Behandlung von Leichtmetallen. Zusatz zum Patent 425452. Im Hauptpatent
425:I52: »Verfahren zur Behandlung von Leichtmetallen und ihren Verbindungen« ist
ein Verfahren mitgeteilt worden, welches die Herstellung von Körpern, bestehend
aus Leichtmetallen und besonders beständigen Verbindungen derselben, ermöglicht.
Das erwähnte Verfahren besteht darin, daß ein fein verteiltes Leichtmetall (Legierung)
mit einer (oder mehreren) durch besondere Temperaturbeständigkeit oder chemische
Beständigkeit ausgezeichneten gleichen oder anderen Leichtmetallverbindung gemischt,
sodann unter Druck in die gewünschte Form gepreßt und hierauf in einer inerten Atmösphäre
einem Sinterungsprozeß unterworfen wird.Treatment of light metals. Addition to patent 425452. In the main patent
425: I52: "Process for the treatment of light metals and their compounds" is
a process has been communicated which consists of the manufacture of bodies
made of light metals and particularly stable connections of the same, made possible.
The mentioned method consists in that a finely divided light metal (alloy)
with one (or more) due to special temperature resistance or chemical
Resistance excellent same or mixed with other light metal compound,
then pressed into the desired shape under pressure and then in an inert atmosphere
is subjected to a sintering process.
Die jetzt vorliegende Erfindung unterscheidet sich von der oben besprochenen
vor allem dadurch, daB an Stelle des indifferenten Gases beim Sinterungsprozeß ein
reagierendes Gas, nämlich Stickstoff, verwendet wird. Das Verfahren besteht also
darin, daß das Leichtmetall oder seine Legierung in fein verteilter Form (Pulver,
Späne ... ) mit einer (oder mehreren) Leichtmetallverbindung innig durchmischt,
das Gemisch durch Druck in die gewünschte Form gepreßt und sodann in einer Stickstoffatmosphäre
(oder einem Stick-Stoffstrom) gesintert wird. Die Herstellung der Preßlinge kann
zweckmäßig in einer hydraulischen Presse erfolgen. Die Höhe der dabei zu verwendenden
Drucke hängt von der Güte der Druckfortpflanzung im Pulver ab, richtet sich also
nach der Größe der Körper. Bei zweiseitigem Druck wird man bei Preßkörpern von mehreren
Zentimetern Höhe mit etwa iooo Atmosphären pro ctn2 Druckfläche des Preßlings wohl
meist das Auslangen finden. Bei der Erhitzung der Preßlinge in einem Stickstoffstrom
oder einer Stickstoffatmosphäre tritt bereits vor Erreichung der Schmelztemperatur
des Leichtmetalls (Legierung) teilweise Nitridierung ein, die es bewirkt, daß man,
ohne Schmelzen der Körper herbeizuführen, die Sinterungstemperatur noch weit erhöhen
kann. Durch Diffusion gelangt der Stickstoff auch in das dunere -der Körper, wobei
die durch die Zusätze vergrößerte Porosität der Preßlinge sehr begünstigend mitwirkt.
Dadurch tritt auch im Innern der Körper erhebliche Nitridbildung ein. Die Dauer
der Erhitzung richtet sich außer nach der Stärke der angestrebten Nitridierung nach
den Diffusionsbedingungen für den Stickstoff, also nach der Größe der Körper, der
angewandten Temperatur und
dem verwendeten Preßdruck. Sie kann unter
Umständen mehrere Stunden betragen. Für Preßlinge aus reinem Aluminiürn ist dieses
Verfahren durch das Patent 4254511 »Verfahren zur Herstellung aluminiumartiger Werkstücke
und Baustoffe« geschützt. Ebenso wie die dort beschriebenen Körper zeichnen sich
auch die nach dem jetzigen Verfahren gewonnenen durch große Härte, verbesserte chemische
Widerstandsfähigkeit und vor allem außerordentlich erhöhte Temperatur; beständigkeit
aus. So können sie beispielsweise bequem eine Temperatur bis I6oo° C aushalten,
was die Möglichkeit bietet, diese Körper auch warm zu verarbeiten und so Formen
zu geben, die bei Kalt- und Mäßigwarm-Bearbeitung nicht oder nur schwierig erreichbar
sind.The present invention differs from the one discussed above primarily in that a reactive gas, namely nitrogen, is used instead of the inert gas in the sintering process. The process consists in that the light metal or its alloy in finely divided form (powder, chips ... ) is intimately mixed with one (or more) light metal compound, the mixture is pressed into the desired shape by pressure and then in a nitrogen atmosphere (or a stick material flow) is sintered. The compacts can expediently be produced in a hydraulic press. The amount of pressure to be used depends on the quality of the pressure propagation in the powder, i.e. it depends on the size of the body. In the case of two-sided pressure, pressed bodies several centimeters high will usually suffice with about 100 atmospheres per ctn2 of pressure area of the pressed part. When the compacts are heated in a stream of nitrogen or in a nitrogen atmosphere, partial nitriding occurs even before the melting temperature of the light metal (alloy) is reached, which means that the sintering temperature can be increased significantly without melting the body. By diffusion, the nitrogen also gets into the darker body, whereby the increased porosity of the compacts due to the additives has a very beneficial effect. As a result, considerable nitride formation also occurs inside the body. The duration of the heating depends not only on the strength of the desired nitriding, but also on the diffusion conditions for the nitrogen, i.e. on the size of the body, the temperature used and the pressure used. Under certain circumstances it can be several hours. For compacts made of pure aluminum, this process is protected by patent 4254511 "Process for the production of aluminum-like workpieces and building materials". Just like the bodies described there, those obtained by the current process are also characterized by great hardness, improved chemical resistance and, above all, extremely high temperature; resistance. For example, they can comfortably withstand a temperature of up to 160 ° C, which offers the possibility of processing these bodies while warm, giving them shapes that are difficult or impossible to achieve with cold and moderately warm processing.
B e i s p i e 1 g : AI-Pulver wurde mit 5, Io, 2o und 4o Prozent Aluminiumoxyd
innig vermischt und sodann unter- Anwendung von 5oo bis iooo Atin.Jcmz gepreßt.
Die entstehenden noch völlig zerbrechlichen Körper wurden hierauf in einer Stickstoffatmosphäre
einem Sinterungsprozeß unterworfen, wobei die Temperatur zuerst eine Stunde auf
6oo° C und dann zwei Stunden auf iooo° C gehalten wurde. Hierbei erfolgte eine Nitridierung
der Preßlinge, weiche-um-so höhere Beträge erreichte, je höher der Zusatz von Aluminiumoxyd
war. Das spezifische Gewicht der so erhaltenen, völlig kompakten, verarbeitbaren
Körper weicht nur unwesentlich von dem des Al ab. Die Brinellhärte beträgt, nach
steigenden Oxydgehalten geordnet: 48, 40, 24 und 7 2 gegen 23 von Gußaluminium.
Alle Körper sind bei g6oo° C noch nicht geschmolzen, völlig hart und bieten die
Möglichkeit der Warmbearbeitung.Example 1 g: Al powder was made with 5, 10, 2o and 4o percent aluminum oxide
intimately mixed and then pressed using from 500 to 1000 atin.Jcmz.
The resulting still completely fragile bodies were then placed in a nitrogen atmosphere
subjected to a sintering process, the temperature first increasing to one hour
600 ° C and then held at 100 ° C for two hours. Nitridation took place here
The higher the addition of aluminum oxide, the higher the amounts of the compacts reached
was. The specific weight of the thus obtained, completely compact, processable
Body deviates only insignificantly from that of Al. The Brinell hardness is after
increasing oxide content: 48, 40, 24 and 7 2 versus 23 of cast aluminum.
All bodies are not yet melted at 600 ° C, they are completely hard and offer the
Possibility of hot working.
B e i s p i e 1 2: Es wurde auch natürlich vorkommender Bauxit als
Zusatzmittel verwendet. Analog wie in Beispiel I wurden Preßlinge aus AI-Pulver
mit Zusätzen von 5, i o, 2o und 40 Prozent Bauxit in einem Stickstoffstrom gesintert,
wobei die Temperatur ebenfalls eine Stunde auf 6oo° C und sodann zwei Stunden auf
iooo° C gehalten wurde. Wiederum erfolgte eine außerordentlich starke Aluminiumnitridbildung.
Die spezifischen Gewichte der erhaltenen Körper liegen um drei. Die Brinellhärten
betragen nach steigenden Bauxitgehalten geordnet: 46, 61,
57 und etwa Zoo.
Auch diese Körper sind sämtlich bei I6oo° C noch nicht geschmolzen und vollkommen
hart.Example 1 2: Naturally occurring bauxite was also used as an additive. As in Example I, pellets made of Al powder with additions of 5, 10, 20 and 40 percent bauxite were sintered in a stream of nitrogen, the temperature also being kept at 600 ° C. for one hour and then at 100 ° C. for two hours. Once again, there was an extremely strong formation of aluminum nitride. The specific weights of the bodies obtained are around three. The Brinell hardnesses are arranged according to increasing bauxite content: 46, 61, 57 and about Zoo. Even these bodies have not yet melted at 160 ° C and are completely hard.
Ebenso wie cias Verfahren nach dem Hauptpatent und nach Patent 425451
.eignet sich auch das vorliegende nicht nur zur Herstellung von Werkstücken und
Baustoffen, sondern auch zur Herstellung von Überzögen auf Metallen und nichtmetallischen
Materialien sowie als Verbindungsmittel getrennter Werkstücke. Die nach dem vorliegenden
Verfahren hergestellten Überzüge zeichnen sich durch große Härte,. große Hitzebeständigkeit
und gute chemische' Widerstandsfähigkeit aus.Just like the cias process according to the main patent and patent 425451
. Also the present one is not only suitable for the production of workpieces and
Building materials, but also for the production of coatings on metals and non-metallic
Materials and as a means of connecting separate workpieces. The after the present
Process produced coatings are characterized by great hardness. great heat resistance
and good chemical resistance.
Überblickt man die in den zwei Patenten 425451 und 425452 und in diesem
Zusatzpatent niedergelegten Verfahren, so erkennt man, daß das letzte eine Vereinigung
der beiden ersten darstellt. Das erste Verfahren geht von reinen Al-Preßkörpern
aus, welche in einer Stickstoffatmosphäre gesintert werden. Hierbei tritt Al-Nitridbildung
von nicht sehr erheblichem Ausmaß ein. Dieses Al-Nitrid wird wohl in Form dünner
Häute die einzelnen Aluminiumteilchen umschließen. Sie wird dadurch zur Ursache
der Härtesteigerung, der Besserung der chemischen Beständigkeit und, wenn. die Nitridbildung
ein gewisses Maß erreicht hat; der außerordentlichen Temperaturbeständigkeit der
Körper. Die das Aluminium umschließenden außerordentlich hitzebeständigen Nitridhäute
(in der Größenordnung von io Prozent des-Gesamtgewichtes) verhindern ein Zutagetreten
der Schmelzung des Aluminiums. Entsprechend ihrer Herstellung weisen diese Körper
zonenartigen Aufbau mit vor. außen nach innen veränderlichen Eigenschaften auf.
Das im Hauptpatent 'angegebene Verfahren zeigt, wie man den zonenartigen .Hufbau
vermeiden und zu durch und durch gleichartigen Körpern aus Leichtmetall und Leichtmetallverbindung
bestehend gelangen kann. Die in fein verteilter Form gemischten Komponenten dienen
hier als Ausgangsmaterial für die Preßkörperherstellung. Die Sinterung erfolgt in
inerter Atmosphäre. Auch hier gelangt man zu völlig dichten, mechanisch gut beärbeitbaren
Körpern von verbesserter chemischer Widerstandsfähigkeit. Der Zusatz an Leichtmetallverbindung
kann bis zu sehr erheblichen-Beträgen (- 4o : Prozent) erfolgen. Das im vorliegenden
Zusatzpatent beschriebene Verfahren. geht schließlich von den gleichen Preßkörpern
aus wie das Hauptpatent, jedoch erfolgt die Sinterung jetzt in Stickstoff. Hierbei
werden die Metallteilchen wieder mit sehr hitzebeständigen Nitridhäuten überzogen.
Die Nitridbildung erfolgt hier bis zu viel größerem Ausmaß (etwa 55 Prozent) als
mach dem Verfahren in Patent 42545I, da durch den Zusatz von Leichtmetallverbindung
die Preßkörper eine viel höhere Porosität aufweisen als reine AI-Körper. Die nach
dem vorliegenden Zusatzpatent hergestellten Körper zeichnen sich demnach wieder
durch erheblich gesteigerte Härte, verbesserte chemische Widersta4dsfäliigkeit und
außerordentlich .gesteigerte Hitzebeständigkeit aus.If one looks at the two patents 425451 and 425452 and this one
Additional patent procedure laid down, one recognizes that the last one is an association
the first two represents. The first method starts with pure aluminum compacts
which are sintered in a nitrogen atmosphere. Here, Al nitride formation occurs
of not very significant proportions. This Al nitride is likely to be thinner in shape
Skins enclose the individual aluminum particles. It thereby becomes the cause
the increase in hardness, the improvement in chemical resistance and, if. the nitride formation
has reached a certain level; the extraordinary temperature resistance of the
Body. The extremely heat-resistant nitride skins surrounding the aluminum
(in the order of magnitude of 10 percent of the total weight) prevent exposure
the melting of aluminum. According to their production, these bodies have
zonal structure with before. outside inwardly changeable properties.
The procedure specified in the main patent shows how to achieve the zone-like .Hufbau
avoid and through and through similar bodies made of light metal and light metal compound
existing can get. The components mixed in finely divided form are used
here as the starting material for the production of pressed bodies. Sintering takes place in
inert atmosphere. Here, too, one arrives at completely dense, mechanically well machinable
Bodies of improved chemical resistance. The addition of light metal compound
can be done up to very substantial amounts (-4o: percent). That in the present
Procedure described in the additional patent. eventually goes from the same compacts
like the main patent, but sintering now takes place in nitrogen. Here
the metal particles are covered again with very heat-resistant nitride skins.
The nitride formation takes place here to a much greater extent (about 55 percent) than
do the procedure in patent 42545I, because by adding a light metal compound
the pressed bodies have a much higher porosity than pure Al bodies. The after
The body manufactured in accordance with the present additional patent are therefore characterized again
by considerably increased hardness, improved chemical resistance and
extraordinarily increased heat resistance.