DE3011962A1

DE3011962A1 - Composite metallic material contg. metal nitride - such as mixt. of nickel and vanadium nitride, and used for adding nitrogen to molten steel or other alloys

Info

Publication number: DE3011962A1
Application number: DE19803011962
Authority: DE
Inventors: Inna Petrovna &Ccaron;ernogolovka Moskovskaja oblast' Borovinskaja; Fedor Ivanovi&ccaron; Moskva Dubovickij; Anatolij Dmitrievi&ccaron; Tomsk Kolmakov; Jurij Michajlovi&ccaron; Maksimov; Aleksandr Grigorevi&ccaron; Mer&scaron;anov; Larisa Grigorevna Tomsk Raskolenko; Mansur Chusiachmetovi&ccaron; Ziatdinov
Original assignee: INST KHIM FIZ AN SSSR; TOM G UNI
Current assignee: Tomskij Gosudarstvennyj Universitet Tomsk Su Ins
Priority date: 1980-03-27
Filing date: 1980-03-27
Publication date: 1981-10-01
Also published as: DE3011962C2

Abstract

The composite material contains gp.VIII metals (A) and nitrides of metals(B) in gps. III-VII. The composite is made by crushing at least one alloy contg. at least one metal from each gp.(A,B) into powder. The powder is placed in an atmos. contg. excess N2, and is locally ignited so it burns; excess N2 is maintained qntil the reaction is complete. The pref. initial alloy contains 2-70% metals (A), and 98-30% metals (B). Metals (A) are pref. Fe, Ni and/or Co whereas metals (B) are pref. Al, Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, and/or Mn. Used esp. to make pre-alloys of uniform compsn. used in mfrg. steels or other alloys.

Description

Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf feste Metallkompositionen auf der Basis von Metallen der Gruppe VIII des Periodensystems und von Metallnitriden der Gruppen III bis VII und auf Verfahren zur Herstellung der genannten Kompositionen.The present invention relates to solid metal compositions based on metals of group VIII of the periodic table and on metal nitrides of groups III to VII and processes for the preparation of the compositions mentioned.

Die erwähnten festen Metallkompositionen können in der Eisen-und Nichteisenmetallurgie als Legierungsstoffe bei der Verhüttung von-Stahl und Legierungen verwendet werden.The solid metal compositions mentioned can be used in ferrous and non-ferrous metallurgy used as alloying substances in the smelting of steel and alloys.

Die zur Zeit bekannten als Legierungsstoffe verwendeten Legierungen auf der Basis von Metallen der Gruppe VIII und von Metallnitriden der Gruppen III bis VII besitzen schlechte nicht zuiriedenstellende Eigenschaften. Gewöhnlich enthalten diese Legierungen 3 bis 17 % Stickstoff und weisen eine Dichte von 2 bis 5 g/cm3, eine Porosität von 30 bis 60 % und eine Zerdrückungsfestigkeit von weniger als 2 kg/mm2 auf. Die genannten Legierungen stellen entweder ein Pulver oder ein gesintertes lockeres Brikett dar. Der Stickstoff ist in den erwähnten Legierungen ungleichmäßig verteilt. Gewöhnlich bildet er große Nitride mit Abmessungen bis zu 2 mm, die in der Legierung in Form von einzelnen, nicht miteinander verbundenen Einschlüssen vorhanden sind.The currently known alloys used as alloy materials based on Group VIII metals and Group III metal nitrides through VII have poor unsatisfactory properties. Usually included these alloys 3 to 17% nitrogen and have a density of 2 to 5 g / cm3, a porosity of 30 to 60% and a crush strength of less than 2 kg / mm2. The alloys mentioned represent either a powder or a sintered one loose briquette. The nitrogen is uneven in the alloys mentioned distributed. It usually forms large nitrides with dimensions up to 2 mm, which in of the alloy in the form of individual, non-interconnected inclusions available.

Die niedrige Dichte der oben genannten Legierungen, deren hohe Porosität und die ungleichmäßige Verteilung des Stickstoffs in Form von großen Nitriden führen zu einer niedrigen Stickstoffaufnahme des Stahls und zu einer ungleichmäßigen Stickstoffverteilung innerhalb des Gußblocks. Die niedrige Festigkeit der Legierungen und deren pulverförmige Form führen zu beträchtlichen Verlusten der Legierung beim Legieren, Transportieren und Aufbereiten und verringern einschneidend den Grad und die Stabilität der Stickstoffaufnahme des Stahls.The low density of the above alloys, their high porosity and the uneven distribution of nitrogen in the form of large nitrides low nitrogen uptake by the steel and uneven nitrogen distribution within the ingot. The low strength of the alloys and their powdery Shape lead to considerable losses of the alloy during alloying, transportation and conditioning and drastically reducing the degree and stability of nitrogen uptake of Steel.

Zur Herstellung der genannten Legierungen werden heutzutage Legierungen verwendet, die Metalle der Gruppen III bis VII und Eisen enthalten. Gewöhnlich werden die Ausgangslegierungen zu Pulver zerkleinert und eine stickstoffhaltige Atmosphäre eingebracht,bis zu 500 bis 1100C erwärmt und bei dieser Temperatur einige Stunden gehalten.Nowadays, alloys are used to produce the alloys mentioned used, which contain metals of groups III to VII and iron. Become common the starting alloys are crushed to powder and a nitrogenous atmosphere introduced, heated up to 500 to 1100C and at this temperature for a few hours held.

Die genannten Verfahren sind durch hohen Elektroenergieverbrauch, lange Prozeßdauer und mäßige Qualität der erhaltenen Legierungen gekennzeichnt. Die nach den genannten Verfahren erhaltenen Legierungen müssen gewöhnlich zusätzlich bearbeitet, nämlich brikettiert und gesintert werden.The processes mentioned are due to high electrical energy consumption, marked long process time and moderate quality of the alloys obtained. The alloys obtained by the processes mentioned usually have to be added processed, namely briquetted and sintered.

Bekannt ist beispielsweise eine Legierung auf der Basis von Eisen und Mangan und Chromnitriden. Zur Herstellung des genannten Materials wird eine Legierung aus Eisen mit Mangan und Chrom verwendet, diese wird zu Pulver mit einer Teilchengröße von weniger als 2 mm zerkleinert und innerhalb von 4 Stunden bei 9000C nitriert. Der Stickstoffgehalt beträgt 4 bis 6 %. Das erhaltene Pulver wird zusätzlich brikettiert (JA-PS 27 321, Kl. lot12, 1965).For example, an alloy based on iron is known and manganese and chromium nitrides. To produce the material mentioned, a Alloy of iron with manganese and chromium is used, this is turned into powder with a Particle size of less than 2 mm and crushed within 4 hours at 9000C nitrided. The nitrogen content is 4 to 6%. The powder obtained is additionally briquetted (JA-PS 27 321, class lot12, 1965).

Zur Erhöhung des Stickstoffgehalts in der Legierung ist ein Verfahren zum stufenweisen Nitrieren bekannt. Nach diesem Verfahren wird die Ausgangs legierung aus Eisen und Mangan zu Pulver mit einer Teilchengröße von weniger als 5 mm zerkleinert und innerhalb von 2 bis 4 Stunden bis zu 10000C erwärmt. Die erhaltene gesinterte Masse wird nochmals zu Pulver zerkleinert und durch Durchleiten von Ammoniak innerhalb von 6 bis 1O Stunden bei 500 bis 7000C nitriert. Das erhaltene Pulver hat einen Stickstoffgehalt von 9 bis 11 % (SE-PS 335 235, 1971).One method is to increase the nitrogen content in the alloy known for gradual nitriding. After this process, the starting alloy is made from iron and manganese comminuted to powder with a particle size of less than 5 mm and heated up to 10000C within 2 to 4 hours. The obtained sintered Mass is again crushed to powder and passed through ammonia inside nitrided from 6 to 10 hours at 500 to 7000C. The powder obtained has a Nitrogen content of 9 to 11% (SE-PS 335 235, 1971).

Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von Legierungen auf der Basis von Eisen und Metallnitriden der Gruppen III bis VII, bei dem zur Intensivierung des Prozesses und zur Erzielung eines hohen Stickstoffgehalts eine Ausgangslegierung verwendet wird, die zwei Metalle der Gruppen III bis VII enthält. Die Ausgangslegierung, beispielsweise aus Eisen mit Chrom und Aluminium wird zu Pulver mit einer Teilchengröße von weniger als 60 mm zerkleinert und in einer Stickstoff oder Ammoniakatmosphäre innerhalb von 5 Stunden bei 100000 nitriert.A method for producing alloys is known on the basis of iron and metal nitrides of groups III to VII, in which to intensify of the process and a starting alloy to achieve a high nitrogen content is used which contains two metals from Groups III to VII. The starting alloy, for example, from iron with chromium and aluminum becomes powder with a particle size of less than 60 mm and crushed in a nitrogen or ammonia atmosphere nitrided within 5 hours at 100,000.

Nach der Nitrierung beträgt der Stickstoffgehalt des Pulvers bis zu 9,8 % (JA-PS 25 892, Kl. lot16, 1964).After nitration, the nitrogen content of the powder is up to 9.8% (JA-PS 25 892, class lot16, 1964).

Bekannt ist noch ein Verfahren zur Herstellung von Legierungen auf der Basis von Eisen und Metallnitriden der Gruppen III bis VII, bei dem eine Ausgangslegierung verwendet wird, die zwei Metalle der Gruppen III bis VII enthält. Die Ausgangslegierung aus Eisen mitVanadiumund Manganwird zu Pulver zerkleinert und bis zu 900 bis 11000C erwärmt, unter Durchleitung von Stickstoff innerhalb von 8 Stunden, wobei es zu keinem Abschinelzen kommen darf. Das erhaltene Pulver hat einen Stickstoffgehalt von 6 bis 17 %. Es wird weiter unter Verwendung vc 2 bis 10 % eines Bindemittels brikettiert (US-PS 3 304 175, 1967).A method for producing alloys is also known the basis of iron and metal nitrides of groups III to VII, in which a starting alloy is used which contains two metals from Groups III to VII. The starting alloy from iron with vanadium and manganese is crushed to powder and up to 900 to 11000C heated, while passing nitrogen through it within 8 hours, causing it to no sagging should occur. The powder obtained has a nitrogen content from 6 to 17%. It is further vc using 2 to 10% of a binder briquetted (U.S. Patent 3,304,175, 1967).

Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von Legierungen auf der Basis von Eisen und Vanadium-, Niob-, Chrom und Mangannitriden. Die Ausgangslegierungen aus Eisen mit Vanadium, Niob, Chrom und Mangan werden zu Pulver mit einer Teilchengröße von weniger als 0,3 bis 0,6 mm zerkleinert und bei einer Temperatur oberhalb 8000C mit Stickstoff gesättigt. Die erhaltene Pulverlegierung hat einen Stickstoffgehalt von 3,4 bis 11,1 % (DE-PS 1 558 500, 1971).A method for producing alloys on the is known Based on iron and vanadium, niobium, chromium and manganese nitrides. The starting alloys from iron with vanadium, niobium, chromium and manganese become powder with a particle size crushed by less than 0.3 to 0.6 mm and at a temperature above 8000C saturated with nitrogen. The powder alloy obtained has a nitrogen content from 3.4 to 11.1% (DE-PS 1 558 500, 1971).

Die oben genannten Legierungen auf der Basis von Eisen und Metallnitriden der Gruppen III bis VII werden in Form von pulverförmigen Materialien mit sehr ungleichmäßiger Stickstoffverteilung erhalten.The above-mentioned alloys based on iron and metal nitrides of groups III to VII are in the form of powdered materials with very uneven Nitrogen distribution obtained.

Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung der genannten Legierungen, bei dem zur Erzielung einer gleichmäßigen Stickstoffverteilung der Prozeß in Drehrohrdüsen bei einer Temperatur von 700 bis 11000C durchgeführt wird. Das Material wird jedoch auch in diesem Fall in Form von Pulver erhalten, das ohne zusätzliche Verarbeitung kaum verwendet werden kann (DD-PS Nr. 54 815, 1967).A method for producing the alloys mentioned is known, in the case of the process in rotary tube nozzles to achieve a uniform nitrogen distribution is carried out at a temperature of 700 to 11000C. The material will, however Also in this case it is obtained in the form of powder, without any additional processing can hardly be used (DD-PS No. 54 815, 1967).

Die oben genannten Verfahren beweisen, daß es heutzutage kein Verfahren qibt, das die Herstellung von Legierungen auf der Basis von Metallen der Gruppe VIII und von Metallnitriden der III. bis VII. Gruppe mit einer Dichte von mehr als 5 g/cm3 einer Porosität von weniger als 30%, einer Drukcfestigkeit von mehr als 5 kg/mm², einem relativen Verschleiß von weniger als 15, einer Nitridgröße von weniger als 0,1 mm bei einem Stickstoffgehalt von mehr als 5 % mit einer gleichmäßigen Stickstoffverteilung gewährleistet.The above procedures prove that there is no procedure nowadays qibt, which is the production of alloys based on metals of the group VIII and of metal nitrides of III. to VII. group with a density of more than 5 g / cm3 with a porosity of less than 30%, a compressive strength of more than 5 kg / mm², a relative wear of less than 15, a nitride size of less than 0.1 mm with a nitrogen content of more than 5% with an even distribution of nitrogen guaranteed.

Bekannt ist ferner ein Verfahren zur Herstellung hochschmelzender anorganischer Verbindungen, wonach mindestens ein Metall der IV. bis VI. Gruppe mit einem Nichtmetall aus der Gruppe Kohlenstoff, Stickstoff, Bor, Silizium, Sauerstoff, Phosphor, Fluor und Chlor vermischt wird und dem erhaltenen Gemisch ein Zündmittel zugesetzt wird, das die für die Initiierung der Verbrennung der Ausgangskomponenten erforderliche Temperatur erzeugt, und die weitere Umsetzung der Ausgangskomponenten aufgrund der bei der Reaktion frei werdenden Wärme erfolgt (US-PS 3 726 643, 1973). Dieses Verfahren betrifft die Herstellung von Pulvern hochschmelzender anorganischer Verbindungen, insbesondere von Zirkonium-, Titan- und Niobiumnitrid.A method for the production of high-melting points is also known inorganic compounds, according to which at least one metal from IV. to VI. group with a non-metal from the group consisting of carbon, nitrogen, boron, silicon, oxygen, Phosphorus, fluorine and chlorine is mixed and the resulting mixture is an ignition agent is added that is responsible for initiating the combustion of the starting components required temperature generated, and the further implementation of the starting components takes place due to the heat released during the reaction (US Pat. No. 3,726,643, 1973). This process relates to the production of high-melting inorganic powders Compounds, especially of zirconium, titanium and niobium nitride.

Der Schmelzpunkt dieser Nitride liegt weit über der Verbrennungstemperatur, d.h. jener Temperatur, die bei der Umsetzung des Titans, Zirkoniums und Niobiums mit dem Stickstoff nach dem angeführten Verfahren zustandekommt, weshalb die Herstellung eines kompakten Materials nach diesem Verfahren unmöglich ist. Allenfalls können noch Briketts mit einer Dichte, die der des Ausgangspulvers entspricht (2 bis 4 g/cm3), erhalten werden.The melting point of these nitrides is well above the combustion temperature, i.e. the temperature that is used during the conversion of titanium, zirconium and niobium comes about with the nitrogen according to the procedure mentioned, which is why the production a compact material by this method is impossible. At most you can briquettes with a density that corresponds to that of the starting powder (2 to 4 g / cm3).

Auch die Herstellung eines kompakten Materials nach dem bekannten Verfahren durch Einarbeiten von Pulvern von Metallen der VIII. Gruppe in das Ausgangsgemisch ist ebenfalls unmöglich. Man kann dadurch zwar durch Bildung lokaler geschmolzener Bezirke die Dichte der Briketts auf 4,5 bis 5,0 g/cm3 steigern, doch beobachtet man eine äußerst ungleichmäßige Verteilung des Stickstoffs von 50 bis 100 %. Die aufgeschmolz enen Bezirke alternieren gewöhnlich mit Lunkern und Hohlräumen, wodurch die Druckfestigkeit der erhaltenen Briketts überaus niedrig ist und nicht einmal 5 g/mm2 erreicht.Also the production of a compact material according to the known Process by incorporating powders of metals of Group VIII into the starting mixture is also impossible. You can thereby through the formation of local melted Districts increase the density of the briquettes to 4.5 to 5.0 g / cm3, but observed an extremely uneven distribution of nitrogen from 50 to 100%. the Melted areas usually alternate with blowholes and cavities, creating the compressive strength of the briquettes obtained is extremely low and not even 5 g / mm2 achieved.

Dieses Verfahren gewährleistet somit nicht die Herstellung von Legierungen auf der Basis von Metallen der VIII. Gruppe und von Metallnitriden der Gruppen III bis VII mit einer Dichte von mehr als 5 g/cm³, einer Porosität von weniger als 30 %, einer Druckfestigkeit von mehr als 5 kg/mm², einem relativen Abrieb von weniger als 15 E (1 E = relativer Abrieb von Wolframcarbid), einer Nitridgröße von weniger als 0,1 mm bei einem Stickstoffgehalt von mehr als 5 % und einer Ungleichmäßigkeit der Stickstoffverteilung von unter 10 % bei Verwendung der Ausgangsmetalle in Form einzelner Elemente.This process therefore does not guarantee the production of alloys on the basis of metals of group VIII and of metal nitrides of groups III to VII with a density of more than 5 g / cm³, a porosity of less than 30 %, a compressive strength of more than 5 kg / mm², a relative abrasion of less than 15 E (1 E = relative abrasion of tungsten carbide), a nitride size of less than 0.1 mm with a nitrogen content of more than 5% and an unevenness the nitrogen distribution of less than 10% when using the starting metals in the form individual elements.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung des oben genannten bekannten Verfahrens zur Herstellung von schwerschmelzbaren anorganischen Verbindungen eine Metallkomposition herzute11en, die EigenschlFten besitzt, welche sich von den Eigenschaften der bekannten Legierungen wesentlich unterscheiden, und ohne die zusätzliche Bearbeitung zum Legieren von Stahl und Legierungen verwendet werden kann.The invention is based on the object using the above mentioned known process for the production of refractory inorganic Connections must create a metal composition that has properties that differ significantly from the properties of the known alloys, and used to alloy steel and alloys without the additional machining can be.

Diese Aufgabe wird wie aus den vorstehenden Ansprüchen ersichtlich gelöst.This object is evident from the preceding claims solved.

Nach dem bekannten Verfahren zur Herstellung von schwerschmelzbaren anorganischen Verbindungen werden erfindungsgemäß als Ausgangsstoffe Legierungen verwendet, die Metalle der VIII. Gruppe und Metalle der III. bis VII. Gruppe enthalten, die man pulverisiert, in eine einen Überschuß an Stickstoff enthaltende Atmosphäre bringt, lokal entzündet und den Stickstoffüberschuß bis zur Beendigung des Verbrennungsprozesses aufrechterhält und bestimmte optimale Parameter für den Stickstoffdruck, den Verteilungsgrad des Pulvers, die vorgängige Erwärmung und die Zusammensetzung der Ausgangslegierungen einhält, wodurch Metallkompositionen erhalten werden, mit einer Dichte von 5,0 bis 8,0 g/cm3, einer Porosität von 1 bis 30 %, einer Druckfestigkeit von 5 bis 300 kg/mm2, einem relativen Abrieb von 1,5 bis 15 E, einem Stickstoffgehalt von 5 bis 17 %, einer Nitridgröße von weniger als 0,1 mm und einer Ungleichmüßigkeit der Stickstoffverteilung, bezogen auf das Volumen, von weniger als 10 %.According to the known process for the production of refractory According to the invention, inorganic compounds are alloys as starting materials used, the metals of the VIII. Group and metals of the III. to VII. group included, the pulverized, placed in an atmosphere containing excess nitrogen, locally ignited and the excess nitrogen until the end of the combustion process maintains and certain optimal parameters for nitrogen pressure, the degree of distribution of the powder, the previous heating and the composition of the starting alloys complies, whereby metal compositions are obtained, with a density of 5.0 to 8.0 g / cm3, a porosity of 1 to 30%, a compressive strength of 5 to 300 kg / mm2, a relative abrasion of 1.5 to 15 E, a nitrogen content of 5 to 17%, a nitride size of less than 0.1 mm and a non-uniformity of the nitrogen distribution, based on volume, of less than 10%.

So weist z.B. eine erfindungsgemäß hergestellte Metallkomposition aus Nickel und Vanadiumnitriden eine Dichte von 5,8 bis 6,4 g/cm3, eine Porosität von 4,5 bis 19 %, eine Druckfestigkeit von 18 bis 250 kg/mm2, einen relativen Abrieb von 1,9 bis 14, einen Stickstoffgehalt von 8,1 bis 14,5 x, eine Nitridgröße von weniger als 0,02 mm und eine Ungleichmäßigkeit der Stickstoffverteilung, bezogen auf das Volumen, von weniger als 5 % auf.For example, a metal composition produced according to the invention has from nickel and vanadium nitrides a density of 5.8 to 6.4 g / cm3, a porosity from 4.5 to 19%, a compressive strength from 18 to 250 kg / mm2, a relative abrasion from 1.9 to 14, a nitrogen content of 8.1 to 14.5 x, a nitride size of less than 0.02 mm and a non-uniformity of nitrogen distribution on the volume, of less than 5%.

Die nach dem oben genannten bekannten Verfahren hergestellte bekannte Legietung aus Nickel und Vanadiumnitriden weist eine Dichte von 3,2 bis 4,8 g/cm³, eine Porosität von 34 bis 51 %, eine Druckfestigkeit von weniger als 1 kg/mm², einen relativen Abrieb von mehr als 25, einen Stickstoffgehalt von 8,9 bis 13,8 %, eine Größe der Vanadiumnitride bis zu 0,5 mm und eine Ungleichmäßigkeit der Stickstoffverteilung, bezogen auf das Volumen bis zu 50 % auf.The known one made by the above known method Alloy made of nickel and vanadium nitrides has a density of 3.2 to 4.8 g / cm³, a porosity of 34 to 51%, a compressive strength of less than 1 kg / mm² relative abrasion of more than 25, a nitrogen content of 8.9 to 13.8%, a Size of the vanadium nitrides up to 0.5 mm and a non-uniformity of the nitrogen distribution, based on the volume up to 50%.

Die hohe Dichte der erfindungsgemäß herstellbaren festen Metallkomposition bei geringer Porosität, hohem Stickstoffgehalt und gleichmäßiger Stickstoffverteilung, bezogen auf das Volumen, gewährleistet eine hohe, praktisch vollständige Stickstoffaufnahme beim Legieren von Stahl. Die hohe Dichte der festen Metallkomposition, die geringe Größe der Nitride und deren gleichmäßige Verteilung gewährleisten eine hohe Wärmeleitfähigkeit der Komposition, eine rasche Lösung der Komposition in Stahl und eine gleichmäßige Verteilung der Nitride innerhalb des Gußblocks.The high density of the solid metal composition that can be produced according to the invention with low porosity, high nitrogen content and uniform nitrogen distribution, based on the volume, ensures a high, practically complete nitrogen uptake when alloying steel. The height Density of solid metal composition, the small size of the nitrides and their even distribution ensure a high thermal conductivity of the composition, a quick solution of the composition in steel and an even distribution of the nitrides within the ingot.

Die hohe Dichte der festen Metallkomposition, die geringe Porosität, die hohe Widerstandsfähigkeit und hohe Verschleißfestigkeit schließen Materialverluste beim Transportieren, Aufbereiten und Legieren von Stahl aus.The high density of the solid metal composition, the low porosity, the high resistance and high wear resistance prevent material losses when transporting, processing and alloying steel.

Die hohe Widerstandsfähigkeit der festen Metallkomposition bei hoher Verschleißfestigkeit vermöglichen deren Verwendung als verschleißfeste Teile von Maschinen und Apparaten.The high resistance of the solid metal composition at high Wear resistance make it possible to use them as wear-resistant parts of Machines and apparatus.

Man könnte annehmen, daß der Ersatz des Gemisches von Pulvern von Metallen der VIII. Gruppe mit Pulvern von Metallen der III. bis VII. Gruppe durch Legierungen dieser Metalle, um den gewünschten Effekt zu erzielen, nur schwer durchzuführen sei.One might assume that the substitution of the mixture of powders of Metals of the VIII. Group with powders of metals of the III. to VII. group through Alloys of these metals to achieve the desired effect are difficult to carry out may be.

Die Wärmetönung der Nitrierung der Legierung ist nicht größer als die des Gemisches, wobei sich die Reaktionsoberfläche praktisch nicht: verändert und die Zusammensetzung des Ausgangsmaterials, bezogen auf die einzelnen Elemente gleich bleibt.The calorific value of nitriding the alloy is no greater than that of the mixture, the reaction surface practically not changing and the composition of the starting material, based on the individual elements remains the same.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei Verwendung von Legierungen von Metallen der VIII. Gruppe mit Metallen der III. bis VII. Gruppe eine maximal gleichmäßige Verteilung des Metalls der VIII. Gruppe und der Nitride der Metalle der III. bis VII. Gruppe in der Komposition erzielt wird. Dies kommt dadurch zustande, daß in den Ausgangslegierungen die Metalle der VIII. Gruppe mit den Metallen der III. bis VII. Gruppe auf Atomniveau miteinander vermischt sind. Im Verbrennungsbereich werden die Pulverteilchen der Ausgangslegierung währen der Bildung der Nitride der Metalle der III. bis VII.However, it has been shown that when using alloys of Metals of the VIII. Group with metals of the III. to VII. group a maximally uniform Distribution of Group VIII metals and III metal nitrides until VII. Group in the composition is achieved. This is due to the fact that in the starting alloys the metals of the VIII. group with the metals of the III. until VII. Group are mixed together at the atomic level. Be in the combustion area the powder particles of the starting alloy during the formation of the nitrides of the metals the III. to VII.

Gruppe unter Abscheidung der Metalle der VIII. Gruppe, die dabei zu schmelen beginnen, dispergtert. Es entsteht eine dünne Schicht einer fest-flüssigen Masse aus festen Mikrokörnern von Nitriden und Mikrotröpfchen des flüssigen Metalls der VIII. Gruppe, das durch Oberflächenspannung weiter verdichtet wird. Die in der Früssigkeit (Metalle der VIII.Group under deposition of the metals of the VIII. Group, which thereby too begin to melt, dispersed. It creates a thin layer a solid-liquid mass of solid micrograins of nitrides and microdroplets of the liquid metal of Group VIII, which is further densified by surface tension will. Those in the liquid (metals of the VIII.

Gruppe) suspendierten Feststoffteilchen (Nitride der Metalle der III. bis VII. Gruppe) werden von der Flüssigkeit mitgerissen und unterliegen einer dichten Packung. Die dichte Masse erstarrt dann und die kompakte Metallkomposition beginnt zu erkalten.Group) suspended solid particles (nitrides of metals of III. to VII. group) are carried away by the liquid and are subject to a dense Pack. The dense mass then solidifies and the compact metal composition begins to cool off.

Erfindunqsqemäß handelt es sich also um eine Metallkomposition auf der Basis von Metalinitriden der III. bis VII.According to the invention, it is therefore a metal composition the basis of metal nitrides of III. to VII.

Gruppe, die dadurch gekennzeichne ist, daß man sie erhielt, indem mitn wenigstens eine Legierung mit wenigstens einem Metall der VIII. Gruppe und wenigstens einem Metall der III.Group which is characterized by being obtained by with at least one alloy with at least one metal from Group VIII and at least one metal of III.

bis VII. Gruppe zu Pulver zerkleinerte, in eine stickstoffhaltige Atmosphäre mit einem Stickstoffüberschuß einbrachte, die Verbrennung des Gemisches durch lokale Zündung an einer beliebigen Stelle des Gemisches initiierte und den Stickstoffüberschuß bis zur Beendigung der Reaktion aufrechterhielt.to VII. Group crushed to powder, in a nitrogenous Atmosphere with an excess of nitrogen introduced the combustion of the mixture initiated by local ignition at any point in the mixture and the Maintained excess nitrogen until the reaction was complete.

Vorzugsweise verwendet man als Ausgangsmaterial Legierungen, die folgende Bestandteile enthalten: Metalle der VIII. Gruppe 2 bis 70 Gew.-X Metalle dor III. bis VII. Gruppe 98 bis 30 Gew.-%.The following alloys are preferably used as the starting material Components contain: Metals of VIII. Group 2 to 70 wt. X metals from III. to VII. Group 98 to 30% by weight.

Es ist zweckmäßig, als Ausgangsmaterialien Legierungen zu verwenden, die als Metalle der VIII. Gruppe Eisen, Nickel und Kobalt, vorzugsweise Eisen enthalten.It is advisable to use alloys as starting materials, which contain iron, nickel and cobalt, preferably iron, as metals of group VIII.

Als Ausgangsmaterial verwendet man Legierungen, die als Metalle der III. bis VII. Gruppe Aluminium, Titan, Zirkonium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram und Mangan, vorzugsweise Aluminium, Vanadium, Niob, Cr!rom und Mangan, insbesondere Vanadium, Chrom und Mangan, besonders bevorzugt Vanadium, enthalten.Alloys are used as the starting material, which are used as metals of the III. to VII. group aluminum, titanium, zirconium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, Molybdenum, tungsten and manganese, preferably aluminum, vanadium, niobium, chromium and Manganese, especially vanadium, chromium and manganese, are particularly preferred Vanadium, contain.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform verwendet man ein Gemisch aus zwei Legierungen, von denen mindestens eine mindestens ein Metall der III. bis V. Gruppe enthält.According to a particularly preferred embodiment, a is used Mixture of two alloys, at least one of which is at least one metal III. to V. group contains.

Die erfindungsgemäße Metallkomposition sollte so erhalten werden, daß man bei einem Druck von 1 bis 1000 bar arbeitet, zweckmäßig bei 1 bis 500 bar, insbesondere bei 1 bis 300 bar und vorzugsweise bei 2 bis 160 bar.The metal composition according to the invention should be obtained so that one works at a pressure of 1 to 1000 bar, expediently at 1 to 500 bar, in particular at 1 to 300 bar and preferably at 2 to 160 bar.

Die Ausgangsle<ierungen sollten vorher zu einem Pulver mit einer Teilchengröße von weniger als 0,01 bis 2 mm zerkleinert werden, insbesondere 0,01 bis 0,6 mm, vorzugsweise 0,02 bis 0,3 mm und zweckmäßigerweise 0,04 bis 0,15 mm.The starting alloys should be made into a powder with a Particle sizes of less than 0.01 to 2 mm are comminuted, in particular 0.01 up to 0.6 mm, preferably 0.02 to 0.3 mm and expediently 0.04 to 0.15 mm.

Es ist bevorzugt, die Pulver der Ausgangslegierungen vorher zu pressen und/oder zu beikettieren.It is preferable to press the powders of the starting alloys beforehand and / or to be labeled.

Es hat sich als sinnvoll erwiesen, die Pulver vor der Weiterverarbeitung bis auf 100 bis 7000C zu erwärmen.It has been found useful to remove the powder prior to further processing to be heated up to 100 to 7000C.

Schließlich ist es bevorzugt, daß man die Pulver der Ausgangsleyierungen mit Hilfe einer elektrischen Spirale, eines elektrischen Funkens oder eines elektrischen Lichtbogens mit Pulvern von Metallen der III. bis V. Gruppe oder Pulvermischungen von Metallen der III. bis V. Gruppe mit Metalloxiden der VI. bis VIII. Gruppe zündet.Finally, it is preferred that the powders of the starting allies are used with the help of an electric spiral, an electric spark or an electric Arc with powders of metals of the III. to V. group or powder mixtures of metals of III. to V group with metal oxides of VI. to VIII. Group ignites.

Damit das Verfahren unter den Verbrennungsbedingungen ablaufen kann, ist meistens erforderlich, daß die Ausgangslegierungen einen ausreichend hohen Gehalt an Metallen der III. bis VII. Gruppe aufweisen, deren Umsetzung mit dem Stickstoff von Wärmeentwicklung begleitet ist, d.h. meist über 50%. In einigen Legierungen kann der Gehalt an Metallen der III. bis VII. Gruppe allerdings auch unter 50 % liegen. Eine Verminderung auf 30 % ist dann zulässig, wenn als Ausgangsmaterial ein Gemisch aus 2 oder mehr Legierungen verwendet wird oder wenn das Ausgangspulver vorgängig erwärmt wird bzw. dann, wenn das Metall der III. bis VII. Gruppe einen hohen Schmelzpunkt aufweist und der Schmelzpunkt der dieses Metall enthaltenden Legierung abgesenkt werden muß.So that the process can run under the combustion conditions, it is usually necessary that the starting alloys have a sufficiently high content of metals of III. to VII. Group, their reaction with the nitrogen is accompanied by heat development, i.e. usually over 50%. In some alloys can be the content of metals the III. to VII. group, however are also below 50%. A reduction to 30% is permissible if it is used as the starting material a mixture of 2 or more alloys is used or if the starting powder is heated beforehand or when the metal of III. to VII. group one has a high melting point and the melting point of those containing this metal Alloy must be lowered.

Um andererseits die Herstellung eines kompakten, dicht gesinterten Materials zu gewährleisten, ist es häufig erforderlich, daß die Ausgangs legierungen einen ausreichenden Gehalt an dem Metall der VIII. Gruppe enthalten, das bei der Nitrierung schmilzt und für die Erzielung des erforderlichen Dichtegrades verantwortlich ist - im allgemeinen 30 bis 70 %. Es gibt jedoch auch Legierungen, die selbst bei einer Metallkonzentration von unter 30 % (bis hin zu 2 %) die Herstellung von ausreichend dichten Metallkompositionen ermöglichen. Im allgemeinen enthalten derartige Legierungen Metalle der III. bis VII. Gruppe, deren Schmelzpunkt dem der daraus entstehenden Nitride (z.B. Vanadiumnitrid) annähernd entspricht. Diese Nitride schmelzen teilweise im Verbrennungsbereich und bewirken damit eine Zuname der Flüssigphase und eine Verdichtung des Produktes.On the other hand, the production of a compact, densely sintered To ensure material, it is often necessary that the starting alloys contain a sufficient content of the metal of group VIII Nitriding melts and is responsible for achieving the required degree of density is - generally 30 to 70%. However, there are also alloys that work by themselves a metal concentration of less than 30% (up to 2%) the production of sufficient enable dense metal compositions. Such alloys generally contain III metals to VII. Group, the melting point of which is that of the resulting Nitride (e.g. vanadium nitride). These nitrides partially melt in the combustion area and thus cause an increase in the liquid phase and a Compaction of the product.

Erfindungsgemäß werden als Ausgangsstoffe Legierungen verwendet, die als Metalle der VIII. Gruppe Eisen, Nickel und Kobalt enthalten, dies deshalb, weil die Komposition hauptsächlich für das Legieren von Stahllegierungen gedacht ist, in denen außer den drei genannten Metallen keine weiteren Elemente der VIII. Gruppe verwendet werden. Überdies wird Eisen in einer weit größeren Zahl von Stählen und Legierungen verwendet, verglichen mit Nickel und Kobalt. Bekannt ist eine große Zahl von Stählen, für deren Legierung nur Fe-Legierungen in Frage kommen.According to the invention, alloys are used as starting materials which contain iron, nickel and cobalt as metals of group VIII, this is because the composition is mainly intended for alloying steel alloys, in which, apart from the three metals mentioned, no further elements of Group VIII be used. Moreover, iron is found in a far greater number of steels and Alloys used compared to nickel and cobalt. A big one is known Number of steels for which only Fe alloys can be used.

In den Ausgangslegierungen verwendet man erfindungsgemäße als Metalle der III. bis VII. Gruppe Aluminium, Titan, Zirkonium, Vanadium, Niobium, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram und ,mangan.In the starting alloys, metals according to the invention are used the III. to VII. group aluminum, titanium, zirconium, vanadium, niobium, tantalum, Chromium, molybdenum, tungsten and, manganese.

Drei davon, nämlich Titan, Zirkonium und Tantal, verwendet man zum Legieren einer beschränkten Zahl von Stählen und Legierungen - die beiden ersten aufgrund der spezifischen Eigenschaften ihrer Nitride und das letztere, da es nur wenig erforscht ist. Aluminium und Niobium werden zwar verglichen mit den drei genannten Metallen häufiger verwendet, jedoch nur äußerst selten für die Legierung von Stahl zusammen mit Stickstoff, da sie mit diesem außerordentlich hochschmelzende Nitride bilden und daher nur beschränkt in Frage kommen.Three of them, namely titanium, zirconium and tantalum, are used for Alloying a limited number of steels and alloys - the first two due to the specific properties of their nitrides and the latter as it only little researched. Aluminum and niobium are compared with the three mentioned Metals are used more often, but only extremely rarely for the alloying of steel together with nitrogen, as they are extremely high-melting nitrides with this form and are therefore only possible to a limited extent.

Am weitesten verbreitet sind Legierungen auf der Basis von Vanadium-, Chrom- und Mangannitrid, vor allem deshalb, weil Legierungen dieser Metalle sehr weit verbreitet sind und praktisch bei allen Klassen von mit Stickstoff legierten Stählen verwendet werden, wobei Legierungen auf der Basis von Vanadiumnitrid infolge seiner höheren Wärmebeständigkeit vorgezogen werden.The most widespread are alloys based on vanadium, Chromium and manganese nitride, mainly because these metals are very alloys are widespread and practically in all classes of nitrogen alloyed Steels are used, with alloys based on vanadium nitride as a result be preferred because of its higher heat resistance.

In manchen Fällen ist es erforderlich, nicht nur eine Legierung als Ausgangsmaterial zu verwenden, sondern Gemische von zwei oder mehr Legierungen. Für die Legierung von Stählen komplizierter Zusammensetzung ist die Erzielung einer gleichmäßigen Verteilung der Eigenschaften über das gesamte Volumen außerordentlich wichtig. Dies wird erreicht durch die Gleichmäßigkeit in der Verteilung der einzelnen im Metall enthaltenen Elemente. Diese Aufgabe wird weitgehend durch das Legieren mit Mehrkomponentenlegierungen gelöst. Am zweckmäßigsten ist es dabei, als Ausgangsstoffe Gemische von zwei Legierungen zu verwenden, und zwar dann, wenn mindestens eine dieser Legierungen mindestens ein Metall der III. bis V. Gruppe enthält.In some cases it is necessary not only to consider an alloy Use raw material, rather mixtures of two or more alloys. For alloying steels of complex composition is the achievement of a Even distribution of properties over the entire volume is extraordinary important. This is achieved through the uniformity in the distribution of each elements contained in metal. This task is largely carried out by alloying solved with multi-component alloys. It is most useful as starting materials Use mixtures of two alloys if at least one of these alloys at least one metal of III. to V. group contains.

Dann nämlich kann eine kompliziert zusammengesetzte Composition mit maximaler Dichte und der erforderlichen gleichmäßigen Verteilung der Nitride erhalten werden.Then a complicated composition can be used with maximum density and the required uniform distribution of nitrides will.

Je nach der Zusammensetzung der erfindungsgemäß zu erhaltenden Komposition schwanken die lokale Zündung und die Aufrechterhaltung des Stickstoffüberschusses in einem weiten Bereich des Stickstoffdruckes, und zwar von 1 bis 1000 bar, wobei der Ort der Zündung nicht kritisch ist. Die Zündung kann sowohl auf der Oberfläche als auch auf der Innenseite erfolgen sowie auch an zwei oder mehreren Stellen gleichzeitig, und zwar gleichgültig, ob mit einer Haltspirale, einem elektrischen Funken oder durch Lichtbogen. Für die Zündung können beliebige leicht entzLindl)are exotherme Zusamniensetzunyen verwendet werden. Um allein eine Verunreinigung des Materials durch Nebenprodukte weitgehend zu verhindern, verwendet man zu diesem Zweck Pulver von Metallen der III. bis V. Gruppe oder Gemische von Pulvern von Metallen der III. bis V. Gruppe mit Oxiden von Metallen der VI. bis VIII. Gruppe.Depending on the composition of the composition to be obtained according to the invention local ignition and the maintenance of excess nitrogen fluctuate in a wide range of nitrogen pressure, from 1 to 1000 bar, where the location of the ignition is not critical. The ignition can be both on the surface as well as on the inside as well as in two or more places at the same time, regardless of whether with a spiral stop, an electric spark or by arc. Any easily inflammable exothermic can be used for ignition Compositions can be used. All about contamination of the material To largely prevent by-products, powder is used for this purpose of metals of III. to V. group or mixtures of powders of metals of III. to V group with oxides of metals of the VI. to VIII. group.

Damit die Nitrierung wcihrend der Verbrennung von der Zündung bis zum Abschluß der Verbrennung konstant verläuft, ist im umgebenden Volumen ein Stickstoffüberschuß aufrechtzuerhalten.So that the nitration occurs during combustion from ignition to runs constant at the end of the combustion, there is an excess of nitrogen in the surrounding volume maintain.

Dies geschieht am einfachsten mit Überdruck. Der Stickstoff gelangt dann in die Reaktionszone durch Filtration über das poröse Medium des Ausgangspulvers infolge des Druckgefälles zwischen umgebendem Volumen und der Reaktionszone, in der der Legierungsstickstoff ständig aufgenommen wird.The easiest way to do this is with overpressure. The nitrogen arrives then into the reaction zone by filtration through the porous medium of the starting powder due to the pressure gradient between the surrounding volume and the reaction zone, in which the alloy nitrogen is constantly absorbed.

Im allyemeinen wird der Stickstoff der Verbrennungszone nicht nur durch Aufrechterhaltung von Überdruck zugeführt, sondern auch durch Einblasen von Stickstoff mit Hilfe einer eine ausreichend hohe Blasgeschwindigkeit gewährleistenden Vorrichtung.In general, the combustion zone is not just nitrogen supplied by maintaining positive pressure, but also by blowing in Nitrogen with the help of a sufficiently high blowing speed to ensure Contraption.

Am geeignetsten für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jedoch die Aufrechterhaltung eines Überdrucks - meist 2 bis 160 bar. Bei derart relativ niedrigen Drücken werden die meisten Legierungen ohne vorgängiges Verpressen und Brikettieren nitriert. Manchmal allerdings werden zwecks Erzielung einer höheren Dichte des Produkts die Pulver verpreßt oder brikettiert. Dies beeinträchtigt die Bedingungen für die Filtration in die Reaktionszone, weshalb zur Gewährleistung einer kontinuierlichen Verbrennung höhere Drücke erforderlich sind, in manchen Fällen bis zu 1000 bar.Most suitable for carrying out the method according to the invention however, maintaining an overpressure - usually 2 to 160 bar. With such Most alloys are relatively low pressures without prior pressing and briquetting nitrated. Sometimes, however, they are used for the purpose of attaining one higher density of the product, the powder is compressed or briquetted. This affects the conditions for filtration into the reaction zone, which is why to ensure Continuous combustion requires higher pressures in some cases up to 1000 bar.

Für die erfindungsgemäße Komposition ist der Verteilungsgrad des Pulvers äußerst wichtig. Für jedes Material gibt es einen optimalen Teilchendurchmesser, bei dem dann ein Produkt mit den erforderlichen Eigenschaften erhalten wird - meist unter 0,04 mm bis unter 0,15 mm. Derartige Teilchendurchmesser gewährleisten eine ausreichend hohe Reaktionsoberfläche und die Durchführung des Verfahrens unter Verbrennungsbedingungen.For the composition according to the invention is the degree of distribution of the powder extremely important. There is an optimal particle diameter for every material, in which a product with the required properties is then obtained - mostly less than 0.04 mm to less than 0.15 mm. Such particle diameters ensure a sufficiently high reaction surface and the implementation of the process under combustion conditions.

Manchmal sind auch noch feinere Pulver erforderlich (unter 0,02 mm bis unter 0,01 mm). Die Verwendung von äußerst feinen Pulvern hängt zusammen mit dem niedrigen Grad der exothermen Reaktion bei einigen Legierungen bzw. mit der Notwendigkeit, das Verfahren bei niedrigeren Stickstoffdrücken durchzuführen oder mit der Notwendigkeit, die Sinterbedingungen zu verbessern und ein dichteres Produkt zu erhalten.Sometimes even finer powders are required (less than 0.02 mm up to less than 0.01 mm). The use of extremely fine powders is related to the low degree of exothermic reaction with some alloys or with the Need to perform the procedure at lower nitrogen pressures or with the need to improve sintering conditions and a denser product to obtain.

Manchmal ist es aber auch zweckmäßig, gröberes Pulver zu verwenden - gewöhnlich bei der Nitrierung eines Gemisches aus mehreren Legierungen. Eine Legierung mit einem größeren Teilchendurchmesser, die einen geringeren Grad der exothermen Reaktion zeigt, vermischt man mit einer Legierung mit einem geringeren Teilchendurchmesser, die gewöhnlich einen höheren Grad der exothermen Reaktion zeigt. Bei einer derartigen Nitrierung führt das grobe Pulver zu einem dichteren Produkt, d.h.Sometimes it is also advisable to use a coarser powder - usually when nitriding a mixture of several alloys. An alloy with a larger particle diameter, the lesser degree of exotherm Shows reaction, one mixes with an alloy with a smaller particle diameter, which usually shows a higher degree of exothermic reaction. With such a Nitriding makes the coarse powder a denser product, i.e.

es wirkt als Beschwerungsmittel.it acts as a weighting agent.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Komposition ist es manchmal auch erforderlich, das Ausgangspulver vorgängig zu erwärmen, da einige Legierungen einen geringen Grad der exothermen Reaktion zeigen und ohne vorgängige Erwärmung unter Verbrennungsbedingungen nicht nitriert werden können. Die Erwärmung erfolgt dabei auf Temperaturen, bei denen es noch zu keiner Umsetzung der Ausgangslegierung mit Stickstoff kommt.Sometimes it is in the preparation of the composition according to the invention It is also necessary to heat the starting powder beforehand, as some alloys show a low degree of exothermic reaction and without prior heating cannot be nitrided under combustion conditions. The heating takes place at temperatures at which it is still too no implementation of the Starting alloy comes with nitrogen.

Gewöhnlich liegen sie erheblich unter jenen, die bei der Nitrierung nach bekannten Verfahren ohne Verbrennung aufrecht erhalten werden.They are usually well below those used in nitration can be maintained by known methods without incineration.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Beispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of examples.

Beispiel 1 Metallkomposition aus Nickel und Vanadiumnitrid und deren Herstellung.Example 1 Metal composition of nickel and vanadium nitride and their Manufacturing.

Als Ausgangsmaterial wird eine Legierung verwendet, die 48,31 % Nickel, 51,15 % Vanadium und 0,54 % Zusätze enthält.An alloy is used as the starting material, which contains 48.31% nickel, Contains 51.15% vanadium and 0.54% additives.

Die genannte Legierung wird zu Pulver mit einer Teilchengröße von weniger als 0,2 mm zerkleinert. Das erhaltene Pulver wird in einen Behälter aus siliziertem Graphit geschüttet und in einen hermetisch ahgedichteten Reaktor eingebracht. Der Reaktor wird mit Stickstoff bis zu 100 bar gefüllt. Mit Hilfe einer erwärmten Wolframspirale und einer Einwaage eines Gemisches aus Aluminium- und Eisenoxidpulver wird die Umsetzung der Ausgangslegierung mit dem Stickstoff eingeleitet. Durch die Reaktion wird Wärme ausgeschieden, mittels der eine weitere Nitrierung in der sich entlang der Ausgangslegierung bewegenden Brennzone erfolgt. Die Temperatur in der Brennzone beträgt 15500C und die Bewegungsgeschwindigkeit der Brennzone 0,35 cm/sec.The above alloy becomes powder with a particle size of crushed less than 0.2 mm. The powder obtained is made into a container siliconized graphite poured into a hermetically sealed reactor. The reactor is filled with nitrogen up to 100 bar. With the help of a warmed Tungsten spiral and a weight of a mixture of aluminum and iron oxide powder the conversion of the starting alloy with the nitrogen is initiated. Through the Reaction is excreted in heat, by means of which a further nitration takes place takes place along the starting alloy moving burning zone. The temperature in the The burning zone is 15500C and the speed of movement of the burning zone is 0.35 cm / sec.

Das erhaltene Material stellt eine feste Metallkomposition aus Nickel und Vanadiumnitrid dar. Der Stickstoffgehalt beträgt 11,50 X, die Dichte 6,12 g/cm3, die Porosität 7,6 %, die Druckfestigkeit 112,1 kg/nm2, der relative Abrieb 2,99, die Nitridgröße weniger als 0,01 mm und die Ungleichmäßigkeit der Stickstoffverteilung, bezogen auf das Volumen, weniger als 4 S.The material obtained is a solid metal composition of nickel and vanadium nitride. The nitrogen content is 11.50 X, the density 6.12 g / cm3, the porosity 7.6%, the compressive strength 112.1 kg / nm2, the relative abrasion 2.99, the nitride size less than 0.01 mm and the non-uniformity of nitrogen distribution, based on volume, less than 4 p.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Tabellen gezeigt.Further exemplary embodiments of the invention are shown in the tables.

Die Menge der Zusätze in den erhaltenen Metallkompositionen kann bis zu 3,5 % betragen. Als Zusätze werden gewöhnlich Aluminium, Silizium, Kohlenstoff, Sauerstoff, Schwefel und Phosphor verwendet.The amount of additives in the metal compositions obtained can be up to to be 3.5%. Aluminum, silicon, carbon, Oxygen, sulfur and phosphorus are used.

Tabelle 1 Gehalt Gehalt Menge Disper- Stick- An- gezün- Zünd- Brenn Anmer-Nr. Ausgangs- an Me- an Me- an sions- stoff- fangs- det stoff tempe- kung legierungen tallen tallen Zusät- grad druck, tempe- durch ratur, der der zen, der atm ratur °C Gruppe Grup- % Pulver, der Brenn-VIII, pen III weniger Pul- ge-% bis VII, als mm ver, schwin-% °C digkeit, cm/sec 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Alumi- 1550 1 Nickel-Vanadium 48,31 51,15 0,54 0,20 100 20 Wolf- nium- 0.35 ram- Eisen-Spirale oxid-Gemisch 2 Eisen-Vanadium 58,14 40,66 1,20 0,80 200 100 el. Titan 1470 Licht- 0,12 bogen 3 Eisen-Vanadium 44,61 54,50 0,89 0,14 1000 20 el. Vana- 1580 Briket-Spirale dium 0,65 tierung 4 Eisen-Vanadium 38,24 60,09 1,67 0,05 150 20 el. Vana 1560 Licht- 0,24 bogen 5 Eisen-Vanadium 18,69 80,22 1,09 0,04 1 300 el. Vana- 1450 Spirale dium 0,16 Tabelle 1 (Fortsetzung) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6 Einsen-Vanadium 7,21 90,29 2,50 0,10 250 20 el. Vana- 1720 Funken dium 0,70 7 Eisen-Niob 33,64 65,88 0,48 0,05 100 20 el. Niob 1650 Spirale 0,09 8 Kobalt-Titan 28,13 71,21 0,64 0,30 300 20 el. Titan 1770 Pressung Funken 0,25 9 Kobalt-Nickel 14,07 70,15 1,72 0,10 120 20 el. Zirko- 1820 Zirkonium 14 06 Spirale nium 0,85 10 Einsen-Niob- 33,58 32,98 0,48 0,08 80 20 el. Alumi- 1620 Tantal 32,96 Licht- nium- 0,14 bogen Einsenoxid-Gemisch 11 Eisen-Vanadium, 44,61 54,50 0,89 0,05 500 20 el. Niob 1610 Pressung Eisen-Niob 33,64 65,88 0,48 0,05 Spirale 0,22 12 Einsen-Aluminium- 17,73 17,69 0,57 0,10 150 20 el. Alumi- 1470 Chrom 64,01 Funken nium- 0,21 Einsenoxid-Gemisch 13 Eisen-Vanadium, 67,70 32,21 0,09 0,04 120 700 el. Vana- 1420 Eisen-Mangan 2,0 97,64 0,36 0,10 Spirale dium 0,15 Tabelle 1 (Fortsetzung) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14. Einsen-Vanadium, 18,69 80,22 1,09 0,04 200 300 elektr. Vana- 1520 Einsen-Chrom 28,94 70,51 0,45 0,08 Spirale dium 0,30 15 Einsen-Chrom 8,87 44,92 1,27 0,01 150 700 el. Titan 1510 Mangan 44,94 Funken 0,11 16. Einsen-Vanadium, 18,09 80,22 1,09 0,04 120 20 elektr. Vana- 1580 Einsen-Wolfram 44,61 54,60 0,79 2,00 Spirale dium 0,28 17. Einsen-Vanadium 18,69 80,22 1,09 0,04 150 20 Licht-. Vana- 1510 Einsen-Mangan 2,00 97,64 0,36 0,10 bogen 0,13 Einsen-Chrom 28,94 70,51 0,45 0,08 18. Einsen-Vanadium 18,69 80,22 1,09 0,04 300 20 elektr. Vana- 1550 Einsen-Molybdän 35,12 63,14 1,74 1,00 Spirale dium 0,20 Tabelle 2 Nr. Stick- Dichte, Poro- Zerdrük- rela- Nitrid- Ungleich- Anmerstoff- g/cm³ sität, kungsfe- tiver große, mäßigkeit kung gehalt % stigkeit, Ver- weniger der Stick-% kg/mm² schleiß als mm stoffverteilung, % 1 13 14 15 16 17 18 19 20 1 11,50 6,12 7,6 112,1 2,9 0,01 4 2 8,64 6,52 1,0 300,0 1,5 0,005 3 3 10,72 6,29 2,9 91,4 1,9 0,008 5 4 12,11 5,84 12,1 15,2 8,4 0,02 5 5 16,11 5,29 15,12 7,9 9,5 0,03 7 6 17,00 5,21 18,14 10,1 7,7 0,02 6 7 6,54 7,12 21,13 12,1 8,9 0,01 10 8 11,51 5,00 15,1 7,4 15,0 0,10 9 9 7,40 7,51 10,4 21,1 5,9 0,05 6 10 5,00 8,00 18,9 11,9 4,8 0,02 8 11 8,63 6,59 9,14 39,1 4,9 0,008 5 12 14,53 5,11 24,34 6,12 12,4 0,08 6 13 9,91 5,61 15,4 19,4 11,9 0,02 4 14 13,13 5,94 12,1 33,4 8,5 0,01 7 Tabelle 2 1 13 14 15 16 17 18 19 20 15 7,6 5,12 30,0 5,1 14,8 0,08 9 16 12,1 8,00 20,4 12,7 4,1 0,1 4 17 11,2 5,44 18,9 15,9 8,3 0,04 6 18 9,43 6,14 22,4 41,1 7,4 0,06 5 Table 1 Content Content Quantity Disper- Stick- Ignition- Ignition- Burn Note no. Starting at Me- at Me- anion- catches material tempe- rature alloys tallen tallen additional pressure, temperature, the zen, the atm rature ° C group group% powder, the fuel VIII, pen III less powder% to VII, as mm ver, speed% ° C, cm / sec 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Alumi- 1550 1 Nickel-Vanadium 48.31 51.15 0.54 0.20 100 20 Wolf- nium 0.35 ram iron spiral oxide mixture 2 iron-vanadium 58.14 40.66 1.20 0.80 200 100 el. titanium 1470 light 0.12 bend 3 iron-vanadium 44.61 54.50 0.89 0.14 1000 20 el. Vana 1580 briquet spiral dium 0.65 tation 4 iron-vanadium 38.24 60.09 1.67 0.05 150 20 el. Vana 1560 light 0.24 bend 5 iron-vanadium 18.69 80.22 1.09 0.04 1 300 el. Vana- 1450 spiral dium 0.16 Table 1 (continued) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6 1s vanadium 7.21 90.29 2.50 0.10 250 20 el. Vana- 1720 spark dium 0.70 7 iron-niobium 33.64 65.88 0.48 0.05 100 20 el.niobium 1650 spiral 0.09 8 cobalt titanium 28.13 71.21 0.64 0.30 300 20 el. Titanium 1770 pressing sparks 0.25 9 cobalt-nickel 14.07 70.15 1.72 0.10 120 20 el. Zirconium 1820 zirconium 14 06 spiral nium 0.85 10 ones niobium 33.58 32.98 0.48 0.08 80 20 el. Alumi- 1620 tantalum 32.96 light- nium 0.14 arc iron oxide mixture 11 iron-vanadium, 44.61 54.50 0.89 0.05 500 20 el. Niobium 1610 pressing iron-niobium 33.64 65.88 0.48 0.05 spiral 0.22 12 ones aluminum 17.73 17.69 0.57 0.10 150 20 el.aluminium 1470 chromium 64.01 spark nium 0.21 iron oxide mixture 13 iron-vanadium, 67.70 32.21 0.09 0.04 120 700 el. Vana- 1420 iron-manganese 2.0 97.64 0.36 0.10 spiral dium 0.15 Table 1 (continued) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14. Ones vanadium, 18.69 80.22 1.09 0.04 200 300 electr. Vana- 1520 ones-chrome 28.94 70.51 0.45 0.08 spiral dium 0.30 15 ones chrome 8.87 44.92 1.27 0.01 150 700 el. Titanium 1510 manganese 44.94 sparks 0.11 16. ones vanadium, 18.09 80.22 1.09 0.04 120 20 electr. Vana- 1580 ones-tungsten 44.61 54.60 0.79 2.00 spiral dium 0.28 17. Ones vanadium 18.69 80.22 1.09 0.04 150 20 light-. Vana 1510 ones manganese 2.00 97.64 0.36 0.10 arc 0.13 ones chromium 28.94 70.51 0.45 0.08 18. ones vanadium 18.69 80.22 1.09 0.04 300 20 electr. Vana 1550 ones molybdenum 35.12 63.14 1.74 1.00 spiral dium 0.20 Table 2 No. Stick density, porosity crushing Rela- Nitride- Unequal- Note- g / cm³ sity, strong, moderate kung content% stigkeit, less the stick% kg / mm² wear than mm material distribution, % 1 13 14 15 16 17 18 19 20 1 11.50 6.12 7.6 112.1 2.9 0.01 4 2 8.64 6.52 1.0 300.0 1.5 0.005 3 3 10.72 6.29 2.9 91.4 1.9 0.008 5 4 12.11 5.84 12.1 15.2 8.4 0.02 5 5 16.11 5.29 15.12 7.9 9.5 0.03 7 6 17.00 5.21 18.14 10.1 7.7 0.02 6 7 6.54 7.12 21.13 12.1 8.9 0.01 10 8 11.51 5.00 15.1 7.4 15.0 0.10 9 9 7.40 7.51 10.4 21.1 5.9 0.05 6 10 5.00 8.00 18.9 11.9 4.8 0.02 8 11 8.63 6.59 9.14 39.1 4.9 0.008 5 12 14.53 5.11 24.34 6.12 12.4 0.08 6 13 9.91 5.61 15.4 19.4 11.9 0.02 4 14 13.13 5.94 12.1 33.4 8.5 0.01 7 Table 2 1 13 14 15 16 17 18 19 20 15 7.6 5.12 30.0 5.1 14.8 0.08 9 16 12.1 8.00 20.4 12.7 4.1 0.1 4 17 11.2 5.44 18.9 15.9 8.3 0.04 6 18 9.43 6.14 22.4 41.1 7.4 0.06 5

Claims

METAL COMPOSITION AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF Claims 1. Metal composition based on Group VIII metals and metal nitrides the III. to VII. Group, d u r c h e k e n n n e i c h n e t that they received has been made by making at least one alloy with at least one metal of the VIII group and at least one metal of III. to VII.

Group crushed to powder in a nitrogenous atmosphere introduced with an excess of nitrogen, the combustion of the mixture by local Ignition initiated at any point in the mixture and the excess nitrogen sustained until the end of the reaction.

2. Metal composition according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z It is not possible to use alloys as starting materials, as follows Contains components in the following proportions in weight S: Metals of the VIII. Group 2 to 70% metals of the III. to VII. Group 98 to 30%.

3. Metal composition according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z E i c h n e t that alloys are used as starting materials, which are called metals of the VIII. group contain iron, nickel and cobalt.

4. Metal composition according to claim 3, d a d u r c h g e -k e n n z It is clear that alloys are used as starting materials, which are called metal of group VIII contain iron.

5. Metal composition according to one of claims 1 to 4, d a -d u r c h g e k e n n n n n e i n e t that alloys are used as starting materials, as metals of III. to VII. group aluminum, titanium, zirconium, vanadium, Contains niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten and manganese.

6. Metal composition according to claim 5, d a d u r c h g e -k e n n z E i c h n e t that alloys are used as starting materials, which are called metals the III. to VII. group aluminum, vanadium, niobium, chromium and manganese.

7. Metal composition according to claim 6, d a d u r c h g e -k e n n z E i c h n e t that alloys are used as starting materials, which are called metals the III. to VII. group contain vanadium, chromium and manganese.

8. Metal composition according to claim 7, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t that alloys are used as starting materials, which are metals the III. to VII.

Group contain vanadium.

9. Metal composition according to one of claims 1 to 8, d a -d u r c h g e k e n n n n e i n e t that one can use a mixture of starting materials two alloys are used, at least one of which is at least one metal of the III.

to V. group contains.

10. Metal composition according to one of claims 1 to 9, d a -d u r c h e k e k e n n n n n e t, that one ignites locally and that there is an excess of nitrogen maintained at a pressure of 1 to 1000 bar.

11. Metal composition according to claim 10, d a d u r c h g e k e n n shows that one ignites locally and that there is an excess of nitrogen in one Maintains pressure from 1 to 500 bar.

12. Metal composition according to claim 11, d a d u r c h g e k e n n shows that one ignites locally and that there is an excess of nitrogen at one pressure from 1 to 300 bar.

13. Metal composition according to claim 12, d a d u r c h g e k e n n shows that one ignites locally and that there is an excess of nitrogen at one pressure from 2 to 160 bar.

14. Metal composition according to one of claims 1 to 13, d ad u r c h e k e k e n n n n e i n e t, that the starting alloys are first made into one Crushed powder with a particle size of less than 0.01 to 2 mm.

15. Metal composition according to claim 14, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the starting alloys are first made into a powder with a Crushed particle size of less than 0.01 to 0.6 mm.

16. Metal composition according to claim 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the starting alloys are first made into a powder with a Particle size of less than 0.02 to 0.3 mm comminuted.

17. Metal composition according to claim 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the starting alloys are first made into a powder with a Particle size less than 0.04 to 0.15 mm comminuted.

18. Metal composition according to one of claims 1 to 17, d a d u r c h e k e k e n n n e i c h n e t that the powders of the starting alloys were made beforehand presses.

19. Metal composition according to one of claims 1 to 17, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the powder of the starting alloys was previously used briquetted.

20. Metal composition according to one of claims 1 to 19, d a d u r c h e k e k e n n n e i c h n e t that the powders of the starting alloys were made beforehand up to 100 to 700 ° C warmed up.

21. Metal composition according to one of claims 1 to 20, d a -d u r c h e k e k e n nz e-i c h n e t that one is the powder of the starting alloys with the help of an electric spiral, an electric spark or an electric Arc with powders of metals of the III. to V. group or powder mixtures of metals of III. to V group with metal oxides of VI. to VIII. Group ignites.

22. A method for producing a metal composition according to claim 1, that you can use at least one alloy at least one metal from Group VIII and at least one metal from Group III. until VII.

Group crushed to powder in a nitrogenous atmosphere with an excess of nitrogen, the combustion of the gomish by local Ignition initiated at any point in the mixture and the excess nitrogen sustains until the end of the reaction.

23. The method according to claim 22, d a d u r c h g e k e n n -z e i c This means that alloys containing the following components are used as starting materials Contained in the following proportions in% by weight: Metals of VIII. Group 2 to 70 % Metals of III. to VII. Group 98 to 30%.

24. The method according to any one of claims 22 and 23, d a d u r c h g It is not possible to use them as starting materials Alloys used, which contain iron, nickel and cobalt as metals of group VIII.

25. The method according to claim 24 ,. d a d u r c h e k e n n -z e i c h n e t that alloys are used as starting materials, which are called metal of group VIII contain iron.

26. The method according to any one of claims 22 to 25, d a -d u r c h g it is not indicated that alloys are used as starting materials, as metals of III. to VII. group aluminum, titanium, zirconium, vanadium, Contains niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten and manganese.

27. The method according to claim 26, d a d u r c h g e k e n n -z e i c It should be noted that the starting materials used are preferably alloys which as metals of III. to VII.

Group contain aluminum, vanadium, niobium, chromium and manganese.

28. The method according to claim 27, d a d u r c h g e k e n n -z e i c N e t that one preferably uses alloys as starting materials, as metals of III. to VII.

Group contain vanadium, chromium and manganese.

29. The method according to claim 28, d a d u r c h g e -k e n n z e i c It should be noted that the starting materials used are preferably alloys which as metals of III.

to VII. group contain vanadium.

30. The method according to any one of claims 22 to 29, d a -d u r c h g It is not indicated that the starting materials used are a mixture of two Alloys used, of which at least one is at least one III metal to V. contains groups.

31. The method according to any one of claims 22 to 30, d a -d u r c h cI It is not shown that one ignites locally and that there is an excess of nitrogen maintains a pressure of 1 to 1000 bar.

32. The method according to claim 31, d a d u r c h g e -k e n n z e i c n e t that one ignites locally and an excess of nitrogen at a pressure of 1 to 500 bar maintained.

33. The method according to claim 32, d a d u r c h g e -k e n n z e i c n e t that one ignites locally and an excess of nitrogen at a pressure of Maintains 1 to 300 bar.

34. The method according to claim 33, d a d u r c h y e -k e n n z e i c n e t that one ignites locally and an excess of nitrogen at a pressure of Maintains 2 to 160 bar.

35. The method according to any one of claims 22 to 34, d ad u r c h g e it is not indicated that the starting alloys have been converted into a powder beforehand comminuted with a particle size of less than 0.01 to 2 mm.

36. The method according to claim 35, d a d u r c h g e -k e n n z e i c It is important to note that the starting alloys are previously made into a powder with a particle size of less crushed as 0.01 to 0.6 mm.

37. The method according to claim 36, d a d u r c h g e k e n n -z e i c It should be noted that the starting alloys are previously converted into a powder with a particle size from less than 0.02 to 0.3 now crushed.

38. The method according to claim 37, d a d u r c h g e k e n n -z e i c It is important to note that the starting alloys are previously made into a powder with a particle size crushed from less than 0.04 to 0.15 mm.

39. The method according to any one of claims 22 to 38, d a -d u r c h g It is not noted that the powders of the starting alloys are pressed beforehand.

40. The method according to any one of claims 22 to 38, d ad u r c h g e it is not indicated that the powders of the starting alloys are briquetted beforehand.

41. The method according to any one of claims 22 to 40, d a -d a d u r c h e k e n n n n e i c h n e t that the powder of the starting alloys can be used beforehand heated up to 100 to 700 ° C.

42. The method according to any one of claims 22 to 41, d a -d u r c h g It is not noted that the powders of the starting alloys can be produced with the help of an electric spiral, an electric spark or an electric arc with powders of metals of the III. to V. group or powder mixtures of metals the III. to V group with metal oxides of VI. to VIII. Group ignites.

43. metal composition according to one of claims 1 to 22, d a d u notices that alloys are used as starting materials used, which contain the following components in the following proportions in% by weight: Group VIII metals 30 to 60% Group III metals to VII. Group 70 to 40 %.