DE425451C

DE425451C - Herstellung aluminiumartiger Werkstuecke und Baustoffe

Info

Publication number: DE425451C
Application number: DESCH69954D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1924-03-21
Filing date: 1924-03-21
Publication date: 1926-02-18

Description

Herstellung aluminiumartiger Werkstücke und Baustoffe. Aluminium wird wegen seines geringen Gewichtes und seiner guten Säurebeständigkeit vielfach zur Herstellung von Werkstücken und Baustoffen, wie Stäben, Barren, Platten o. dgl., verwendet, die dann durch mechanische Bearbeitung in die jeweils gewünschte Gebrauchsform übergeführt werden. Als ein Mangel würde bei derartigen aus Aluminium hergestellten Gebrauchsgegenständen und Geräten jedoch die geringe Härte und der Umstand empfunden, daß die Verwendbarkeit derselben dadurch stark beeinflußt ist, daß Aluminium bereits bei etwa 60o° C erweicht und sogar schon bei 63o° C schmilzt.
Die Erfindung bezweckt nun die Herstellung solcher aluminiumartiger Werkstücke und Baustoffe, diebeigleichem spezifischem Gewicht eine wesentliche Steigerung der Härte und der Temperaturbeständigkeit aufweisen. Zu diesem Zweck werden erfindungsgemäß aus feinem Aluminiumpulver oder Aluminiumspänen unter Anwendung von Druck vorerst Preßlinge in der gewünschten Form, beispielsweise in der Gestalt von Stäben, Barren, Platten o. dgl., hergestellt und diese dann in einer Stickstoffatmosphäre, zweckmäßig in einem Stickstoffstrom, erhitzt. Die Herstellung der Preßlinge kann etwa in einer hydraulischen Presse erfolgen, die es gestattet, Drucke von z. B. 5ooo kg/cm= der Preßlinge auszuüben. Die Verwendung so hoher Drucke ist jedoch nicht unbedingt erforderlich; es hängt dies von der Güte der Druckfortpflanzung in Pulver (Preßling j ab. Bei zweiseitigem Druck führt auch die Anwendung eines Bruchteils des oben angegebenen Druckes schon zu gut verwendbaren Preßlingen. Bei der Erhitzung derselben in einer Stickstoffatmosphäre oder einem Stickstoffstrom tritt bereits vor Erreichung der Schmelztemperatur des Aluminiums oberflächliche Nitridierung ein. Durch Diffusion gelangt der Stickstoff auch ins Innere der Körper und bewirkt auch dort Nitridbildung. Sehr befördern kann man diese, indem man nun auf weit höhere Temperaturen, etwa iooo° C, erhitzt, was ohne Schmelzung der Preßlinge herbeizuführen geschehen kann. Die Zeitdauer der Erhitzung richtet sich nach den Diffusionsbedingungen für den Stickstoff, also nach der Größe der Körper und dem verwendeten Preßdruck, und nach der Stärke der erstrebten N itridierung. Sie kann unter Umständen mehrere Stunden betragen. Ihrer Entstehung zufolge weisen die erhaltenen Sinterkörper zonenartigen Aufbau mit von außen nach innen abnehmendem Aluminiumnitridgehalt auf. Zweistündige Erhitzung der Preßlinge im Stickstoffstrom auf iooo° C führte zu einem Nitridgehalt von etwa io Prozent in den oberflächlichen Zonen der Körper. Dieser Gehalt an Aluminiumnitrid ist wohl der Grund für die Steigerung der Härte (die in obigem Beispiel 4o bis 5o gegen 27 von Gußaluminium beträgt) und die erhöhte Temperaturbeständigkeit (die in dem obigen Beispiel bis mindestens 130o° C reichte) der Sinterkörper. Um so weitgehender die :N itridierung erfolgt ist, tun so härter und temperaturbeständiger sind die betreffenden Körper. Wenn man sich eine Vorstellung von dem: Aufbau derselben machen will, so wird man wohl annehmen, daß <las sehr hitzebeständige ..Aluminiumnitrid in Form von schützenden Häuten die einzelnen Aluminiumkörner umgibt und s(*) deren Schmelzung nicht sichtbar werden läßt.
Die erhaltenen Sinterkörper können in einfachster Weise durch mechanische Bearbeitung nachgearbeitet oder umgeformt werden, wobei die erzeugten Gebrauchsgegenstände sich durch hohe Festigkeit auszeichnen.
Die Erfindung ist auf die Herstellung von Werkstücken und Baustoffen nicht beschränkt, sondern gestattet es auch, auf anderen Metallen oder nichtmetallischen Materialien, z. B. angerauhte Porzellane, temperaturbeständige Überzüge anzubringen. Zu diesem Zweck wird auf das Unterlags- oder Kernstück aus Metall oder nichtmetallischem Ma= terial eine genügend dicke Schicht von Aluminiumpulver oder Aluminiumspänen aufgepreßt und diese dann durch Erhitzung in einer Stickstoffatmosphäre zum festen Haften am Unterlags-- oder Kernstück gebracht. Gegebenenfalls kann zur Erhöhung der Haftfähigkeit noch irgendein geeignetes Bindungsmaterial vorher auf das Unterlags- oder Kernstück angebracht werden.
Die gemäß der Erfindung hergestellten Werkstücke, Baustoffe oder auch Überzüge besitzen außer dem Vorteil einer höheren Härte und Temperaturbeständigkeit auch noch den Vorteil, daß sie im allgemeinen eine höhere chemische Widerstandsfähigkeit besitzen. So ist z. B. die Widerstandsfähigkeit gegen Salzsäure, und zwar sowohl gegen verdünnte als konzentrierte, sehr hoch im Gegensatz- zu aus reinem Aluminium bergestellten Werkstücken. Auch gegen konzentrierte Schwefelsäure und konzentrierte Laugen ist die Widerstandsfähigkeit der neuen Werkstückew esentlichbesser. Niedriger ist die Widerstandsfähigkeit der gemäß der Erfindung hergestellten Werkstücke gegenüber Salpetersäure.

Claims

PATENT-ANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von aluminiumartigen Werkstücken und Baustoffen (Stäben, Platten, Barren o. dgl.), dadurch gekennzeichnet, daß aus feinem Aluminiumpulver oder Aluminiumspänen unter Anwendung von Druck Preßlinge hergestellt und diese dann in einer Stickstoffatmosphäre oder einem Stickstoffstrom bis weit über den Schmelzpunkt von Aluminium erhitzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Preßlinge unter Anwendung eines Druckes von mindestens 5ooo kg/cm2 erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Erhitzung der Preßkörper in der Stickstoffatmosphäre .verwendete Temperatur den Schmelzpunkt des Aluminiums nicht übersteigt.
4. Verfahren nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßlinge in der Stickstoffatmosphäre vorerst auf eine Temperatur dicht unterhalb des Schmelzpunkts des Aluminiums (etwa 6oo bis 65o° C) gebracht und dann steigend bis weit über diese Temperatur; etwa bis iooo° C, weiter erhitzt werden.
5. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch i, 3 und 4. zur Herstellung von Überzügen auf Metallen oder nichtmetallischen Materialien.