DE1234492B - Verfahren zur Herstellung eines Pulvers auf Eisenbasis fuer das Flammenschneiden - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B 23 k

Deutsche Kl.: 49 h-36/01

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

A30859 VI a/49h
2. Dezember 1958
16. Februar 1967

Die Erfindung betrifft die Herstellung eines verbesserten Eisenpulvers auf Eisenbasis für das Flammenschneiden oder ähnliche Schneidverfahren. Insbesondere wird ein solches Pulver verwendet für das Schneiden, Entgraten und Oberflächenbearbeiten von Gußblöcken, Walzblöcken u. dgl. aus Roheisen, Stahl und Stahllegierungen.

Bei solchen Flammenschneide- oder Flammenbearbeitungsverfahren wird das Eisenpulver in einen Brenner oder eine Düse mittels eines Luftstromes eingeführt und einer Gasflamme mit starkem Sauerstoffüberschuß zugeleitet. Das Pulver wird von der Flamme entzündet, wodurch die Flammentemperatur erhöht wird. Gleichzeitig wird der Flamme durch das zugeführte Gas eine hohe Geschwindigkeit erteilt.

Es ist bekannt, dem Eisenpulver Aluminiumpulver beizumischen, das leichter entzündlich ist bzw. eine höhere Verbrennungstemperatur hat. Dadurch werden Verbesserungen bei der Verbrennung des Pulvers erzielt infolge erhöhter Schnittgeschwindigkeiten und der Möglichkeit verminderten Pulververbrauclies. Versuche haben erwiesen, daß Verbesserungen erzielt werden können durch einfaches Vermischen von Eisenpulver mit Aluminiumpulver, daß aber die beiden Pulver sich leicht trennen oder entmischen, was unter anderem auf den Unterschied im spezifischen Gewicht zurückzuführen sein dürfte.

Es sind keine Maßnahmen bekannt, das Entmischen eines solchen Pulvergemenges zu verhindern. Zwar ist es in der Pulvermetallurgie bekannt, Pulverteilchen unterschiedlicher Pulverarten mechanisch zu zerschlagen und durch Kaltverschweißen eine Neukornbildung herbeizuführen. Kein Schweißereifachmann konnte durch diese bekannte Technik der Bereitung von Ansätzen für die Pulvermetallurgie Anregungen erhalten, wie er bei Pulvern für das Flammenschweißen Entmischungen verhindern könnte, zumal der Grundgedanke der Erfindung durch das Bekannte nicht nahegebracht wird. Dieser Grundgedanke besteht darin, daß eine Entmischung verhindert und eine erhebliche Verbesserung der Wirkung des Pulvers erzielt wird, wenn das Mischen so ausgeführt wird, daß die Körner des leicht entzündlichen Metalles oder des Metalles mit der höheren Verbrennungstemperatur mit den Eisenkörnern vereinigt werden.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, 95 bis 99,5 °/o Eisenpulver mit 0,5 bis 5°/o Pulver eines zweiten Metalles, das leichter entzündlich oder von höherer Verbrennungstemperatur als Eisen ist, vor- so nehmlich Aluminium in einer Menge von 2%>, zu mischen. Die Mischung wird homogenisiert. Sodann Verfahren zur Herstellung eines Pulvers auf
Eisenbasis für das Flammenschneiden

Anmelder:

A. B. Höganäsmetoder, Höganäs (Schweden)

Vertreter:

Dr.-Ing. Hj. v. Schwarze, Patentanwalt,
München 5, Müllerstr. 31

Als Erfinder benannt:

Per Egon Gummeson, Höganäs (Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 12. Dezember 1957 (11279)

werden die Körner des Eisens fest angelagert. Das geschieht durch Sintern, mit Hilfe von Bindemitteln, durch Pressen, Stampfen oder Verwalzen. Das so erzielte Erzeugnis wird darauf zu einem solchen Pulver zerkleinert, dessen einzelne Körner aus einem Agglomerat von Körnern des Eisens und des zweiten Metalles bestehen.

Ein Mindestgehalt an 0,5 % des Pulvers des zweiten Metalles muß in der Mischung vorhanden sein, wenn eine nennenswerte Wirkung hervorgerufen werden soll. Bei Verwendung von Aluminium als zweites Metall wird durch Erhöhung des Aluminiumgehaltes die Wirkung bis zu einem Gehalt von etwa 2% Aluminium gesteigert. Geeignete Gehalte an Aluminiumpulver liegen zwischen 0,5 und 5 Gewichtsprozent.

Der Optimalgehalt an Aluminiumpulver in Höhe von 2% ist durch den Umstand erklärbar, daß das zweiphasige System FeO-Al₂O₃ ein Eutektikum bei einem Al₂O₃-GeUaIt von etwa 5 % aufweist, und daß bei der Verbrennung eine Schlacke eutektischer Zusammensetzung gebildet wird. Um das Hießvermögen der sich bildenden Schlacke zu erhöhen, kann ein weiteres Flußmittel wie Borsäure, Borat oder Flußspat dem Pulver beigemischt werden.

Zur Vereinigung der Körner des zweiten Pulvers mit den Körnern des Eisens werden, wie erwähnt, verschiedene Mittel angewendet, und zwar das Vereinigen mittels eines Bindemittels, durch Sintern und insbesondere wenn das Eisenpulver aus zerkleinertem Eisenschwamm besteht durch Kaltverarbeiten der Pulvermischung, durch Pressen, Stampfen oder Ver-

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Claims (2)

walzen, ζ. B. in einem Walzwerk, wobei die Körner des zweiten Metalles, z. B. Aluminium oder Magnesium, in die Poren der Eisenpulverkörner hineingedrückt und dort festgehalten werden. Solch einer Behandlung wird eine Zerkleinerung angeschlossen, wenn sich durch Zusammenballung größere Partikel gebildet haben, als im endgültigen Pulver erwünscht. Wenn ein Bindemittel verwendet wird, kann eine Lösung des Bindemittels der Metallpulvermischung zugesetzt, die sich ergebende Masse durch ein feines Maschensieb gedrückt und das Lösungsmittel ausgetrieben werden. Um die Wirkung der erfindungsgemäßen Maßnahmen zu verdeutlichen, wird Bezug genommen auf die nachfolgend aufgeführten Beispiele des Schneidens von Stäben aus rostfreiem Stahl in einer automatischen Schneidmaschine mit einem Schneidbrenner großer Abmessung unter Anwendung eines Sauerstoffdruckes im Schneidstrahl von 5 kg/cm2, eines Sauerstoffdrackes in der Heizflamme von 6 kg/cm2, eines Acetylengasdruckes von 0,5 kg/cm2 und eines Luftdruckes für die Pulverzufuhr von 0,6 kg/cm2. Es wurden die nachfolgend aufgeführten Pulver verwendet: Ungemischtes Schwammeisenpulver mit einer Teilchengröße von 0,15 mm, entsprechend 100er-Maschensieb, Aluminiumpulver mit einer Teilchengröße von 0,074 mm, entsprechend 200er-Maschensieb und zum Vergleich ein marktgängiges Pulver anderer Eisenqualität. Dieses Pulver wird hergestellt, indem ein Strahl von Roheisen durch Luft oder Wasser unter hohem Druck zerstäubt wird. Die kleinen Teilchen werden hierbei an der Oberfläche teilweise oxydiert. Bei dem nachfolgenden Glühen reagiert der im Werkstoff vorhandene Kohlenstoff mit dem Sauerstoff der oxydierten Schicht, und es ergibt sich ein praktisch sauerstofffreies Pulver mit einem niedrigen Gehalt an Kohlenstoff. 92 °/o des Pulvers passieren ein Sieb mit 150 Maschen, d. h., sie haben eine Teilchengröße von unter 0,10 mm; und 40 % passieren ein Sieb mit 325 Maschen, d. h., sie haben eine Teilchengröße von unter 0,044 mm. Versuche wurden ausgeführt mit dem Schwammeisenpulver und dem anderen handelsüblichen Eisenpulver je für sich sowie mit Mischungen des Eisenschwammpulvers mit 0,5 °/o, 1,5 °/o, 2% und 2,5% Aluminiumpulver, wobei die Mischungen erzielt wurden durch Verwalzen und Zerkleinern auf eine Korngröße entsprechend lOOer-Maschensieb. Die Ergebnisse der Versuche lassen sich den Kurven des abgebildeten Kurvendiagramms entnehmen. Es ist die Schnittgeschwindigkeit in Millimeter pro Minute als Ordinate gegen den Pulververbrauch in Gramm je Meter Schnittlänge als Abszisse aufgetragen. Das Schaubild zeigt, daß ein Aluminiumzusatz von 0,5 °/o zum Eisenpulver (Kurve 1) nicht genau die gleiche Schnittgeschwindigkeit erbringt wie das Schwammeisenpulver an sich (Kurve 2) und daß 1 °/o Aluminium (Kurve 3) zu einer eindeutigen Verbesserung der Schnittgeschwindigkeit führt. Die Verbesserung ist noch deutlicher bei 1,5 %> Aluminium (Kurve 4) und ist noch ausgeprägter bei 2°/o Aluminium (Kurve 5). Mit einem Gehalt von 2,5 °/o Aluminium (Kurve 6) ist ein Abfall von dem bei 2 °/o erreichten optimalen Wert zu verzeichnen, wahrscheinlich infolge gewisser Schwierigkeiten, alle Aluminiumkörner im zur Verfügung stehenden Walzwerk durch Verwalzen mit den Sehwammeisenkörnera zu vereinigen oder infolge der Bildung einer weniger flüssigen Schlacke. Als Vergleich ist auch das andere handelsübliche Pulver anderer Eisenqualität wiedergegeben (Kurve 7). In allen Fällen, in denen eine Mischung von Eisenpulver und Aluminiumpulver verwendet wurde, wurden die beiden Pulver zunächst homogenisiert und die Mischung wurde dann zu einem mehr oder weniger ununterbrochenem Band ausgewalzt, welches auf die Korngröße der ursprünglichen Eisenschwammpulverkörner zerkleinert wurde. Es wurde festgestellt, daß es bei dieser Behandlung schwieriger ist, ein richtiges Zusammenschweißen der Partikel zu erzielen, wenn der Aluminiumgehalt 2% übersteigt, was vielleicht der Grund dafür ist, daß Pulvermischungen mit mehr als 2°/o Aluminium etwas geringere Schnittgeschwindigkeiten liefern. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Pulvers auf Eisenbasis für das Flammenschneiden oder ähnliche Schneidverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß 95 bis 99,5 °/o Eisenpulver mit 0,5 bis 5 °/o Pulver eines zweiten Metalles, das leichter entzündlich oder von höherer Verbrennungstemperatur als Eisen ist, vornehmlich Aluminium in einer Menge von 2°/o, gemischt und die Mischung homogenisiert wird, sodann die Körner des zweiten Pulvers an die Körner des Eisens durch Sintern, mit Hilfe von Bindemitteln, durch Pressen, Stampfen oder Verwalzen fest angelagert werden, worauf das erzielte Erzeugnis zu einem solchen Pulver zerkleinert wird, dessen einzelne Körner aus einem Agglomerat von Körnern des Eisens und des zweiten Metalles bestehen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in Form einer Lösung der Pulvermischung zugesetzt, die sich ergebende Masse durch ein feines Maschensieb gedruckt und das Lösungsmittel ausgetrieben wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentanmeldungen B 8637 VI/18d (bekanntgemacht am 21.5.1953), B 18697 VI/18d (bekanntgemacht am 21. 5.1953), G9234VI/(18d (bekanntgemacht am 5. 5.1955);

schweizerische Patentschrift Nr. 268 239;

französische Patentschrift Nr. 1049 634;

»Blast Furnace and Steel Plant«, Februar 1952, S. 218.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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