DE3235704A1

DE3235704A1 - Verfahren zur herstellung metallischer chrombleche und damit herstellbare chrombleche

Info

Publication number: DE3235704A1
Application number: DE19823235704
Authority: DE
Inventors: Shinichi Tokuyama Yamaguchi Imura; Yoshimichi Masuda; Kazutaka Hofu Yamaguchi Sakiyama; Ryuzo Sendai Miyagi Watanabe
Original assignee: Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1981-09-28
Filing date: 1982-09-27
Publication date: 1983-06-16
Anticipated expiration: 2002-09-28
Also published as: US4428778A; JPS5855502A; JPH0224883B2; GB2108532A; DE3235704C2; GB2108532B; FR2519568B1; FR2519568A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung metallischer Chromgrab- und -feinbleche {nachstehend "Bleche¹¹ genannt) aus metallischen Chrompulvern, sowie die mit diesem Verfahren herstellbaren Bleche. Das erfindungsgemäße Verfahren weißt folgende Verfahrensschritte auf:

Walzen oder Verdichten metallischen Chrompulvers mit einer Teilchengröße bis etwa 37 μΐη oder74 um (Siebgröße etwa -200 bis-400 mesh), Sintern, erneutes Walzen oder Umwälzen und Glühen.

Bisher wurden keine Versuche oder praktischen Erprobungen gemacht, um geformte Erzeugnisse, wie Bleche, aus metallischem Chrompulver herzustellen, weil metallische Chromblöcke sehr spröde sind. Andererseits hat metallisches Chrom jedoch von Natur aus ausgezeichnete Eigenschaften, wie hohe Festigkeit bei hohen Temperaturen, hohe Beständigkeit gegeu verschiedene Säuren und hohe Korrosionsbeständigkeit, und ist viel wirtschaftlicher verglichen mit Legierungszusätzen, wie Nickel und Kobalt, die zur Erzielung einer gewünschten Wärmebeständigkeit zulegiert werden. Deshalb hat metallisches Chrom sehr breite und ausgedehnte potentielle Anwendungsmöglichkeiten als Element in Legierungen, um den Legierungen Wärme- und Korrosionsbeständigkeit zu verleihen, oder als Grundbestandteil wärmebeständiger oder korrosionsbeständiger Legierungen. Andererseits hat metallisches Chrom den inhärenten Nachteil, daß es im allgemeinen spröde ist und somit große Schwierigkeiten beim plastischen oder bildsamen Bearbeiten auftreten, so daß die tatsächlichen Anwendungsmöglichkeiten metallischen Chroms stark eingeschränkt waren. Deshalb bestand ein starkes Bedürfnis nach einer Verbesserung der Sprödigkeit und nach einer besseren Bearbeitbarkeit metallischen Chromes.

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In der vorstehenden Situation sind aufgrund der inhärenten ausgezeichneten Eigenschaften verschiedenartige und breite AnwendungsmögXichkeiten für metallische Chrombleche zu erwarten, wenn derartige Bleche wirtschaftlich und vorteilhaft

5 herstellbar sind.

Es wurden deshalb verschiedene ausgedehnte Studien und Experimente durchgeführt, um die metallischem Chrom zu eigene Sprödigkeit und schlachte Bearbeitbarkeit zu verbessern und ein Verfahren zur direkten Herstellung geformter Erzeugnisse aus metallischem Chrompulver zu entwickeln.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem metallische Chrombleche, deren Herstellung bisher praktisch unmöglich oder zumindest sehr schwierig war, einfach herstellbar sind. Das herkömmliche Verfahren zum Walzen von Metallpulvern ist ein spezielles Formverfahren, mit dom Pulver aus leicht zu formenden Metallen, wie Aluminium, Kupfer und Nickel, in Bleche geformt wird, aber nach allgemeiner Auffassung ist es sehr schwierig, mit diesem herkömmlichen Walzverfahren geformte Erzeugnisse aus spröden Metallpulvern herzustellen.

Im Rahmen der Erfindung wurde gefunden, daß es trotz dieses herkömmlichen Wissens möglich ist, metallische Chrombleche mit für praktische Anwendungen befriedigender Festigkeit aus metallischem Chrompulver herzustellen, wenn dabei besondere Verfahrensbedingungen eingehalten werden.

Als Ausgangsmaterial des erfindungsgemäßen Verfahrens kann handelsübliches, gewöhnliches metallisches Chrompulver verwendet werden.

Vorzugsweise wird jedoch elektrolytisch gewonnenes Chrompulver oder vakuumentgantes metallisches Chrompulver mit hoher Reinheit verwendet, wobei die vorherrschende Teilchengröße bis etwa 37 um oder 74 um, vorzugsweise

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zwischen 37 μπι und 74 μπι («200 bIs-400 mesh) , besonders bevorzugt zwischen etwa 47 μια und 74 μπι (-200 bis-300 mesh) betragen sollte,

5 Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Verfahrensschritte auf:

(1) Walzen oder Verdichten des Pulvers:

Zum Walzen des Pulvers können herkömmliche Verfahren verwendet werden. Es ist ein Walzdruck von etwa 2 bis 7 t/cm^s (etwa 200 bis 700 MPa) erforderlich, um aus dem metallischen Chrompulver ein gewalztes Blech von etwa 0,3 nun Dicke zu erhalten, wobei beispielsweise zwei Walzen mit 150 mm Durchmesser und 40 mm Zufährbreite verwendet werden. Die so erhaltenen Blecherzeugnisse weisen üblicherweise eine Zugfestigkeit von etwa 4 bis 5 MPa (etwa 0,4 bis 0,5 kg/mm²) auf,

(2) Sintern:
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Das Sintern der im Verfahrensschritt (1) erhaltenen-gewalzten, verdichteten Formteile wird bei einer Temperatur zwischen 900 und 1400⁰C, vorzugsweise zwischen 1000 und 1200⁰C, 30 Minuten bis 2 Stunden lang in einem üblichen Elektroofen durchgeführt. Vorzugsweise wird ein inertes Gas, wie Wasserstoff, Argon und/oder Helium, als Schutzgas beim Sintern verwendet.

Bei einer Sintertemperatur unter 900⁰C wird kaum eine zufriedenstellende Sinterung erzielt, während bei einer Sintertemperatur über 1400⁰C die Sublimation metallischen Chromes beträchtlich wird. Die Sinterung kann mit einem üblichen Induktionsheizverfahren durchgeführt werden.

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1 (3) Erneutes Walzen oder Umwälzen:

Die derart gewonnenen, geformten und gesinterten Erzeugnisse werden erneut gewalzt, vorzugsweise mit einer Querschnittsverminderung oder einem Verformungsgrad von 5 bis 50 %, besonders bevorzugt 10 bis 40 %, wobei beispielsweise zwei Walzen verwendet werden. Wenn der vorstehende Verformungsgrad von 5 bis 50 % nicht mit einem einzigen Walzvorgang erzielbar ist, wird das Walzen solange wiederholt, bis der gewünschte Verformungsgrad erzielt ist.

Wenn der Verformungsgrad beim Umwälzen kleiner als 5 % ist, kann keine Verbesserung der Zugfestigkeit des Verfahrenserzeugnisses erzielt werden, während andererseits ein Verformungsgrad von mehr als 50 % beim Umwälzen zu einer erheblichen Rißneigung des Verfahrenserzeugnisses führt.

{4} Glühen:

Die umgewalzten Bleche werden wieder für etwa 30 Minuten bis 2 Stunden auf vorzugsweise 500 bis 1100⁰C erwärmt, um eventuelle Spannungen in den Erzeugnissen abzubauen oder feine Risse in den Erzeugnissen zu beseitigen. Das Heizverfahren kann in einem elektrischen Induktionsofen durchgeführt werden, vorzugsweise in Anwesenheit eines inerten Gases, wie Wasserstoff, Argon und/oder Helium.

Glühen unterhalb 500⁰C reicht nicht aus, um die erwünschten Ergebnisse des Glühvorganges zu erzielen, während Glühen oberhalb 1100⁰C gelegentlich die Rekristallisation des Metalles bewirken kann und dadurch die Materialeigenschaften verschlechtert.

Bleche aus metallischem Chrom mit zufriedenstellenden Eigenes schäften lassen sich nur erzielen, wenn die vorstehenden .Verfahrensschritte eingehalten worden.

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BAD ORIGINAL

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten erfindungsgemäßen metallischen Chrombleche zeigen gute mechanische Eigenschaften mit einer maximalen Zugfestigkeit von etwa 320 MPa (etwa 3_r2 kg/mm²}. Die Bleche lassen sich beispielsweise zu Bändern, Spänen, Hohlkörpern, wie zylindrischen Erzeugnissen, verarbeiten.

Somit lassen sich unter den speziellen, erfindungsgemäßen Verfahrensbedingungen erstmals metallische Chrombleche mit guten Eigenschaften auf befriedigende Weise aus metallischem Chrompulver herstellen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter, keine Einschränkung darstellender Ausführungsformen näher erläutert.

Elektrolytisch gewonnenes metallisches Chrompulver mit einer Teilchengröße von etwa 47 μΐη f-300 mesh) wird Walzen mit 150 mm Durchmesser und 40 mm Zuführbreite sowie einer Drehzahl von 5 min bei einem Druck von etwa 300 MPa (3 t/cm^a) zugeführt, und zu Blechen mit 0,3 mm Dicke gewalzt. Diese gewalzten Bleche werden nachstehend als "Ä" bezeichnet.

Entgastes, hochreines metallisches Chrompulver mit einer Teilchengröße von etwa 74 μπι (-200 mesh) wird in ähnlicher Weise wie vorstehend erläutert mit einem Walzdruck von etwa 700 MPa (etwa 7 t/cm²) gewalzt und gewalzte Bleche hergestellt, die nachstehend als ¹¹B" bezeichnet werden.

Die gewalzten Bleche A und B werden unter verschiedenen Bedingungen den Verfahrensschritten des Sinterns, ümwalzens und Glühens unterworfen und metallische Chrombleche hergestellt. Das Sintern und Glühen wird in einem Elektroofen in Wasserstoffatmosphäre durchgeführt. Die Verfahrensbedingungen und die Zugfestigkeiten der hergestellten Chrombleche sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt.

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Tabelle

Nr.	Gewalz tes Blech	Sintertem- Zeit peratur, ("C) ^(h)	Verformungs- grad (%) beim "Umwälzen	•Glühtera- Zeit peratur (⁰C) ^>nj	- Zugfestigkeit des her- • gestellten Chrombleches (MPa)
1	A	900 0,5	40	1100 1,5	280
2	Il	1100 1	30	800 2,0	330
3	Il	1300 1	10	50 0 1	250
4	B	1000 1	40	1000 i	280
5	Il	1100 1,5	20	900 1	250
6	Il	1400 2, 0	10	600 0,5	300

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Claims

VOSSlUS . VOSSJU:S-:TAI>CH-N£-R H EUNEMANN · RAUH PATENTANWÄLTE SIEBERTSTRASSE 4. ■ 8OOO MÜNCHEN 86 · PHONE: <ΟΟβ) 47 4Ο7Β CABLE: BENZOLPATENT MÖNCHEN ■ TfLEX Ö-2O453 VOPAT D 5 u.Z.: S 105 (He/GH/kä) 27. September 1982 Case: 7749 TOYO SODA MANUFACTURING CO., LTD. Yamaguchi, Japan und YOSHIMICHI MäSUDA, Miyagi, Japan " Verfahren zur Herstellung metallischer Chrombleche und damit herstellbare Chrombleche" Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung metallischer Chrombleche aus metallischem Chrompulver, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Walzen des Chrompulvers zu Blechen,

b) Sintern der gewalzten Bleche bei einer Temperatur
zwischen 900 und 1400⁰C,

c) Umwälzen der gesinterten Bleche mit einem Verformungs-30 grad von 5 bis 50 %,und

d) Glühen der umgewalzten Bleche.

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße des Chrompulvors bLä. etwa 37 μπι

oder74 μπι beträgt.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzen beim VGrfahrensschritt (a) mit einem Druck zwischen etwa 200 und 700 MPa durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Glühen etwa 30 Minuten bis 2 Stunden lang bei einer Temperatur zwischen etwa 500 und 1100⁰C durchgeführt wird.

5, Chrorableche,herstellbar mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4.

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