DE1957073B2

DE1957073B2 - Gesinterte wolframlegierung

Info

Publication number: DE1957073B2
Application number: DE19691957073
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr. Reutte Benesovsky (Österreich)
Original assignee: Metallwerk Plansee AG, Reutte, Tirol (Österreich)
Priority date: 1968-12-23
Filing date: 1969-11-13
Publication date: 1972-07-20
Also published as: US3723076A; FR2037028A1; AT285185B; DE1957073A1; GB1285730A

Description

Legierungen verbessert werden.

Durch besonders leichte Verarbeitbarkeit, hohe

40 Warmfestigkeit und Aushärtbarkeit zeichnen sich

Gesintertes oder lichtbogengeschmolzenes Wolf- ferner Legierungen aus, welche zusätzlich noch 0,1

ram findet vielseitige Verwendung in der Elektronen- bis 3%, vorzugsweise 0,5 bis 1% Rhenium und

röhren- und Hochtemperaturtechnik. Trotz seines 0,05 bis 0,2% Eisen, Nickel, Kobalt und/oder Man-

sehr hohen Schmelzpunktes rekristallisiert es schon gan enthalten.

bei verhältnismäßig niedrigen Glühtemperaturen, 45 Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Legiewas sich ungünstig auf die Warmfestigkeitseigen- rungen muß von möglichst sauerstofffreien Pulvern schäften auswirkt. Wegen der hohen Härte und der ausgegangen werden. Es ist zweckmäßig, den Borhohen Übergangstemperaturen (duktil/spröde) ist zusatz nicht in Form von elementarem Bor, sondern Wolfram außerordentlich schwierig zu verarbeiten. in Form von metallischen Borverbindungen, z. B. als Auch die bisher bekanntgewordenen warmfesten 5o Wolframborid, einzusetzen. Das Sintern kann in Wolframlegierungen, insbesondere solche mit Haf- hochreinem Wasserstoff oder im Hochvakuum vornium- und Kohlenstoffzusätzen, sind diesbezüglich genommen werden. Es muß dabei mit einem genicht besser. Lediglich hohe Zusätze an Rhenium wissen Verlust an Bor beim Sintern gerechnet wersetzen die Übergangstemperatur stark herab, doch den, der dadurch zustande kommt, daß sich unter sind solche Legierungen aus wirtschaftlichen Grün- 55 Mitwirkung der im Pulver enthaltenen geringen den nur für Spezialanwendungen tragbar. Sauerstoffreste flüchtige Boroxyde bilden. Für die

Die USA.-Patentschrift 3 177 076 beschreibt Le- Eigenschaft des gesinterten Wolframs sind jedoch

gierungen auf der Basis von Wolfram und Molyb- nicht die eingesetzten Stoffe maßgebend, sondern in

dän, die eine gute Bearbeitbarkeit bei hohen Tempe- erster Linie der im Sinterprodukt zurückbleibende raturen aufweisen sollen. Die Legierungen enthalten ⁶° Gehalt an Bor und Sauerstoff,

neben Wolfram und/oder Molybdän 0,005 bis 0,5% Die Herstellung erfindungsgemäßer Legierungen

Bor und mindestens eines der folgenden Metalle: bis wird an folgendem Beispiel näher erläutert,
zu 14% Titan, bis zu 2% Zirkonium, bis 9% Tan-

tal, bis 10% Niob und bis 12% Hafnium. Beispiel

Ähnliche Legierungen beschreibt auch die 65 Als Ausgangspulver dient Wolframpulver einer deutsche Patentschrift 1248 952. In diesem Fall mittleren Korngröße von etwa 3 My und einer spezihandelt es sich ebenfalls um Legierungen von Wolf- fischen Oberfläche von 0,5 m²/g. Es enthält weitere ram oder Molybdän. Sie enthalten außerdem 0,25 Bestandteile in ppm (1 ppm = 1 · ΙΟ"⁶): Eisen 30,

Silizium 30, Molybdän 500, Kohlenstoff 50, Sauerstoff 200. Das Bor wird in Form vorgebildeter, feingepulverter Boride, also z.B. Wolframborid oder ternäre Boride aus dem System Re—Fe—B, eingebracht, wobei das Eisen ganz oder teilweise durch Nickel, Kobalt oder Mangan ersetzt sein kann. Erfahrungsgemäß müssen 30 bis 100% mehr Bor eingesetzt werden, als im Endprodukt enthalten sein soll. Die Pulvermischungen werden mit einem Druck von 5 t/cm⁸ zu Stäben verpreßt und S bis 10 Stunden bei 2500 bis 2800° C unter Wasserstoff gesintert. Die Weiterverarbeitung erfolgt nach den üblichen Methoden, also durch Walzen, Schmieden, Ziehen usw.

Erfindungsgemäße Legierungen mit einem Zirkonium- und/oder Hafniumzusatz sowie mit Rhenium- und Eisenmetallgehalten können durch geeignete Wärmebehandlung einer Ausscheidungshärtung unterzogen werden, wodurch die Warmfestigkeit noch weiter gesteigert werden kann. Dabei werden die Legierungen zunächst einer Lösungsglühung bei 2200 bis 2500° C unterworfen und nach rascher Abkühlung einer anschließenden Aufsehetdungshärtungsglühung bei 1200 bis 1800° C in der

Dauer von 10 bis 100 Stunden unterzogen,

Die Überlegenheit einer Sinterlegierung gegenüber einer Gußlegierung ergibt sich aus dem nachfolgenden Datenvergleich einer Legierung mit 0,5 °/o Hafnium, 200 ppm Bor, Rest Wolfram.

	Gesintert	Erschmolzen
Übergangstemperatur, ⁰C...	160	280
Kornzahl Z/mm²	8000	2500
Rekristallisations
temperatur, ⁰C	1400	1100
Warmfestigkeit, kp/mm^a
bei 1600° C	54	36

Claims

1 2 bis 14% Titan, 0,01 bis 0,5% Bor und nicht mehr Patentansprüche: als 0,05 % Sauerstoff. Es wird dort ausdrücklich festgestellt, daß sich diese Gußlegierungen von den

1. Gesinterte Wolframlegierung, dadurch entsprechenden pulvermetallurgisch hergestellten gekennzeichnet, daß sie aus 0,002 bis 5 Legierungen stark unterscheiden. Es ist hiermit 0,05%, vorzugsweise 0,005 bis 0,02% Bor, we- zweifellos gemeint, daß die gesinterten Legierungen niger als 0,002% Sauerstoff, Rest Wolfram be- wesentlich schlechtere Eigenschaften aufweisen als steht. ähnliche Gußlegierungen. Es lag somit keinesfalls

2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch ge- auf der Hand, den Versuch zu machen, eine ähnkennzeichnet, daß sie zusätzlich noch 0,2 bis io liehe Legierung auf dem Sinterwege herzustellen. 2,00/0, vorzugsweise 0,5 bis 1% Zirkonium Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß auf und/oder Hafnium enthält. dem Sinterwege hergestellte borhaltige wolfram-

3. Legierung nach Anspruch 1 oder 2, da- legierungen sich durch überraschend niedrige Überdurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich noch gangstemperaturen und damit leichtere Verarbeitbar-0,1 bis 3Vo, insbesondere 0,5 bis 1% Rhenium »S keit, durch größere Femkornigkeit und durch höhere und 0,05 bis 0,2% Eisen, Nickel, Kobalt und/ Rekristallisationstemperatur und damit bessere Warmoder Mangan enthält. festigkeit auszeichnen. Darüber hinaus können

4. Verfahren zur Herstellung von Legierungen ^solche Legierungen noch durch eine Vergütungsnach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- behandlung bzw durch Ausscheidungshartung verkennzeichnet, daß in das Wolframpulvei, das *> bessert werden. Voraussetzung bei der Herstellung vorzugsweise eine Korngröße von 1 bis 10My, ^der Legierungen ist eine ausreichende Reinheit, insinsbesondere 1 bis 5 My, aufweist, das Bor in besondere bezuglich des Sauerstoffs und vorteilhat Form von vorgebildeten intermetallischen Pha- ^eine entsprechende Kornfemheit des Ausgangs-Wplfsen, z.B. in Form von Wolframborid oder rampulvers in einer Korngröße bis zu 10My, rns-Rhenium-Eisenborid, eingebracht wird, wobei *5 besondere von 1 bis 5 My.

das Eisen ganz oder teilweise durch Nickel, Ko- ^Die Erfindung betrifft eine gesinterte Wolfram-

balt oder Mangan ersetzt sein kann, und die so legierung, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß

erhaltene Pulvermischung verpreßt und in sauer- sie aus 0,002 bis 0,05%, vorzugsweise 0,005 bis

stofffreier Atmosphäre gesintert wird. 0,02% Bor und weniger als 0,002 % Sauerstoff,

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge- 3o Rest Wolfram besteht. Diese Legierung kann auch kennzeichnet, daß die Legierung zur Vergütung noch 0,03 bis 1%, insbesondere 0,05 bis 0,1% Moeiner Lösungsglühung bei 2200 bis 2500° C und lybdän enthalten, doch wird dieses nicht zu den abanschließend einer Ausscheidungs-Härtungsglü- sichtlich zugesetzten Legierungsbestandteilen gehung bei 1200 bis 1800⁰C in der Dauer von rechnet.

10 bis 100 Stunden unterzogen wird. 35 Durch weitere Legierungszusätze von 0,02 bis

2%, vorzugsweise 0,5 bis 1 % Zirkonium und/oder Hafnium kann die Warmfestigkeit dieser vergütbaren