DE603230C

DE603230C - Process for the manufacture of carbide hard bodies

Info

Publication number: DE603230C
Application number: DEM119321D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-05-11
Filing date: 1932-03-31
Publication date: 1934-09-25

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von karbidischen harten Körpern, z. B. Schleifsteinen oder Schleifscheiben. Es ist bekannt, solche karbidischen Körper aus vorgeformten Kohlestücken im elektrischen Ofen durch Einwirkung metallischer, in dem Ofen erzeugter Gase, ζ. Β. Siliciumgase, herzustellen. The invention relates to a method for producing carbide hard bodies, z. B. grindstones or grinding wheels. It is known to consist of such carbide bodies preformed pieces of coal in the electric furnace by exposure to metallic, in the Furnace generated gases, ζ. Β. Silicon gases.

Erfindungsgemäß dient als Heizquelle ein elektrischer Lichtbogen, durch dessen Wärmeerzeugung in der die Elektroden und die von ihnen getragenenFormstücke umhüllenden Masse aus Sand und Kohle allmählich ein Hohlraum gebildet wird, in dem die metallischen (Silicium-) Dämpfe auf die Formstücke zur Einwirkung kommen.According to the invention, an electric arc is used as the heating source, through its heat generation a cavity gradually forms in the mass of sand and coal which surrounds the electrodes and the shaped pieces they carry is formed in which the metallic (silicon) vapors act on the fittings come.

An sich ist die Verwendung elektrischer Energie zum Herstellen karbidischer harter Körper durch Erhitzen von Kohleformlingen unter Einwirkung metallischer Gase bekannt, nicht aber die Verwendung eines elektrischen Lichtbogens. Bei dem bekannten Verfahren sind ferner die Formlinge nicht wie nach der Erfindung an den Elektroden befestigt und werden auch nicht erst nach Bildung eines Hohlraumes in der umhüllenden Masse aus Kohle und Sand von den metallischen Dämpfen beeinflußt. Ferner müssen zum Herstellen von Schleifscheiben die bekannten karbidischen Körper gegebenenfalls fein gemahlen und dann für den Gebrauchszweck, z. B. zu Schleifscheiben, verformt werden.In itself it is the use of electrical energy to make carbide hard Body known from the heating of charcoal moldings under the action of metallic gases, but not the use of an electric arc. In the known method furthermore, the moldings are not attached to the electrodes as according to the invention and are also not only made after a cavity has formed in the enveloping mass Coal and sand affected by metallic vapors. Furthermore, in order to produce Grinding wheels, the known carbide bodies, if necessary, finely ground and then for the purpose of use, e.g. B. to grinding wheels, are deformed.

Nach der Erfindung erfolgt die Umwandlung der für den Gebrauchszweck in die geeignete Gestalt gebrachten Kohlekörper unmittelbar durch die Einwirkung von Siliciumdämpfen, so daß die Herstellung verbilligt wird und Schleifscheiben oder dergleichen von sehr großer Härte und sehr feinem Gefüge ohne jede Nachbearbeitung gewonnen werden.According to the invention, the conversion takes place for the purpose in the appropriate Formed carbon bodies directly through the action of silicon vapors, so that the production is cheaper and grinding wheels or the like of very large Hardness and a very fine structure can be obtained without any post-processing.

Auf der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung beispielsweise, und schematisch dargestellt.In the drawing is an apparatus for carrying out the method according to the invention for example, and shown schematically.

Die Umwandlung erfolgt zweckmäßig in einem Ofen. Dieser besteht aus einem Gefäß 1 von beliebiger Gestalt mit einer Auskleidung, von Schamottesteinen. Dieser entweder senkrecht stehende oder waagerecht liegende Ofen kann z.B. schwenkbar sein. ErbesitztzweiElektroden2 aus Kohle oder aus einem anderen hitzebeständigen Werkstoff. Die Elektroden werden in den Ofen in beliebiger Weise eingebracht und können gegeneinander verstellbar sein. Sie können z. B. in der Ofenachse liegen und eine hinter der anderen mit einem gewissen Abstand zwischeneinander. Jede Elektrode besitzt an -dem im Innern des Ofens liegenden Ende ein Kohlestück 3 von beliebiger, z. B. zylindrischer oder konischer Gestalt. Das oder die umzuwandelnden Kohlestücke 4 werden auf einer der Elektroden in beliebiger Weise befestigt, z. B. in ihrer Achse, wenn sie zylindrisch sind. Auf der anderen Elektrode kann ebenfalls ein ähnliches Stück sitzen, das aberThe conversion is expediently carried out in one Oven. This consists of a vessel 1 of any shape with a lining of Firebricks. This oven can either stand vertically or horizontally e.g. be pivotable. Has two electrodes2 made of carbon or another heat-resistant one Material. The electrodes are placed in the furnace in any way and can be mutually adjustable. You can e.g. B. lie in the furnace axis and one behind the other with a certain distance between each other. Any electrode has at the end lying in the interior of the furnace a piece of coal 3 of any, z. B. cylindrical or conical shape. That or the coal pieces to be converted 4 are attached to one of the electrodes in any manner, e.g. B. in their axis if they are cylindrical are. A similar piece can also sit on the other electrode, but that

auch von dem der ersten Elektrode verschieden sein kann.can also be different from that of the first electrode.

Die Elektroden sind in beliebiger Art befestigt und werden senkrecht oder auch in jeder anderen Stellung in der Achse des Hohlzylinders, der den Ofen bildet, gehalten. Wenn der Ofen lediglich in senkrechter Stellung benutzt wird, so ist er am unteren Teil geschlossen und bildet dann einen Behälter, durch dessen Boden nur ίο die untere Elektrode hindurchgeführt ist.The electrodes are attached in any way and are vertical or even in any other position in the axis of the hollow cylinder that forms the furnace, held. When the oven is only used in the vertical position, it is closed at the bottom and forms then a container through the bottom of which only the lower electrode is passed.

Die Umwandlung der Kohlestücke in eine Silicium-Kohlenstoff-Verbindung oder Siliciumkarbid oder einen anderen Stoff erfolgt folgendermaßen: The conversion of the carbon pieces into a silicon-carbon compound or silicon carbide or another substance is done as follows:

Der Ofen wird mit verschiedenen Stoffen angefüllt, die durch chemische Reaktion bei erhöhter Temperatur ein Kohlestück in eine Silicium-Kohlenstoff-Verbindung, z. B. Siliciumkarbid, oder einen anderen sehr harten Werkstoff umwandeln können.The furnace is filled with various substances that occur through chemical reaction elevated temperature a piece of coal into a silicon-carbon compound, e.g. B. silicon carbide, or another very hard material.

Als Beispiel solcher Stoffe für die Chargierung werden folgende Mischungen genannt:The following mixtures are mentioned as examples of such substances for charging:

Um eine Silicium-Kohlenstoff-Verbindung, z. B. Siliciumkarbid, zu erhalten:To obtain a silicon-carbon compound, e.g. B. silicon carbide to obtain:

30 Teile Kieselerde,
7 Teile Kohlenstoff.30 parts of silica,
7 parts carbon.

Diese Gewichtsverhältnisse der verwendeten Stoffe gelten in sehr weiten Grenzen.These weight ratios of the substances used apply within very wide limits.

Darauf werden die Elektroden mit Gleichstrom oder Wechelstrom gespeist, und zwar über eine Stromschiene aus leitendem Metall oder einem leitenden Werkstoff. An der Stromschiene ist die Elektrode in beliebiger Weise befestigt, z. B. an ihrer.Achse.The electrodes are then fed with direct current or alternating current Via a busbar made of conductive metal or a conductive material. On the power rail the electrode is attached in any way, e.g. B. on its axis.

Der Lichtbogen wird zwischen den Elektroden hergestellt, und unter der Einwirkung der entwickelten Wärme erfolgt zwischen den Werkstoffen, die die Chargierung des Ofens bilden, eine chemische Reaktion. Dadurch werden aus einem Teil der Mischung Dämpfe von Silicium oder je nach der verwendeten Mischung von einem anderen Stoff frei. Die Dämpfe steigen auf eine bestimmte Druckhöhe und bilden sehr schnell um den Lichtbogen als Mittelpunkt einen Raum 5, dessen Volumen allmählich zunimmt. Es tritt dann der Moment ein, in dem das zu behandelnde Werkstück 4 vollkommen in diesem Raum liegt, und zwar infolge der Volumenvergrößerung des letzteren; es wird darauf der Wirkung der Metalldämpfe von Silicium oder einem anderen Element unterworfen und wandelt sich in eine Silicium-Kohlenstoff-Verbindung, z. B. Siliciumkarbid, um oder auch in andere sehr harte Werkstoffe, die man entsprechend aus Kohlenstoff ableiten kann. Dies erfolgt ohne Veränderung der Gestalt und der Lage im Ofen und ohne Veränderung des Aggregatzustandes. Man kann darauf das Stück aus dem Ofen herausnehmen und einen neuen Arbeitsgang einleiten.The arc is established between the electrodes, and under the action of the developed Heat, a chemical reaction takes place between the materials that make up the furnace charge. This will turn out part of the mixture fumes of silicon or, depending on the mixture used, of another substance free. The vapors rise to a certain pressure level and form a lot quickly around the arc as the center a space 5, the volume of which gradually increases. The moment then occurs when the workpiece 4 to be treated lies completely in this space, as a result the increase in volume of the latter; it will point out the action of the metal fumes subjected to silicon or another element and transforms into a silicon-carbon compound, z. B. silicon carbide to or in other very hard materials that can be derived from carbon can. This takes place without changing the shape or the position in the furnace and without any change the physical state. You can then take the piece out of the oven and start a new operation.

Claims

Patent claims:

1. Method of making carbide hard bodies such as whetstones or disks, made from preformed pieces of carbon in an electric furnace by action metallic gases generated in the furnace, e.g. B. silicon gases, characterized in that that an electric arc is used as the heating source, through its heat generation in the mass of sand and coal that encases the electrodes and the shaped pieces they carry a cavity is formed in which the metallic (silicon) vapors come into effect on the fittings.

2. The method according to claim 1, characterized in that the charging of the Oven is 3o parts of silica and / parts of carbon.

1 sheet of drawings