DE1071348B

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Publication number: DE1071348B
Application number: DENDAT1071348D
Authority: DE
Publication date: 1959-12-17

Description

DEUTSCHES

kl. 40 a

INTERNAT. KL. C 22 b

PATENTAMT

V 10587 VI/40 a

ANMELDETAG: 3.MAI1956

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 17. DEZEMBER 1959

Für viele technische Zwecke besteht die Notwendigkeit, Metallpulver hoher Feinkörnigkeit zu verwenden. So wird z. B. in der Hartmetalltechnik für die Herstellung einer besonders harten Wolframkarbid-Kobalt-Hartmetallsorte ein sehr feinkörniges Wolframpulver als Ausgangsstoff benötigt. Bekanntlich läßt sich nur bei Verwendung eines sehr feinkörnigen Wolframmetallpulvers auch ein Wolframkarbidpulver sehr feiner Korngröße herstellen. Dies ist aber Voraussetzung für eine Wolframkarbid-Kobalt-Sinterhartmetallsorte, die bei hoher Härte noch eine befriedigende Festigkeit und Zähigkeit zeigt. Eine solche Hartmetallsorte hat sich zur Bearbeitung von harten und verschleißfesten Werkstoffen, wie hartem Grauguß, hochsiliziumhaltigen Aluminiumlegierungen, Isolierstoffen, Glas, Porzellan usw., hervorragend bewährt.

Ein anderes Beispiel für die Verwendung von sehr feinkörnigem Wolframpulver liegt bei der Verarbeitung des Wolframs selbst vor. Es ist bekannt, daß die Sinterfähigkeit eines durch Pressen von Metallpulver hergestellten Preßlinges um so besser ist, je feinkörniger das Ausgangsprodukt ist. So läßt sich z. B. durch Sintern von Wolframpreßlingen, die aus sehr feinkörnigem Wolframmetallpulver (Korngröße etwa 0,6 bis 0,8 μ) hergestellt werden, durch Sintern bei 1600° C eine Dichte von mehr als 17,0 g/cm³ erreichen, während ein unter gleichen Bedingungen gesinterter Preßling aus nicht so feinkörnigem Wolframpulver (Korngröße etwa 3,0 μ) nur eine Dichte von 12 bis 13 g/cm³ besitzt.

Nach dem bisherigen Stand der Technik kann feinkörniges Wolframpulver durch Reduktion von WoIframtrioxyd oder von Wolframsäure mit Wasserstoff bei niedrigen Temperaturen erzeugt werden, wobei darauf zu achten ist, daß die Wasserdampfkonzentration der über dem Reduktionsgut befindlichen Gasatmosphäre möglichst niedrig bleibt.

Eine andere Möglichkeit der Erzeugung von feinkörnigem Wolframpulver besteht in der Verwendung von sehr feinkörnigem Wolframoxyd oder sehr feinkörniger Wolframsäure als Ausgangsstoff. Eine feinkörnige Wolframsäure läßt sich durch Lenkung des Fällungsprozesses, z. B. durch Eingießen von WoIframatlösung in Säure bei bestimmten Konzentrations-Verhältnissen, Temperaturen und Zulaufgeschwindigkeiten, erzielen. Die feinkörnige Wolframsäure fällt aber dann zum Teil in kolloidaler Form aus, was die Filtrierung der Suspension erschwert und auch sonst von Nachteil ist.

Erfindungsgemäß läßt sich die Feinkörnigkeit von Wolframmetallpulver jedoch durch das im folgenden näher beschriebene Verfahren erhöhen.

Als Ausgangsstoff dient Wolframmetallpulver, wie Verfahren

zur Erhöhung der Feinkörnigkeit

von Wolfram- oder Molybdänpulver,

insbesondere Wolframpulver,

vorzugsweise für Hartmetalle

Anmelder:

VEB Hartmetallwerk Immelborn,
Immelborn (Thür.)

Robert Wehner, Bad Salzungen (Thür.),
ist als Erfinder genarml worden

es bei der Reduktion von Wolframsäure bzw. Wolf ramtrioxyd mit Wasserstoff anfällt. Die mittlere Korngröße eines solchen Wolframmetallpulvers liegt im allgemeinen zwischen 1,5 und 3 μ. Dieses Wolframpulver wird durch Glühen in oxydierender Atmosphäre, vornehmlich in Luft, in Wolframtrioxyd übergeführt. Die Oxydation soll bei Temperaturen unter 500° C erfolgen. Außerdem muß die Oxydation so langsam durchgeführt werden, daß es zu keiner plötzlichen Wärmeentwicklung kommt, da sonst eine starke Kornvergröberung eintreten kann. Dieser Vorgang verlangt eine genaue, den jeweiligen Verhältnissen des Ofens angepaßte Regulierung des Luft- bzw. Gasstromes. Um eine wirksame und vor allem gleichmäßige Oxydation des Wolframpulvers zu erreichen, soll das Reaktionsgut — bei kontinuierlicher Arbeitsweise des Ofens — in Schichten von geringer Dicke eingesetzt werden, um eine gleichmäßige Oxydation des Gutes bis zu den unteren Schichten zu erzielen.

Beispiel

Es wird ein Durchsatzofen mit einem rechteckigen Querschnitt der Glühmuffel von 150-40 mm benutzt. In die Transportschiffchen wird Wolframmetallpulver in einer gleichmäßigen Schicht von etwa 2 bis 3 mm Dicke eingefüllt. Die Schiffchen werden mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 2 cm/min durch den Ofen gezogen bei einem Luftdurchsatz von etwa 1 m³/h; die Temperatur wird auf 420° C gehalten. Wenn das verwendete Wolframmetallpulver eine mittlere Korngröße von 2,2 μ besitzt, so liegt die mittlere Korngröße des durch Oxydation erhaltenen Wolfram-

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trioxyds unter 0,5 μ. Das so hergestellte sehr feinkörnige Wolf ramtrioxyd wird danach einer Reduktion in Wasserstoff unterworfen. Die Reduktion wird in bekannter Weise so vorgenommen, daß es nicht zu einer wesentlichen Vergröberung des Wolframmetallpulvers bei seiner Entstehung kommt. Die Reduktion soil? möglichst''unter 830° C stattfinden, wobei eine stufenweise Reduktion durch Anwendung entsprechender Temperäturzorien vorteilhaft ist. Auf diese Weise läßt sich ohne Schwierigkeiten eine mittlere Korngröße des Wolframpulvers zwischen 0,5 und 0,8 μ erreichen. Wenn bei wesentlich niedrigeren Temperaturen als 830° C und bei sehr langsamem Vorschub reduziert wird, kann .Wolframpulver mit noch feinerem Korn erhalten werden.

Ks wurde weiterhin gefunden, daÜ es durch mehrfache Wiederholung des beschriebenen Oxydations-Reduktions-Verfahrens gelingt, zu extrem feinen Wolframpulvern zu gelangen. Die Feinkörnigkeit kann bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ,zur ausgesprochenen Pyrophorität des Wolframpülvers gesteigert werden. Die wiederholte Oxydation und Reduktion muß sehr vorsichtig vorgenommen werden, um eine explosionsartige Selbstentzündung des Wolframpulvers bei seiner Oxydation zu verhindern und um eine äußerst langsame Reduktion des oxydierenden Pulvers zu erreichen.

Das Sri Beispiel des' Wolframs beschriebene Verfahren läßt sich sinngemäß auch auf Molybdän übertragen, das sich an der Luft leicht oxydieren läßt und dessen Oxyd mit Wasserstoff reduzierbar ist.

Die Bedingungen der Oxydation und Reduktion, die zur Erzielung von sehr feinkörnigem Pulver aus : Molybdän' angdwendet werden müssen, sind auf die besonderen Eigenschaften dieses Metalls abzustellen.

Claims

Patentansprüche:

5/ 1. Verfahren zur Erhöhung der Feinkörnigkeit

von Wolfram- oder Molybdänpulver, insbesondere von Wolframpulver, vorzugsweise für Hartmetalle, dadurch gekennzeichnet, daß das Wolframoder Molybdänpulver in einer oxydierenden Atmo-

Lo Sphäre bei niedrigen Temperaturen sehr langsam zu Oxyd oxydiert wird und daß anschließend das Oxyd in an sich bekannter Weise bei nicht zu hohen Temperaturen in Wasserstoff oder anderen reduzierenden Gasen langsam und stufenweise

L5 reduziert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,.dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung einer extremen Feinkörnigkeit das Wolfram- oder Molybdänpulver mehrfach dem Oxydations-Reduktions-Verfahren unterzogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydation von Wolframpulver bei Temperaturen unter 500° C bei langsamer Zufuhr von oxydierenden Gasen, vorzugsweise von Luft, vorgenommen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Pulvermetallurgie und Sinterwerkstoffe« von R. Kieffer und W. Ho top, Springer-Verlag Berlin, 1943, S. 227 und 228;

»Hartstoffe und Hartmetalle« von R. Kieffer und P. Schwarzkopf, Springer-Verlag Wien, 1953, S. 139.