DE1031093B

DE1031093B - Zu Pulver zu zerstaeubendes, geschmolzenes Kupfer

Info

Publication number: DE1031093B
Application number: DEB40803A
Authority: DE
Inventors: William David Jones
Original assignee: FW Berk and Co Ltd
Current assignee: FW Berk and Co Ltd
Priority date: 1955-10-28
Filing date: 1956-06-25
Publication date: 1958-05-29

Description

DEUTSCHES

Kupferpulver mit geringer scheinbarer Dichte werden zur Zeit entweder durch Elektrolyse oder durch Reduzieren von Agglomeraten von Kupferoxyd hergestellt, wodurch sich eine schwammartige Masse ergibt, welche die gewünschten Eigenschaften aufweist. Kupferpulver dieser Art werden insbesondere für die Herstellung von Sintererzeugnissen benötigt, die eine beträchtliche und regelbare Porosität aufweisen, wie selbstschmierende Lager. Die geringe scheinbare Dichte des Pulvers gestattet ein beträchtliches Pressen in Formen und damit die Ausbildung einer ausreichenden, vorläufigen Festigkeit (Grünfestigkeit) beim Preßkörper selbst, so daß dieser die Hantierungen zwischen der Presse und dem Sinterofen aushält. Öfter wird feines Zinnpulver mit dem Kupfer vor dem Pressen vermischt oder auch ein Schmiermittel, wie Zinkstearat, verwendet, um das Pressen zu erleichtern und dem Preßkörper eine vorläufige Festigkeit zu verleihen.

Wenn dagegen geschmolzenes Kupfer in bekannter Weise in einem Luftstrom oder mit Hilfe eines Wasser-Strahls unter den üblichen Bedingungen zerstäubt wird, erhält man ein kugeliges Pulver, das eine hohe scheinbare Dichte von z. B. 3,83 g/cm³ besitzt, d. h., der Prozentsatz an Hohlräumen in dem Pulver ist beim Einfüllen in eine Form verhältnismäßig gering.

Es ist nun gefunden worden, daß diese Schwierigkeiten überwunden werden können, wenn dem geschmolzenen Kupfer beim Zerstäuben durch den Strahl einer wäßrigen Flüssigkeit gemäß der Erfindung ein geringer Anteil eines oder mehrerer der Metalle Magnesium, Calcium, Lithium, Zirkon und Titan zugesetzt wird. Hierdurch erhält man, wie beim Herstellen durch Elektrolyse, ein spratziges Pulver.

Von den angegebenen Metallen wird Magnesium vorgezogen, und es wird in einer Menge von mindestens 0,2 Gewichtsprozent des Kupfers verwendet. Calcium wird vorzugsweise in einer Menge von mindestens 0,5 %, Lithium von mindestens 0,2 % und Zirkon von mindestens 0,5 Gewichtsprozent des Kupfers verwendet.

Die folgenden Beispiele erläutern die Zusammen-Setzung von Schmelzen gemäß der Erfindung sowie die aus ihnen gewonnenen Pulver.

Beispiel 1

Kupfer wurde zunächst gründlich desoxydiert durch Umrühren mit einem grünen Stock, wie frischen Birkenreisern, dann wurden verschiedene Mengen von Magnesium zugegeben und die Schmelze mit einer Schicht Holzkohle überdeckt. Unter Verwendung eines Wasserdruckes von 84 kg/cm² wurde anschließend die so vorbehandelte Schmelze zerstäubt, wobei das Wasser in einer Menge von 145 1 pro Minute zuströmte. Die Gießtemperatur lag Zu Pulver zu zerstäubendes,
geschmolzenes Kupfer

Anmelder:
F. W. Berk & Company Limited, London

Vertreter: Dr. K. Schwarzhans, Patentanwalt,
München 19, Romanplatz 9

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 28. Oktober 1965

William David Jones, London,
ist als [Erfinder genannt worden

bei 1200° C, und es wurden etwa 6,80 kg der Schmelze pro Minute zerstäubt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.

In allen Beispielen wurde der Gehalt an Sauerstoff gemessen durch Erhitzen des erhaltenen Pulvers in Wasserstoff während 15 Minuten auf 840° C und Bestimmung des Gewichtsverlustes in Prozent. Dies gibt nicht den Gesamtsauerstoffgehalt an, aber zeigt etwa, wieviel Sauerstoff durch die Wasserstoffreduktion entfernt wird. Als Fließgeschwindigkeit wurde die Zeit bestimmt, die 50 g des Pulvers brauchen, um durch einen Trichter von 60° Neigung mit einer Öffnung von 4,5 mm Durchmesser am unteren Ende hindurchzufließen. Bei der Siebanalyse bedeutet die Angabe »⁰/₀ auf 100« den Prozentsatz, der auf einem 100-Maschen-Sieb BSS (British Standard Sieves) zurückbleibt, »°/o 100/200« bedeutet den Prozentsatz, der durch ein 100-Maschen-Sieb BSS hindurchgeht, aber ein 200-Maschen-Sieb BSS nicht passiert, »°/_Q 200/ 300« bedeutet den Prozentsatz, der durch ein Maschensieb 200-BSS hindurchgeht, aber ein 300-Maschen-Sieb BSS nicht passiert, und »°/₀ durch 300« bedeutet den Prozentsatz, der durch ein 300-Maschen-Sieb BSS hindurchgeht.

Die Abkürzung BSS bezieht sich auf die »British Standard Sieves«. Ein 100-Maschen-Sieb entspricht demnach ungefähr einem deutschen Prüfsieb DIN 40 und ein 200-Maschen-Sieb einem Sieb DIN 80. Ein 300-Maschen-Sieb hat Öffnungen von etwa 0,053 mm.

809 528/269

Tabelle I

0,7 0,5

% Mg im Kupfer
0,35 j 0,25

0,2

% Cu im Pulver

% Mg im Pulver

% Sauerstoffgehalt

Fließgeschwindigkeit in see Scheinbare Dichte g/cm³...

Siebanalyse:

% auf 100

% 100/200

% 200/300

% durch 300

98,48 0,68

20 1,5

Spur 21,6 18,6 59,7 99,25
0,43
0,06

18
1,52

Spur
27,5
22,0
50,5

99,42
0,32
0,06

16
1,7

Spur
18,2
17,4
64,4

99,48
0,21
0,03

14
2,07

Spur
21,3
18,9
59,8

99,24 0,19 0,16

15,8 3,0

nichts 14,2 16,4 69,4

99,83 kein

0,11 14,2

3,84

nichts 33,8 20,4 45,8

Beispiel 2

Das Beispiel 1 wurde wiederholt, aber unter Verwendung verschiedener Mengen Calcium an SteUe von Magnesium. Die Ergebnisse sind in TabeUe II enthalten.

TabeUe II

Beispiel 4

Beispiel 1 wurde wiederholt, aber unter Verwendung verschiedener Mengen Zirkon an SteUe von Magnesium. Die Ergebnisse sind in TabeUe IV enthalten.

TabeUe IV

°/₀ Cu im Pulver

% Ca im Pulver

% Sauerstoffgehalt.. Fließgeschwindigkeit

in see

Scheinbare Dichte

g/cm³

Siebanalyse:

% auf 100

% 100/200

% 200/300

% durch 300

0,7

% Ca im Kupfer 0_;5 0,35 I 0,25

99,1 0,61 0,32

9,6 1,69

Spur

29,2

23,6

47,2

0,34 0,09

8,8 2,04

Spur 17,7 18,6 63,7

99,3 0,31 0,14

7,0 3,1

Spur 16,5 20,3 63,2

99,52 0,22 0,15

7,3 3,41

Spur 14,9 28,2 56,9

% Cu im Pulver....
% Zr im Pulver ...
°/₀ Sauerstoffgehalt .
Fließgeschwindigkeit

in see

Scheinbare Dichte

g/cm³ ,

Siebanalyse:
% auf 100
% 100/200
°/₀ 200/300
% durch 300

Vo	1,2	Zr im Ku]
98,1	0,7
0,9	99,14
0,16	0,51
13,7	0,08
1,85	13,3
Spur	2,14
23,1	Spur
18,7	30,1
58,2	21,0
48,9

99,6 0,1 0,24

6,1 3,73

Spur 23,4 23,6 53,0

Beispiel 3 Beispiel 5

Beispiel 1 wurde wiederholt, aber unter Verwendung verscliiedener Mengen Lithium an Stelle von Magnesium. Die Ergebnisse sind in Tabelle III enthalten.

TabeUe III

Beispiel 1 wurde wiederholt unter Verwendung verschiedener Mengen Titan an Stelle von Magnesium. Die Ergebnisse sind in Tabelle V zusammengestellt.

TabeUe V

°/₀ Cu im Pulver
% Li im Pulver .

°/₀ Sauerstoffgehalt . Fließgeschwindigkeit

in see

Scheinbare Dichte

g/cm³

Siebanalyse:

% auf 100

o/o 100/200

% 200/300

% durch 300

°/₀ Li im Kupfer 0,5 I 0,35 I 0,2

98,96 0,42 0,31

14,0 1,90

0,3 29,2 21,5 49,0

99,35 0,30 0,01

13,9 2,0

0,2 25,6 19,0 55,2

99,16 0,16 0,22

10,3 2,36

Spur 28,8 20,7 50,5 % Cu im Pulver.
°/₀ Ti im Pulver .

°/₀ Sauerstoffgehalt ...
Fließgeschwindigkeiten

in see

Scheinbare Dichte

g/cm³

Siebanalyse:

% auf 100 -...

°/₀100/200

% 200/300 ,

⁰I₀ durch 300

%	1,2	Ti im Kup
98,67	0,7
0,96	99,77
0,09	0,60
27,0	0,04
1,99	16,4
0,1	2,77
34,8	Spur
23,4	12,2
41,7	14,7
73,1

0,5

99,33 0,43 0,08

19,2 3,0

0,1 23,2 19,0 57,7

Claims

5 6

Patentansprüche: 2. Kupfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

i. Zu Pulver mit geringer scheinbarer Dichte durch zeichnet, daß es Magnesium oder Lithium in einer

den Strahl einer wäßrigen Flüssigkeit zu zerstäuben- Menge von mindestens 0,2 Gewichtsprozent ent-

des, geschmolzenes Kupfer, dadurch gekennzeichnet, hält.

daß die Schmelze eine geringe Menge eines oder 5 3. Kupfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

mehrerer der Metalle Magnesium, Calcium, Lithium, zeichnet, daß es Calcium oder Zirkon in einer Menge

Zirkon und Titan enthält. von mindestens 0,5 Gewichtsprozent enthält.

© S09 526/259 5. 58