DE666989C

DE666989C - Verfahren zum Herstellen von Werkstuecken, die mit Hartmetallauflagen versehen sind

Info

Publication number: DE666989C
Application number: DEK142970D
Authority: DE
Original assignee: MEUTSCH; Voigtlaender & Co Vormals Gewe
Current assignee: MEUTSCH; Voigtlaender & Co Vormals Gewe
Priority date: 1936-07-14
Filing date: 1936-07-14
Publication date: 1938-11-02

Description

Verfahren zum Herstellen von Werkstücken, die mit Hartmetallauflagen versehen sind Gegenstand des Hauptpatents ist ein Verfahren zum Herstellen von Werkstücken, die mit Hartmetallauflagen versehen sind und bei denen das Hartmetall in Pulverform il eine Gießform eingebracht wird, die alsdann mit dem Trägermetall ausgefüllt wird. Das Hartmetall wird dort durch Elektrophorese an der Wandung der Gießform, die leitend oder durch Auftragen einer elektrisch leitenden Schicht leitend gemacht ist, niedergeschlagen. Alsdann kann die Schicht gesintert werden, bevor das Trägermetall in die Form eingegossen wird.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, das Hartmetall vor dem Hintergießen mit dem Trägermetall in .ein Carbid umzuwandeln, da die Carbide,der hier in Frage kommenden. Schwermetalle, wie Wolfram, Vanadium, Titan, Tantal, Molybdän usw., besonders widerstandsfähig sind.
Das Carburieren kann, in verschiedener Weise durchgeführt' werden. Zur Durchführung des Verfahrens wird zunächst eine Form des zu erzeugenden Gegenstandes, vorzugsweise .aus einer formbaren, feuerfesten Masse; wie Steatit, Kohle, Graphit o. dgl., hergestellt, wobei das Schwindmaß von vornherein zu berücksichtigen ist. Besteht die Form aus einem elektrisch nichtleitenden Stoff, so wird sie durch Überziehen desjenigen Teiles der Wandung, auf der .das Hartmetall aufgebracht werden, soll, mit geschlämmtem Graphit oder mit Ruß o. dgl. überzogen, so daß eine stromleitende Schicht entsteht, die gegebenenfalls auch noch mit einer ganz dünnen Schicht eines Metalls der Eisengruppe, z. B. Kobalt, durch Elektrodenzerstäub-ung oder Elektrolyse überzogen werden kann.
ummehr wird das Hartmetall, also Wolfram, Molybdän, Titan usw., durch Elektrophorese ;aufgebracht, d. h. das Metall wird in feinster Verteilung in einer geeigneten Flüssigkeit suspendiert und dann durch Elektrophorese ,auf die elektrisch leitend gemachte Schicht .aufgetragen. Die Dicke der Schicht kann beliebig gewählt werden, es genügen im allgemeinen einige Hundertstelmillim.eter bis zu einigen Millimetern. Als Suspensionsmittel dient Wasser oder Alkohol, Kebon o. dgl.
Dieses Verfahren ist in dem Hauptpatent geschützt. Gemäß der vorliegenden Eifindung wird nunmehr ein Carburieren des niedergeschlagenen Metalls vorgenommen. Es geschieht nach der einen Ausführungsform dadurch, daß die Schicht nach dem Trocknen der Einwirkung von thermisch leicht zersetzlichen gasförmigen Verbindungen solcher Metalle ausgesetzt wird, die einen niedrigeren Schmelzpunkt haben als das Schichtmetall. Am besten, sind die thermisch leicht aufsp.altbaren Carbonylverbindungen der Eisengruppe

geeignet. Vorzugsweise wird diese Behan,dl

bei Unterdruck vorgenommen, so daß ;

Carbonyldämpfe leicht und tief in die Pö

des Metallniederschlages eindringen. DIe;' Metallschicht wird dann auf solche Temperatur ,gebracht, die der Zersetzungstemperatur der angewendeten Carbonylverbindung entspricht, bei Nickelcarbonyl z. B. etwa ioo° C. Damit die Zersetzung und Metallabscheidung aber nicht nur auf der Außenzone der Metallschicht erfolgt, wird die die Schwermetallschicbt tragende Form zweckmäßig von außen erhitzt oder erst dann, wenn die kalte, noch poröse Metallschicht von den Carbonyldämpfen völlig durchdrungen bzw. damit gesättigt ist, so daß die Zersetzung der Carbonyldämpfe zuerst .an der Berührungslinie der Metallschicht mit der Form erfolgt und.dann mit weiter vordringender Erwärmung von rollen nach außen alle Metallkristallite gleichmäßig umhüllt und untereinander verbindet.
Eine besonders tiefe Einwirkungszone des Carbonyldampfes und eine damit verbundene weitgehende Ausfüllung noch vorhandener Poren kann dadurch erreicht werden, daß einerseits der Unterdruck,des Carbonyldampfes während der Zersetzung stetig erhöht und erniedrigt wird und anderseits dadurch, daß die Zersetzungstemperatur so geändert wird, daß sie abwechselnd über und unter dem Zersetzungspunkt des entsprechenden Carbonyles liegend eingestellt wird.
Die solcherart vorbereitete Form mit der aufgebrachten Schwermetailschicht wird nunmehr m einem geeigneten z. B. elektrischen Kohlerohrofen, am besten in Gegenwart inerter Gase oder in reduzierender Atmosphäre, um Oxydation zu verhindern, auf solche Temperatur gebracht, die etwas unterhalb der Schmelztemperatur des durch die Carbonyldämpfe in die Schwermetallschicht eingebrachten Bindemetalls liegt. Bei dieser Behandlung entsteht durch Sintern eine nunmehr äußerst dichte und duktile Schwermetallschicht, die mit einem geeigneten Trägermetall verbunden wird, z. B. durch Hintergießen, und dadurch den fertigen Gegenstand ergibt, wenn dieser nach dem Erkalten aus der Form gelöst wird.
Als Trägermetall wird man entweder :ein solches verwenden, welches mit der Schwermetallschicht Mischkristalle oder Legierungen bildet. Es kann aber auch so gearbeitet werden, daß die gesinterte Schwermetallschicht vor dem Hintergießen mit einer metallischen Zwischenschicht versehen wird, die, wie z. B. Kupfer, mit Aluminium als Trägermetall die gewünschte Verbindung eingeht, während dies z. B. bei Wolfram, wenn eine daraus bestehende Schicht direkt mit dem Aluminiumträgermetall in Berührung gebracht wird, nicht oder nur ungenügend der Fall ist.
`s::;@.Ein weiteres Verfahren zum Carburieren aufgebrachten Metallschicht besteht darin, &ji man abwechselnde Schichten von Schwerfietall und reaktionsfähigem Kohlenstoff ungefähr im stöchiometi-ischen Verhältnis der gewünschten Carbidverbindung auf die Wandung der Form ,aufbringt und dann in einem geeigneten Ofen unter Anwendung der für die Bildung der entsprechenden Verbindung notwendigen Temperatur in die jeweilige Carbidverbindung überführt.
Die Carburierung der in die Form eingebrachten Hartmetallschicht ist auch dadurch möglich, daß das Schwermetall, welches eine außerordentlich große Ver%vandtschaft zum Kohlenstoff besitzt, in kohlenstoffhaltigen Gasen oder Dämpfen, z. B. Acethylenoder Leuchtgas, zweckmäßig bei Unterdruck in Carbid übergeführt wird. Die Weiterbehandlung einer solcherart hergestellten Carbidschicht erfolgt dann in der gleichen Weise wie bei einer Schwermetalischicht.
Eine sehr innige Verbindung zwischen der niedergeschlagenen Schicht und dem Trägermetall wird dadurch erreicht, daß man das Hintergießen im Vakuum vornimmt und den Unterdruck durch Einlassen eines inerten oder reduzierenden Gases noch vor dem Erstarren des Trägermetalls aufhebt.

Claims

PATENTANSPRücüE: i. Verfahren zum Herstellen von Werkstücken, die mit Hartmetallauflagen versehen. sind und bei denen das Hartmetall in Pulverform in eine Gießform eingebracht wird, nach Patent 665 7o9, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Wandung der Gießform Aufgebrachte Hartmetallschicht vor dem Sintern carburiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Carburieren durch Einwirkung von Carbonyldämpfen niedriger schmelzender Metalle, z. B. Kobalt oder Eisen, vorgenommen wird, wobei die Metallschicht auf eine solche Temperatur gebracht wird, die der Zersetzungstemperatur der angewendeten Carbonylverbindiulg entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung der Metallschicht mit Carbonyldämpfen bei Unterdruck erfolgt. q..
Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Unterdruckes des Carbonyldampfes während der Zersetzung geändert wird.
5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Carburieren durch Aufbringen wechselnder Schichten eines carbidbildenden Schwermetalls und reaktionsfähigen Kohlenstoffes und thermische Behandlung bei einer Temperatur erfolgt, die der Bildung des Carbides entspricht.
6. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Carburieren der Schwermetallschicht durch Behandeln mit ,Whlenstoffabgebendengasförmigen Stoffen, ..z: B. Acethylen oder Leuchtgas, bei den ". entsprechenden Temperaturen erfolgt.