DE374615C - Verfahren zur Herstellung von metallischen Stampf- oder Pressmischungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von metallischen Stampf- oder Preßmischungen. Die Herstellung von Legierungen, welche spröde Bestandteile enthalten, die an und für sich mechanischer Bearbeitung durch Pressen, Walzen, Ziehen oder Hämmern unzugänglich sind, und als einbettende Grundmasse eine mechanisch gut verarbeitbare Metallmischung haben, sind in der Technik in großem Maßstabe zur Herstellung von Lagern für Maschinen u. dgl. angewendet worden. Diese Legierungen sind durch Zusammenschmelzen erhalten. Man ist darum, sowohl in der Wahl der Einlagerungsbestandteile als auch in der der Grundmasse, dadurch außerordentlich beschränkt, daß die Bestandteile im allgemeinen zusammengeschmolzen und dementsprechend geeignet sein müssen. Z. B. darf beim Ausgießen eines Lagers der Schmelzpunkt der Masse nicht zu hoch sein. Es gelingt auch nicht, Metalle von zu stark verschiedenem Schmelzpunkte, wie z. B. Zirkon und Kadmium, durch Zusammenschmelzen zu legieren. Andere Metalle laufen im geschmolzenen Zustande wie 01 und Wasser auseinander, wieder andere trennen sich bei der Erstarrung voneinander und führen zu starken Saigerungserscheinungen, die die Metallmasse unbrauchbar machen, und noch andere wieder ziehen sich bei der Erstarrung so stark zusammen, daß große und verhängnisvolle Lunker entstehen.
• Eine grundsätzliche Neuerung demgegenüber brachte Friedrich, welcher Legierungen herstellte unter Verwendung halbflüssiger Gemische aus flüssigen und kristallinen Bestandteilen. Ein ähnliches Verfahren hat Masing in einer zu wissenschaftlichen Zwecken durchgeführten Untersuchung angewandt. Er stellte sich feinkörnige zusammengepreßte Mischungen von Metallpulvern her, die er dann erhitzte, wobei sich Legierungen bildeten. Dabei war in fast allen Mischungen zum mindesten das eine Metall Kadmium, Blei, Zinn, Zink oder Wismut, also Metalle, die weit unter 500' schmelzen. In anderen Fällen benutzte er Metalle, die für sich allein zwar einen etwas höheren Schmelzpunkt haben, deren Mischungen aber wegen der sich bildenden Eutektika ebenfalls weit unter 500' zusammenschmolzen. Die einzige Ausnahme bildet das Meiallpaar Kupfer-Silber. Hier erreichte die Erhitzungstemperatur nicht den eutektischen Punkt. Masing betonte aber, daß das Produkt mit einem anderen, durch Zusammenschmelzen erzielten, völlig identisch war.
• Endlich ist auch noch ein anderes Verfahren bekannt geworden, daß auf einem Vorschlag von Guertler beruht, Blei-Eisen-Legierungen herzustellen durch Erhitzen gemischter Pulver der beiden Komponenten. Auch hier beginnt die Masse bei 327' (dA Schmelzpunkt des Bleies) sich zu verflüssigen. Eine Erweiterung dieses Verfahrens bringen die einige Jahre später liegenden Patentschriften 288571 und 288572, nach welchen feste Metalle oder nicht metallische Bestandteile in Bleihäute von Gefäßen eingepreßt werden. Das Neue gegenüber Guertlers Ausführungen besteht hier in der Sonderanwendung auf metallische Überzüge.
• Das Guertlersche Verfahren hat allgemeine Anwendung nicht finden können, weil sich herausstellte, daß die aus den gepulverten Bleimischungen erhaltenen Produkte keine für die meisten technischen Zwecke genügende Kohäsion haben.
• Es ist uns nun gelungen, zu technisch wertvollen und auf anderem Wege nicht erzielbaren Produkten zu gelangen, indem wir unter vollkommener Vermeidung des flüssigen Zustandes gepulverte Bestandteile in inniger Mischung durch Druck und Erhitzung vereinigen, wobei die Temperatur mindesf ens 500' betragen muß, aber niemals die Schmelztemperatur des am leichtesten schmelzenden BestandtEiles erreichen darf.
• Die Bestandteile sind metallischer Natur. Sie können entweder die :Metalle selber sein oder durch chemische Bindung der Metalle iT:iteinander entstehende sogenannte intermetallische Verbindungen sie Stannide, Antimonide USW.
• Die Temperatur wird mit voller Absicht so niedrig gehalten, daß auch nicht Teile des C emisches schmelzen, um zu verhüten, daß etwa unerwünschte Zustände entstehen, die sich beim Zusammenschmelzen ohne weiteres herausbilden würden, die aber die Eigenschaften des Produktes ungünstig beeinflussen würden. So entstehen in vielen Legierungen Mischkristalle, die beispielsweise eine sehr viel schlechtere elektrische Leitfähigkeit haben als das frei nebeneinander gelagerte Gemisch der einzelnen Komponenten. In anderen Fällen entstehen beim Zusammenschmelzen Verbindungen von außeordentlich spröden oder chemisch angreifbaren Kristallen, die die Brauchbarkeit der gesamten Legierung zu technischen Zwecken stark herabdrücken. In noch anderen Fällen schließlich werden Kristalle besonderer metallischer Verbindungen, die man aus irgendwelchen Gründen, etwa wegen ihrer schönen Farbe, ihrer magnetischen Eigenschaften, ihrer hohen Härte usw., in der Legierung wünscht, durch Auflösen in einer geschmolzenen Metallmasse zersetzt. Durch Vermeidung des geschmolzenen Zustandes können alle diese Vorgänge entweder gänzlich oder doch so weit unterdrückt werden, daß sie nicht mehr stören.
• Anderseits soll die Temperatur oberhalb 5oo ° liegen. Es hat sich durch unsere Versuche ergeben, daß die Wirkung der Temperaturerhöhung in solchen Mischungen eine zweifache ist. Einmal besteht sie in der Erhöhung der Plastizität und zweitens in der Belebung der sogenannten Einformungsprozesse. Beide Funktionen gehen nebeneinander her und sind unabhängig voneinander. Früher hatte man gemeint, die Erhöhung der Plastizität allein sei genügend. Die Plastizität der Metalle steht in enger Beziehung zu ihrem Schmelzpunkt. Das leicht schmelzende Blei ist bei gewöhnlicher Temperatur bereits so plastisch wie das schwerer schmelzbare Kupfer bei Rotglut oder das Wolfram bei Weißglut. Die zur Erreichung der Plastizität notwendige Temperatur ist also bei den Metaller. völlig verschieden. Man kann also eine hohe Plastizität auch ohne Anwendurg hoher Temperatur feststellen, wenn man ein genügend leicht schmelzbares Metall wählt. Ganz anders aber ist es mit der Belebung der Einformungsprozesse. Diese hängen von der Temperatur in einer Exponentialfunktion ab. Die Abhängigkeit ist nahezu die gleiche für die verschiedenen Metalle. Die Einformungsprozesse werden bei allen Metallen erst in genügender Hitze lebhaft. Es handelt sich hier um eine allgemeine, vom Material unabhängige Funktion. Metalle mit zu niedrigem Schmelzpunkt erreichen also die Temperaturgebiete lebhafter Einformung überhaupt nicht, weil sie vorher schmelzen. Das Wesen der Einformungsprozesse besteht nun aber darin, daß ein lebhafter molekularer Umbau im Raumgitter der einzelnen Kristalle innerhalb der Legierungen einsetzt. Grüppen kleinerer sich berührender Kristalle vereinigen sich zv großen Individuen. Mit diesen Vorgängen muß die Herstellung eines besonders innigen Zusammenhanges notwendig verbunden sein (Sintern, Fritten). Auch wo Kristalle verschiedener Art nebeneinanderliegen, beginnen sie alsbald einen solchen Austausch der Moleküle, soweit nur eine, wenn auch geringe gegenseitige Fähigkeit von Mischkristallbildung vorliegt. Auch hier ist mit dem gegenseitigen Austausch ein inniges Verwachsen verbunden. Zur Erzeugung eines inneren Zusammenhaltes ursprünglich loser Preßmischungen sind solche Vorgänge notwendig. Stoffe, die mit dem Ausgangsmetall unter den vorliegenden Bedingungen weder Verbindungen noch Mischkristalle bildenundobendreinwegenihrerspröden metalloidischen Natur die für plastische Metalle charakteristischen Einformungsvorgänge nicht zeigen, lassen sich nach dem hier geschilderten Verfahren nicht behandeln. Das Versagen der Blei-Eisen-Mischungen konnte jetzt dahin aufgeklärt werden, daß auch diese Gemische nur dann innig und haltbar verwachsen würden, wenn man sie auf lebhafte Rotglut bringen könnte, was ja der Bleigehalt ohne Schmelzung nicht zuläßt. Die Erkenntnis, daß man wirklich technisch brauchbare Legierungen erhält, wenn man solche Metalle wählt, die sich genügend hoch erhitzen lassen, ohne zu schmelzen, war wesentlich.
• Nach dem oben Ausgeführten sind die nach unserem Verfahren erzeugten Produkte solche, die unter Benutzung des flüssigen Zustandes entweder überhaupt nicht oder nicht von gleichem chemischen Aufbau und Eigenschaften hergestellt werden können.
• Unsere Produkte sollen Verwendung finden vor allem zu Lagermetallen, Zündmetallen, Schmuckmetallen, porösen Körpern, Elektrizitätsleitern und Magneten von besonderen Eigenschaften.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCEC: Verfahren zur Herstellung von metallischen Stampf- oder Preßmischungen, bestehend aus mechanisch gut bearbeitbarer, metallischer Grundmasse mit ebenfalls metal lischen Körpern, die entweder infolge ihrer Sprödigkeit mechanisch unbearbeitbar oder aber doch wesentlich schlechter verarbeitbar, sind als die Grundmasse, dadurch gekennzeichnet, daß die innig gemischten Stoffe während der Pressung auf eine Temperatur erhitzt werden, die über 5oo °, jedoch nicht höher liegt, als daß die Mischung plastische Erweichung zeigt, ohne flüssig zu werden.