DE1298039B

DE1298039B - Herstellung von Diamantstaubteilchen enthaltenden Presslingen

Info

Publication number: DE1298039B
Application number: DE1966I0031003
Authority: DE
Inventors: Oka Akira; Kuratomi Tatsuo
Original assignee: IND DISTRIBUTORS SALES Ltd
Current assignee: IND DISTRIBUTORS SALES Ltd
Priority date: 1965-12-25
Filing date: 1966-06-04
Publication date: 1969-06-19
Also published as: GB1148596A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Diamantstaubteilchen enthaltende Preßlinge und besteht in einem Verfahren zu deren Herstellung.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Diamantstaubteilchen mit chemisch reinem Titan- oder Zirkonium hydrid in pulverisierter Form vermischt werden, dieses Gemisch dann einem erhöhten Druck ausgesetzt und zwecks Entfernung des Wasserstoffs aus dem Hydrid sowie zwecks Bildung von pulverisiertem Titan oder Zirkonium erhitzt und darauf erneut erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur ausgesetzt wird, um die Diamantstaubteilchen und das Titan oder Zirkonium unter Bildung eines Preßlings miteinander zu verschmelzen.
Chemisch reines Titan- oder Zirkoniumhydrid kann auf Kolloidgröße bzw. Form pulverisiert werden. Durch Erhitzung dieses pulverisierten Titan-oder Zirkoniumhydrids in einem Vakuum auf eine Temperatur von 4000 C oder mehr findet eine hitzebedingte Aufspaltung des Hydrids statt; es wird pulverisiertes aktives Titan oder Zirkonium unter Abspaltung von Wasserstoff hergestellt.
Die zuerst erfolgende Erhitzung des Diamantstaub-Hydrid-Gemischs wird zweckmäßig bei einer Temperatur von etwa 6000 C in einem Vakuum von etwa 10-5 mm Hg durchgeführt; durch die dabei erfolgende Abspaltung des Wasserstoffs wird - nach dessen Entfernung - auf der Oberfläche des Diamantstaubs pulverisiertes aktiviertes Titan oder Zirkonium gebildet. Für die Durchführung des nächsten Verfahrensschrittes, d. h. während der darauffolgenden Erhitzung des Diamantstaub-Titan- (oder Zirkonium-) Gemisches, empfiehlt es sich, dieses Gemisch für die Dauer von etwa 1 bis 3 Sekunden einem Druck von mindestens etwa 2t/cm2, vorzugsweise etwa 5 t/cm2, und einer Temperatur von etwa 14000 C auszusetzen. Nach der dabei erfolgten Verschmelzung des Diamantstaubs werden Druck und Temperatur gesenkt.
Die Besorgnis, daß bei der Erhitzung des Diamantstaub-Titan- (oder Zirkonium-) Gemischs auf 14000 C eine Graphitisierung des Diamantstaubs eintreten könnte, hat sich in der Praxis als unbegründet herausgestellt, selbst wenn die Erhitzung bei dieser Temperatur unter Druck mehrere Sekunden andauert. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, wenn der Diamantstaub einer schnellen direkten elektrischen oder hochfrequenten Erhitzung unterworfen und die Wärmebehandlung bis auf 14000 C nur während einer sehr kurzen Zeitspanne, beispielsweise 1 bis 3 Sekunden, durchgeführt wird. Um hinsichtlich der Diamantenverwachsung ein hohes Maß an Genauigkeit und Festigkeit zu erzielen, reicht es aus, wenn der Druck während der Wärmebehandlung etwa 2 t/cm2 beträgt; soll jedoch eine Diamantverwachsung mit einem besonders hohen Maß an Genauigkeit und Festigkeit erreicht werden, empfiehlt sich die Anwendung eines Drucks von etwa 5 vom2.
Das Mischungsverhältnis von pulverisiertem aktiviertem Titan oder Zirkonium einerseits und Diamantstaub andererseits kann den jeweiligen Anforderungen entsprechend variiert werden. Wo ein besonders hohes Maß an Festigkeit bzw. Stabilität benötigt wird, empfiehlt es sich, Diamantstaub und Hydrid in einem solchen Verhältnis miteinander zu mischen, daß nach Entfernung des Wasserstoffs aus dem Hydrid ein Gemisch von etwa 97 Volumprozent Diamantstaub und etwa 3io Titan oder Zirkonium zustande kommt, Wo Zähigkeit gefordert wird, wird das Mischungsverhältnis von pulverisiertem aktiviertem Titan oder Zirkonium einerseits zu Diamantstaub andererseits größer sein; als besonders günstig hat sich hierfür erwiesen, wenn Diamantstaub und Hydrid in einem solchen Verhältnis gemischt werden, daß nach Entfernung des Wasserstoffs aus dem Hydrid ein Gemisch von etwa 70 Volumprozent Diamantstaub und 30°/o Titan oder Zirkonium zustande kommt.
Nachstehend ist die Erfindung an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erläutert.
Diamantstaub und chemisch reines Titanhydrid in pulverisierter Form werden im Verhältnis 73 Volumprozent Diamantstaub zu 274/o Titanhydrid miteinander vermischt. Hierzu wird wasserfreies Aceton hinzugegeben. Das Gemisch wird eine Stunde lang geschüttelt bzw. gerührt und gleichmäßig gemischt.
Anschließend wird das wasserfreie Aceton verdampft.
Das danach vorliegende homogene Gemisch von Diamantstaub und pulverisiertem Titanhydrid wird einem Druck von 2 t/cm2 ausgesetzt und in einem Vakuum von 10-5 mm Hg auf 6000C erhitzt. Dadurch wird das Titanhydrid einer hitzebedingten Aufspaltung unterworfen, wobei der Wasserstoff abgetrennt und entfernt wird. Auf der Oberfläche des Diamantstaubs zeigt sich aktiviertes Titan in pulvensierter Form. Das Gemisch aus Diamantstaub und pulverisiertem aktiviertem Titan wird einer unmittelbaren elektrischen Erhitzung unter einem Druck von 2 t/cm2 unterzogen und für die Dauer einer Sekunde auf 14000 C erhitzt. Durch die hierbeierfolgende Sinterung entsteht ein Preßling mit 84 Volumprozent Diamantstaub. Anschließend werden Temperatur und Druck gesenkt; die erzielte Verwachsung besitzt ein hohes Maß an Genauigkeit und Festigkeit bzw.
Starrheit.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Diamantstaubteilchen enthaltenden Preßlingen, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Diamantstaubteilchen mit chemisch reinem Titan- oder Zirkoniumhydrid in pulverisierter Form vermischt werden, dieses Gemisch dann einem erhöhten Druck ausgesetzt und zwecks Entfernung des Wasserstoffs aus dem Hydrid sowie zwecks Bildung von pulverisiertem Titan oder Zirkonium erhitzt und darauf erneut erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur ausgesetzt wird, um die Staubteilchen und das Titan oder Zirkonium unter Bildung eines Preßlings miteinander zu verschmelzen.
2. Verfahren nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die zuerst erfolgende Erhitzung des Diamantstaub-Hydrid-Gemischs bei einer Temperatur von etwa 6000 C in einem Vakuum von etwa 10-5 mm Hg durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der darauffolgenden Erhitzung des Diamantstaub-Titan- (oder Zirkonium-) Gemischs dieses Gemisch für die Dauer von etwa 1 bis 3 Sekunden einem Druck von mindestens etwa 2 t/cm2, vorzugsweise etwa 5 t/cm2, und einer Temperatur von etwa 14000 C ausgesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Diamantstaub und Hydrid in einem Verhältnis gemischt werden, derart, daß nach Entfernung des Wasserstoffs aus dem Hydrid ein Gemisch von etwa 97 Volumprozent Diamantstaub und etwa 3 0/o Titan oder Zirkonium zustande kommt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Diamantstaub und Hydrid in einem Verhältnis gemischt werden derart, daß nach Entfernung des Wasserstoffs aus dem Hydrid ein Gemisch von etwa 70Volumprozent Diamantstaub und 300/0 Titan oder Zirkonium zustande kommt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Diamantstaub-Hydrid-Gemisch wasserfreies Aceton zugesetzt wird, das nach dem Mischen und vor dem ersten Pressen des Gemisches zur Verdampfung gebracht wird.