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Verfahren zur Herstellung gesinterter Metallegierungen Gegenstand
der Erfindung ist ein Verfah-. ren zur Herstellung gesinterter Metallegierungen
durch Pressen und Sintern von Metallpulver, durch welches man Produkte von vollkommener
Gasfreiheit und anderen vorzüglichen Eigenschaften erhält. Das Verfahren besteht
im wesentlichen darin, daß die aus praktisch reinen, pulverförmigen Ausgangsstoffen
hergestellten Preßkörper :einer wiederholten thermischen Wechselbehandlung, und
zwar Sinterung, im Vakuum und in reduzierender Atmosphäre unterworfen und zwischen
den einzelnen Wärmebehandlungsstufen bis zur Erreichung praktischer Porenfreiheit
mechanischer Bearbeitung, z. B. Schmieden oder Walzen, unterzogen werden.
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Es ist bekannt, Metallegierungen derart herzustellen, daß reinste
Metallpulver unter Druck verdichtet werden und darauffolgend mit oder ohne Anwendung
von zusätzlichem Druck durch thermische Behandlung, vorzugsweise in reduzierender
Atmosphäre, verfestigt werden. Die Technik nennt dieses Herstellungsverfahren, wie
es als Coolidge-Verfahren für das Wolfram in die Metallurgie Eingang fand, Sinterverfahren
oder metallkeramisches Verfahren. Legierungen, die nach diesem Verfahren hergestellt
werden, haben physikalische und chemische Eigenschaften, die den Eigenschaften entsprechender
Schmelzlegierungen weitgehend ähnlich sind. Der wesentliche Nachteil, der diesen
Eisenlegierungen jedoch anhaftet und ihnen eigentümlich ist, liegt in ihrer mehr
:oder weniger großen P@orosität, die ihrerseits wieder weitere Nachteile gegenüber
den Eigenschaften von Schmelzlegierungen bedingt.
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Die Ursachen der Porosität, wie sie nach dem bisherigen Sinterverfahren
zu beobachten ist, sind teils geringe Verunreinigungen, wie Oxyd- .oder Gaseinschlüsse,
teils die durch das Verfahren als solches bedingte geringe Dichte als Folge der
ungünstigeren Lagerung gesinterter Kristallite, gegenüber solchen, die aus einer
homogenen Schmelze erstarrt sind.
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Es ist auch bereits bekannt, bei der Herstellung von Sinterkörpern
Metallpulver nicht nur :einer einfachen Reduktionsbehandlung zu unterwerfen und
dabei Verdichtungen unter mehr oder weniger großen Drucken vorzunehmen, sondern
man hat auch bereits vorgeschlagen, neben der thermischen Behandlung eine mechanische
Bearbeitung vorzunehmen, indem man das Pulver nach vorhergehender Pressung erhitzt
und durch Schmieden, Walzen o. dgl. bearbeitet.
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Es hat sich aber gezeigt, daß auch durch eine derartige Vereinigung
von thermischer und mechanischer Behandlung :eine vollkommene Porenfreiheit von
Sinterkörpern nicht zu erreichen ist. Auch eine Wiederholung
diese=
Maßnahme führt an sich zu kaum wesentlich besseren Ergebnissen.
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Überraschenderweise, erhält man jedoch durch Anwendung von Vakuum
im Wechsel mit reduzierender Atmosphäre bei gleichzeitiger Einschaltung mechanischer
Behandlün:g eine vollkommene Gasfreiheit, wie sie weder durch Anwendung von Vakuum
allein erreicht werden kann, noch durch eine Reduktionsbehandlung zu erzielen ist,
und wie sie auch von einer Vereinigung dieser Maßnahme nicht zu erwarten war. Die
Herstellung von Drähten, beispielsweise aus Legierungen von Nickel mit einem Gehalt
von 25% Molybdän oder der gleichen . Menge Wolfram; auf- dem Schmelzwege führt selbst
unter Zugabe größerer Mengen Desoxydationsmitteln nur zu spröden, praktisch kaum
bearbeitbaren Produkten. Es ist bisher auf keine Weise gelungen, höhere Gehalte
an Molybdän als 200/0 in Nickel oder Nickel-Eisen-Legierungen einzubringen und hieraus
betriebsmäßig ein duktiles Material herzustellen. Eine :entsprechende gesinterte
Legierung, die jedoch ohne abwechselnde Sinterung unter Wasserstoff oder im Vakuum
und ohne zwischen die einzelnen Behandlungsstufen geschaltete mechanische Behandlung,
d. h. im Sinne des sog. Go.olidge-Verfahrens, hergestellt wird, zeigt gegenüber
einer geschmolzenen Legierung zwar :eine verstärkte Duktilität. Nach Verformungsgraden
von 75 bis 5o% traten jedoch auch bei Variationen der Zwischenglühtemperaturen
und Zwischenglühzeiten Risse und Sprünge auf, die eine weitere Verarbeitung der
Legierung auf Feinblech und Feindraht unmöglich machen. Bei einer Behandlung gemäß
Erfindung dagegen erhält man eine Legierung, die auf Grund ihrer hohen- Reinheit
und praktisch vollkommenen Gasfreiheit die dadurch bedingte Beseitigung alle verformungshemmenden
Korngrenzensubstanzen Verformungsgrade zuläßt, wie sie bisher für derartige und
ähnliche Legierungen noch nicht erzielt werden kannten. Die Fähigkeit zur Gleitebenenbindung
ist derartig hoch, daß sich leicht Feindraht jeder beliebigen Stärke aus diesem
Material anfertigen läßt. Die gemäß Erfindung erzielten Sinterlegierungen sind also
in ihrer Porenfreiheit und Homogenität praktisch den Schmelzlegierungen ebenbürtig,
besitzen darüber hinaus aber den Vorzug höherer Rein-'heit und infolgedessen auch
größere Duktilität. Die nach bisher bekannten Sinterverfahren .erzielten Legierungen
übertreffen sie außerdem noch durch ihre praktisch vollkommene Porenfreiheit.
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Vom Gesichtspunkt der praktischen Verwendung ergeben sich hieraus
als Vorzüge gegenüber nach bisherigen Verfahren hergestellten Sinterlegierungen
folgende Eigenschaften: i. Hohe Korrosionsbeständigkeit, bedingt durch Porenfreiheit
und Homogenität der Oberfläche, 2. hervorragende Bearbeitbarkeit in kaltem Zustand,
infolge praktisch vollkommener Abwesenheit von Verunreinigungen in den Kristalliten
:oder zwischen denselben, und 3. bisher unerreichte magnetische und elektrische
Eigenschaften infolge der Abwesenheit von Widerstand erhöhenden und Kraftlinienfluß
störenden Fremdkörpern.
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Besonders wertvolle Ergebnisse werden erzielt, wenn man die thermische
und mechanische Behandlung so durchführt, bis das Fertigprodukt bei 3oofacher Vergrößerung
praktisch keine Poren mehr aufweist.