DE1248952B

DE1248952B -

Info

Publication number: DE1248952B
Application number: DENDAT1248952D
Authority: DE
Priority date: 1960-05-23
Publication date: 1967-08-31
Also published as: GB941945A

Description

DEUTSCHES #W PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT DeutscheKl.: 40 b-27/00

Nummer: 1 248 952

Aktenzeichen: A 37463 VI a/40 b

1 248 952 Anmeldetag: 17.Mai 1961

Auslegetag: 31. August 1967

Die Erfindung betrifft eine bei höheren Temperaturen verarbeitbare Gußlegierung auf Molybdänoder Wolframbasis sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.

Bisher wurden bei dem bevorzugten Verfahren zur S Herstellung schmiedbarer Gußstücke aus Molybdän und Wolfram kleine Mengen Kohlenstoff zugegeben, und das Material wurde im Vakuum geschmolzen. Da bei vielen Verwendungszwecken die Anwesenheit von Kohlenstoff ungünstig ist, besteht die erfindungsgemäße Aufgabe in» der Schaffung einer kohlenstofffreien, bei höheren Temperaturen verarbeitbaren Gußlegierungen von einer außerordentlich hohen Temperaturbeständigkeit.

Es ist bekannt, daß ein Borgehalt in gegossenem Molybdän eine starke Kornverfeinerung bewirkt, wenn gleichzeitig mehr als 0,01% Kohlenstoff vorhanden sind. Man weiß auch, daß bei gegossenem Molybdän durch einen Borgehalt bis 0,005% die Ubergangstemperatur abnimmt und bei höheren Bor- ao gehalten wieder auf den Wert eines eine geringe Sauerstoffmenge enthaltenden Molybdäns zunimmt. Ein wesentlicher Sauerstoffgehalt in den Gußlegierungen ist jedoch unerwünschter als ein Kohlenstoff- ■■■;·· gehalt. Es ist auch bekannt, kleinere Borzusätze t$ zur Desoxydation beim Sintern von Wolfram zu verwenden, und man hat auch bei der Herstellung gegossenen Molybdäns Aluminium und Beryllium zur Beseitigung des nachteiligen Sauerstoffgehaltes verwendet. Die Erfindung beruht nun darauf, daß mit Bor die gleichen günstigen Ergebnisse wie bei Kohlenstoff, der für viele Zwecke jedoch nachteilig ist, erreicht werden können, ohne das die bisher bei Desoxydationsmitteln beobachteten Verschlechterungen von Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Temperaturbeständigkeit, in Kauf genommen werden müssen. Außerdem ist es bei der erfindungsgemäßen Gußlegierung, bei der Bor an Stelle von Kohlenstoff verwendet wird, nicht unbedingt notwendig, im Vakuum zu schmelzen, obwohl dieses Verfahren bevorzugt wird. Es ergibt sich eine Gußlegierung mit einer außerordentlich hohen Temperaturbeständigkeit.

Es ist bekannt, daß die Eigenschaften von Gußlegierungen von Molybdän und Wolfram durch die Zugabe kleiner Mengen anderer Übergangselemente verbessert werden können, und deshalb sind Gegenstand der Erfindung Molybdän- oder Wolframlegierungen, die Titan und gegebenenfalls einen oder mehrere andere dieser Zusätze enthalten. Hierdurch wird jedoch die Härte der Legierung erhöht, weshalb nur begrenzte Mengen verwendet werden dürfen.

Bei höheren Temperaturen verarbeitbare
Gußlegierung auf Molybdän- oder Wolframbasis
und Verfahren zur Herstellung derselben

Anmelder:

American Metal Climax, Inc.,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. I. M. Maas, Patentanwalt,
München 23, Ungererstr. 25

Als Erfinder benannt:

George Ansel Timmons, Ferndale, Mich.;

Marion Semchyshen,

Dearborn, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 23. Mai 1960 (30 773) -

Die erfindungsgemäße, bei höheren Temperaturen verarbeitbare Gußlegierung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 0,25 bis 14% Titan, 0 bis 2% Zirkonium, 0 bis 9% Tantal, 0 bis 7% Vanadium, 0 bis 10% Niob, 0 bis 2% Chrom, 0 bis 1,3% Eisen, 0 bis 0,9% Kobalt, 0 bis 0,4% Nickel, 0 bis 12% Hafnium, bis 0,05% Sauerstoff, 0,01% bis ein Zehntel des Titangehaltes, vorzugsweise bis 0,5 %, an Bor, Rest Molybdän oder Wolfram besteht.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Legierungen nach der Erfindung besteht darin, daß in einer nicht oxydierenden Atmosphäre oder in einem Vakuum bei einem absoluten Druck, der 0,1 Torr nicht übersteigt, eine Mischung aus Molybdän oder Wolfram jeweils mit Bor in einer Menge, mit welcher 0,01% bis ein Zehntel des Titangehaltes an Bor in der erstarrten Gußlegierung verbleiben, und einer Titanmenge entsprechend einem Titangehalt der Legierung von 0,25 bis 14% geschmolzen wird, wobei, wenn erforderlich, entsprechende Mengen an Zirkonium, Tantal, Vanadium, Niob, Chrom, Eisen, Kobalt, Nickel und/oder Hafnium der Schmelze zugesetzt werden.

Es wird angenommen, daß sich dabei das Bor mit dem gesamten im Metall vorhandenen Sauerstoff verbindet und B₂O₃ bildet, das bei den Schmelztemperaturen gasförmig ist. Deshalb wird es aus dem

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Claims

schmelzenden und geschmolzenen Material im Vakuum in einer höheren Geschwindigkeit entfernt als in einer indifferenten Atmosphäre bei einem höheren absoluten Druck. Eines der wirksamsten Verfahren zur Durchführung dieses Schmelzvorganges erfolgt in einem Lichtbogenofen mit abbrennbarer Elektrode. Wenn diese bekannte Vorrichtung verwendet wird, wird die Elektrode hergestellt, indem Pulver oder Stückchen des die Charge darstellenden Metalls gesintert werden. Die Pulver, Stückchen oder Teilchen von Molybdän oder Wolfram sollen sowenig Sauerstoff wie möglich enthalten und vorzugsweise nicht mehr als 0,05% Sauerstoff einschließlich sowohl des gebundenen als des adsorbierten Sauerstoffs. Es muß so viel Bor hinzugegeben werden, daß es sich mit dem gesamten gebundenen Sauerstoff verbinden kann und daß noch ein überschüssiger Rückstand im Endprodukt bleibt. Zu diesem Zweck soll das Endprodukt vorzugsweise 0,01 bis 0,50% Bor und vorzugsweise nicht mehr als 0,005 % Sauerstoff enthalten. Legierungsgußstücke, die erfindungsgemäß hergestellt werden, haben Eigenschaften, die sich von ähnlichen Legierungen, die durch Sintern gepulverten Metalls hergestellt wurden, stark unterscheiden. Besondere Beispiele von Gußlegierungen im Rahmen der Erfindung sind folgende: Beispiel 1: 0,18 °/o Bor, 1,28% Titan, Rest Molybdän. Beispiel 2: 0,074% Bor, 1,43 % Titan, Rest Molybdän. Alle Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht. Erfindungsgemäß hergestellte Legierungen können durch Strangpressen, Schmieden oder Walzen bei Temperaturen im Bereich von 1093 bis 1760° C verarbeitet werden, aber vorzugsweise werden sie bei Temperaturen in der Größenordnung von 1260 bis 1427° C verarbeitet. . Patentansprüche:

1. Bei höheren Temperaturen verarbeitbare Gußlegierung auf Molybdän- oder Wolframbasis, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus .0,25 bis 14% Titan, 0 bis 2% Zirkonium, 0 bis

ίο 9% Tantal, 0 bis 7% Vanadium, 0 bis 10% Niob, 0 bis 2% Chrom, 0 bis 1,3% Eisen, 0 bis 0,9% Kobalt, 0 bis 0,4% Nickel, 0 bis 12% Hafnium, bis 0,05% Sauerstoff, 0,01%-bis ein Zehntel des Titangehaltes, vorzugsweise bis 0,5 %, an Bor, Rest Molybdän oder Wolfram besteht.

2. Verfahren zur Herstellung der Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer nicht oxydierenden Atmosphäre oder in

ao einem Vakuum bei einem absoluten Druck, der 0,1 Torr nicht übersteigt, eine Mischung aus Molybdän oder Wolfram jeweils mit Bor in einer Menge, mit welcher 0,01% bis ein Zehntel des Titangehaltes an Bor in der erstarrten Gußlegie-

a5 rung verbleiben, und einer Titanmenge entsprechend einem Titangehalt der Legierung von 0,25 bis 14% geschmolzen wird, wobei, wenn erforderlich, entsprechende Mengen an Zirkonium, Tantal, Vanadium, Niob, Chrom, Eisen, Kobalt_j Nfckel und/oder Hafnium der Schmelze zugesetzt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 854 852, 960 930;
USA--Patentschrift Nr. 2 678 268;

»Journal of the Institute of Metals«, 82 (1953/54), April 1954, S. 361 bis 373;

»Metal Progress«, 70, Dezember 1956, S. 97 bis 101;

»Tungsten«, Reinhold Publ. Co., NewYork₅ 1955, : S.226.