als legierende Be  standteile zugesetzt waren, wurde während  6 Stunden auf 8000 C in der Luft. geglüht. Die       Vickers-Härte,    die ursprünglich annähernd  50     kg/mm@    betrug, stieg infolge dieser     Be-          handhing    auf annähernd 140     kg;-mm=.     



  Zur Erläuterung vorstehender Beispiele     ist     noch zu erwähnen, dass die Bildungswärme  des Silberoxyds     (Ag.,0)    6,5 kcal beträgt, so       da.ss    bei der Einwirkung des Sauerstoffes un  ter den in den Beispielen     erwähnten    Bedin  gungen keine Bildung einer Oberflächenlage  aus Silberoxyd auftritt. Die Bildungswärmen  des     Magnesiumoxyds        (Mg0),    Aluminium  oxyds     (A103)    und     Manganoxyds        (MnO)    be  tragen annähernd 146 bzw. 131 und 96 kcal,  alle je Grammatom Sauerstoff.

   Der Unter  schied der Bildungswärme zwischen Silber  oxyd und dem Oxyd des     beilegierten    Elemen  tes ist, in diesen Fällen somit annähernd 140,  125 und 90 kcal.  



  Die in vorstehenden Beispielen beschrie  benen gehärteten Silberlegierungen eignen  sich u. a. sehr gut zur     Herstellung    elektri  scher Silberkontakte, da sie einen niedrigen  elektrischen Widerstand mit einer angemes  senen Härte vereinigen. Der spezifische elek  trische Widerstand der im Beispiel 1 be  schriebenen gehärteten Silberlegierung be  trägt     beispielsweise    nur     2.10-6        Ohm/em.    Be  züglich des elektrischen Widerstandes ist noch  zu bemerken, dass er sich infolge der Oxyda  tionshärtung ändert und dabei meist etwas  abnimmt.  



  Nachstehend folgen einige Beispiele über  die Oxydationshärtung von Legierungen, de  ren Hauptbestandteil     Cu    oder Ni ist. Die Bil  dungswärmen des     Cuproxyds        (Cu_0)    und des  Nickeloxyds     (Ni0)    betragen 41. bzw. 56       kcal/Grainmatom    Sauerstoff.      Gemäss der     Erfindung    gehärtete Gegen  stände aus einer Kupferlegierung     sind    u. a..  von Belang für die     Anwendung    in     Hoch-          vakuuunröhren,    z. B. Radioröhren.

   Da solche  Röhren bei der Herstellung oder während  des Gebrauchs oft eine hohe     Temperatur    an  nehmen, ist Anwendung von Kupferteilen,  die mit Rücksicht auf die hohe     elektrische     Leitungsfähigkeit des Kupfers     erwünscht     wäre,     schwierig,    weil Kupfer bei erhöhter  Temperatur erweicht und starke Kriech  erscheinungen aufweist.

   Erfindungsgemäss ge  härteten     Gegenständen    aus Kupferlegie  rungen haftet dieser Nachteil nicht an und  sie haben sich     als    zur Herstellung von Ein  zelteilen in     Hochvakuumröhren    als sehr ge  eignet erwiesen, besonders Gegenstände aus       Kupfer-Berylliumlegierungen,    wie u. a. in  Beispiel 6     beschrieben.     



  <I>Beispiel 6:</I>  Ein Streifen, bestehend aus Kupfer, das  0,2 Gewichtsprozent Beryllium enthält, wurde  während 5     Stunden    auf 950  C in der Luft  erhitzt. Das Kupfer überzieht sich während  dieser Erhitzung mit einer     Oxydschicht;     durch Abschrecken im Nasser nach der Oxy  dationshärtung kann man diese     Oxydschicht     vom Metall absprengen. Die     gehärtete    Kup  ferlegierung wies eine     Vickers-Härte    von  170     kg/mm=        auf,    während diese vor dem  Härten annähernd 40     kg/mm=    betrug.  



       Beispiel   <I>%:</I>  Ein Streifen, bestehend aus Kupfer, dem  0,6 Gewichtsprozent Aluminium zugesetzt  war,     wurde    während 5 Minuten auf     950     C in  einem Sauerstoffstrom erhitzt, wobei der  Streifen sich     oberflächlich    mit einer     Oxyd-          sehicht    überzog, und sodann ohne zwischen  zeitliche     Abkühlung    während 41/2 Stunden  bei 950  C in Kohlensäure erhitzt. An Stelle  der     Kohlensäure    eignet sich Stickstoff auch  gilt.

   Bei letzterer Erhitzung zersetzt sich die  zuerst gebildete     Oxydschicht,    wobei der ge  bildete     Sauerstoff    in das Innere der Legie  rung     hineindiffundiert    und dort härtend       wirkt.    Die     Vickers-Härte    der Legierung, die    anfangs annähernd 40     kg/min=        betrug,    war  nach der Härtung auf     annähernd    110     kg/mm=     gestiegen.

   Soll die zu behandelnde Legierung  bis     auf    grosse Tiefe     gehärtet     -erden, so     kann     die abwechselnde Erhitzung in oxydierender  und nichtoxydierender Atmosphäre einige  Male wiederholt werden. Es ist nicht erfor  derlich, dass, wie     iti    dem hier gegebenen Bei  spiel,     die    Temperatur     während    des     Oxydie-          rens    die gleiche. ist wie während der darauf  erfolgenden Erhitzung.

   Es empfiehlt sich,  um Zeit zu ersparen, die     zuletzt    in Frage  kommende     Erhitzungstemperatur    so hoch     ziu     wählen, wie mit Rücksicht auf ein Schmelzen  der Legierung zulässig ist. Der Vollständig  keit halber ist zu bemerken, dass Kupfer  legierungen mit Aluminium     als    legierendes  Element bei einem hohen Gehalt an Alumi  nium nicht durch     Oxydationshärtung    gehärtet  werden können, weil die     Legieruuig    in die  sem Falle etwas oxydationsfest wird und  Sauerstoff nicht genügend nach dem Innern  der Legierung diffundiert.. Eine Legierung,  bestehend aus Kupfer mit. 2,1 Gewichtspro  zent Aluminium z.

   B.     ändert    sich durch     ?1     Stunden     Glühen    auf 950  C in der Luft sozu  sagen nicht hinsichtlich der Härte.  



       Beispiel   <I>8:</I>  Ein Gegenstand, bestehend aus Kupfer mit  10 Gewichtsprozenten Titan, der anfangs eine       VielierS-Härte    von annähernd 50     kg/mm=    be  sass, wurde während<B>31772</B> Stunden auf     950'C     in der Luft erhitzt, wodurch die Härte auf  annähernd 125     kg/mm=    stieg.  



  <I>Beispiel 9:</I>  Ein Streifen, bestehend     aus    Nickel mit 3,7  Gewichtsprozenten     Aluminium    als legierendes  Element, wurde während 4 Stunden auf  1200  C in der Luft geglüht. Die     Viekers-          Härte,    die anfangs annähernd 100     kg/min     betrug, stieg infolge dieser Behandlung auf  annähernd 250     kg/mm=.  

Claims (1)

  1. PATENT ANSPRü CHE I. Verfahren zum Härten eines aus einer Legierung hergestellten Gegenstandes, da- durch gekennzeichnet, dass ein Gegenstand aus einer Legierung mit einem höchstens 2G Atomprozent.
    der Legierung betragenden und ein festes Oxyd bildenden Element, des sen Oxydbildungswärme um mehr als 50 kcal je Grammatom Sauerstoff grösser ist als die Oxydbildungswärmen aller übrigen in einer Menge von je mindestens 20 Atomprozent vorhandenen Bestandteile der Legierung, der art erhitzt wird, dass von der Legierung so viel Sauerstoff aufgenommen wird, dass die Härte um mehr als 30% erhöht wird. 1I. Gemäss dem Verfahren nach Patent- anspriteh I gehärteter Gegenstand.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet., dass die Legierung mehr als 20 Atomprozent Silber enthält. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Legierung mehr als 20 Atomprozent Kupfer enthält. 3. Verfahren nach Patentaiisprueli I, da durch gekennzeichnet, dass die Legierung mehr als 20 Atomprozent Nickel enthält. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Legierung mehr als 20 Atomprozent Kupfer und mehr als 20 Atomprozent Nickel enthält. 5.
    Verfahren nach Patent.ansprueh I, da durch gekennzeichnet, class die Legierung weniger als 20 Atomprozent Beryllium ent hält. 6. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Legierung weniger als 20 Atomprozent Magnesium ent hält. 7. Verfahren nach Patentanspi-Lich I, da durch gekennzeichnet, dass die Legierung -weniger als 20 Atomprozent Aluminium ent hält. B. Verfahren nach Patentanspiuich I, da durch gekennzeichnet, dass die Legierung weniger als 20 Atomprozent Titan enthält. 9.
    Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Legierung weniger als 20 Atomprozent Mangan enthält. 10. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet., dass der Gegenstand zur Sauerstoffaufnahme in einer oxy die- renden Atmosphäre bei erhöhtem Druck erhitzt wird. 11. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass zur Sauerstoff aufnahme der Gegenstand mit einer Schicht einer Sauerstoffverbindung überzogen wird und darauf in einer indifferenten Atmo sphäre erhitzt wird. 12.
    Verfahren nach Unteranspruch 11, da durch gekennzeichnet, dass ein Gegenstand aus einer Kupferlegierung durch Oxydation finit einer Oxvdsehicht versehen wird. 13. Verfahren nach Unteranspruch 12, da durch gekennzeichnet., dass die Stärke der Oxydschieht in Übereinstimmung mit der für die Härtesteigerung erforderlichen Sauer stoffmenge gewählt wird.
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