DE1937088B2

DE1937088B2 - Verfahren zur Herstellung eines dispersionsverfestigten Kupferpulvers

Info

Publication number: DE1937088B2
Application number: DE19691937088
Authority: DE
Inventors: Stane Dipl.-Ing. Jurca; Majda Dipl.-Chem. Simnic
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-10-08
Filing date: 1969-07-22
Publication date: 1974-11-28
Also published as: FR2020099A1; DE1937088A1; YU234068A; YU33373B

Description

Dispersionsverfestigtes Kupfer ist ein aus der Literatur bekannter Werkstoff Die Härtung erfolgt mittels feinverteilter Aluminium-, Thorium- oder Magnesiumo- »id-Teilchen. Bei den bekannten Verfahren werden die pulverförmigen Feststoffe vermischt oder AI2O3 als Aluminiumchlorid in Kupfer eingetragen.

Aus der britischen Patentschrift 893 425 ist die Dispersionshärtung von Kupfer unter Verwendung eines in Kupfer unl< -»lichen Oxyds bekannt. Hier wird aber die disperse Mischung, die nachher durch Sinterung lind Reduktion zum Fetiigpro/jkt wird, von der Lösung eines Kupfersalzes ausgehend gewonnen. Das Kupfer wird sodann in Form einor Verbindung ausgefällt, die sich unter der Einwirkung von Hitze zu Kupferoxid zersetzt. Entsprechend wird hier auch von einer Salzlösung des Metalls ausgegangen, dessen Oxid im Kupfer dispergiert werden soll. Auch dies wird in Form einer Verbindung gefällt, das sich bei Hitze in das entsprechende Oxid verwandelt. Die Ausfällungen werden dann vermischt und bilden das Ausgangsprodukt für das anschließende Sinter- und Reduktionsverfahren. Ähnliche Verfahren sind aus der GB-PS 893 424 sowie aus der US-PS 3 159 908 bekannt. Abgesehen davon, daß dort mit anderen Materialien gearbeitet wird, ist das vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung des dispersen Gemisches ausgesprochen teuer.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von möglichst billigen Rohstoffen in möglichst preiswerter Weise ein feindisperses Verbundpulver aus Kupfer und einem Metalloxid mit hoher Bildungswärme zu schaffen, das sich insbesondere nach Sinterung zur Herstellung von Elektroden für das Widerstandsschweißen eignet.

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch beschriebene Erfindung gelöst.

Während, wie oben bereits erwähnt, bisher im wesentlichen Aluminium-, Magnesium- oder Thoriumoxid eingesetzt wurden, werden hier gewisse Eigenschaften der Chromverbindungen, die in der Endphase in das stabile Chromoxid CraO3 überführt werden können, benutzt. Die hohe Dispersität des Chromoxids in Kupfer wird durch Naßmahlen der Kupferoxide, vorzugsv/eise Zunder, in einer Chromsalzlösung, vorzugsweise Ammoniumchromat, erzielt, was ein inniges Vermählen und die Bildung einer Additionsverbindung des Spinell-Typs ermöglicht. Die Ätzeigenschaften der Chromsalzlösung werden durch Zusatz einer leichtflüchtigen Base, % B. von Ammoniak, sehr stark herabgesetzt Bereits nach einer kurzen Mghldeuer verläuft die Reaktion nahezu quantitativ, was eine Erhöhung des pH-Wertes fiber 10 zur Folge hat, so daß das Verfahren keine spezielten Schutzmaßnahmen for die Gesundheit oder Anforderungen an die Art der verwendeten Materialien stellt.

Das erfindungsgemäß hergestellte Pulver kann nach den in der Pulvermetallurgie gebräuchlichen Methoden

jo zu Festkörpern verarbeitet werden. Durch Abänderungen in der Verarbeitung können verschiedene Kombinationen mit verschiedenen Eigenschaften erzie'· werden. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, sind die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten

!5 Werkstoffe beim Schweißverfahren sehr verschleißfest und temperaturbeständig. Ein merklicher Härteabfall ist erst beim Erhitzen auf eine Temperatur von über 500⁰C wahrzunehmen.

Die Erfindung soll durch folgende Ek-hpiele erläutert werden:

Beispiel 1

Kupferzunder, bestehend aus 84% CuO und 16% O12O, wurde in einer wäßrigen Lösung von CnO3 vermählen. Der Gehalt an CnO3 in der Lösung variierte in Abhängigkeit von der gewünschten Zusammensetzung des jeweiligen Endproduktes in weiten Grenzen. Der pH-Wert der Lösung wurde durch Zusatz von Ammoniak auf 5,5 eingestellt. Infolge des innigen Vermahlens des Zunders in der mit rostfreier Auskleidung und Hartmetallkugeln versehenen Vibrationsmühle endete die Reaktion praktisch schon nach einer halben Stunde. Das gemahlene Pulver wurde getrocknet, reduziert, heiß gepreßt und stranggepreßt. Die Elektroden enthielten 6 Volumprozent CnO3. Sie wurden mit DCu 6/1 bezeichnet und wiesen eine Dichte von 8,61 g/cm³ auf, d.h. praktisch 100% der theoretischen Dichte. Ihre elektrische Leitfähigkeit betrug 58% von der de* Kupfers.

Nach 2000 Punktschweißungen, die gemäß den Vorschriften der Resistance Welding Manufacturers Association durchgeführt wurden, vergrößerte sich die Elektrodenoberfläche um etwa 62% bei der unteren und um etwa 50% bei der oberen Elektrode.

Beispiel 2

Analog dem obigen Beispiel, nur mit einem größeren so Gehalt an Cr2O3. nämlich 9 Volumprozent, wurden Elektroden (Bezeichnung: DCu 9/1) erhalten. Ihre Dichte betrug 8,56 g/cm³ und die elektrische Leitfähigkeit 53% von der des Kupfers. Nach 2000 Punktschweißungen, die gemäß den obenerwähnten Vorschriften durchgeführt wurden, vergrößerte sich die Oberfläche der unteren Elektrode um etwa 25% und die der oberer. Elektrode um etwa 36%.

Beispiel 3

Bei obiger Arbeitsweise, allerdings in einer Mühle mit keramischer Auskleidung an Stelle einer solchen mit Stahlauskleidung, dauerte das Mahlen etwas länger. Die Elektroden, enthaltend 11 Volumprozent Cr2O3, wurden als DCu 11/2 bezeichnet und hatten eine Dichte von 8,18 g/cm³ und 54% der elektrischen Leitfähigkeit des Kupfers, Nach 2000 Punktschweißungen vergrößerte sich die Oberfläche der unteren Elektrode nur

um etwa 10%. die der oberen Elektrode aber um etwa 13%.

Pas Verhalten der aus erfindungsgemäß hergestelltem Verbundpulver erzeugten Elektroden beim Punktschweißen wird durch die F i g. 1 und 2 näher erläutert, welche die Abhängigkeit des Verschleißes und damit der Vergrößerung der Berührungsfläche von oberer bzw. unterer Elektrode von der Anzahl der Punktschweißungen darstellen. Zum Vergleich wurden in das Piagramm auch die Werte for zwei bekannte Standardmaterialien, nämlich das der jugoslawischen Schweißelektroden ML.5 (Erzeugnis der Firma Mariborska Livarna, Maribor) und das des EUMEPUR eingetragen.

F i g, 3 zeigt die hohe Temperaturbeständigkeit der aus erfindungsgemäß hergestelltem Verbundpulver erzeugten Elektroden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines mittels Metalloxid dispersionsverfestigten Kupferpulvers, dadurch gekennzeichnet, daß Kupferoxide, vorzugsweise Zunder, in einer Chromsalzlösung, vorzugsweise in einer Ammoniumchromat-Lösung, mit oder ohne eine(r) leichtflüchtige(n) Base naß vermählen werden und das erhaltene Gemisch anschließend in üblicher Weise getrocknet und reduzierend behandelt wird.

2. Verwendung des gemäß Anspruch 1 hergestellten dispersionsverfestigten Kupferpulvers für durch Heißpressen und Strangpressen erzeugte Elektroden zum Widerstandsschweißen.