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Verfahren zur Herstellung von Beryllium-Kupfer-Legierungen Zusatz
zum Patent 646 605 Es ist bekannt, daß man Beryllium-Kupfer-Legierungen dadurch
herstellen kann, daß man Berylliumoxyd in Gegenwart von Kupfer mit Kohlenstoff reduziert.
üblich arbeitet man dabei in der Weise, daß man in einem Kohlentiegel Kupfer schmilzt
und in dass geschmolzene Kupferbad ein Reaktionsgemenge aus Berylliumoxyd und Kohlenstoff
oder auch aus Berylliumoxyd, Kupferoxyd oder Kupferpulver und Kohlenstoff einbringt.
Gelegentlich ist vorgeschlagen worden, Berylliumoxyd und Kohlenstoff bzw. Berylliumoxyd
und Kupferoxyd oder Kupferpulver und Kohlenstoff vor dem Eintragen in das Kupferbad
zu brikettieren.
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Das Patent 646 6o5 schlägt allgemein: die Herstellung von Berylliumlegierungen
in der Weise vor, daß man in einem den Grundbestandteil der herzustellenden Legierung
bildenden Metallbad Kohlenstoff auflöst und dieses kohlenstoffhaltige Metallbad
im Vakuum oder im Wasserstoff zur Reaktion mit Berylliumoxyd bringt. In der gleichen
Patentschrift ist ausführlich die Herstellung von Beryllium-Nickel-Legierungen behandelt
und ausgeführt, in welcher Weise man den von der Nickelschmelze gelösten Kohlenstoff
nachträglich wieder entfernen kann. Dies kann dadurch geschehen, daß man die kohlenstoffhaltige
Beryllium-Nickel-Schmelze--noch einmal zur Reaktion mit Berylliumoxyd bringt. Dabei
kann dieses Berylliumoxyd entweder auf die Schlacke aufgebracht oder die kohlenstoffhaltige
Nickellegierung zur Entfernung des Kohlenstoffes in einem Tiegel aus Berylliumoxyd
umgeschmolzen werden.
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Es ist ebenfalls bekannt, Tiegel aus Berylliumoxyd zur Herstellung
von Berylliumlegierungen zu verwenden, wenn die mit Beryllium zu legierenden Metalle
Kohlenstoff lösen
können.. Zweck dieser Maßnahme ist, die Aufnahme
von Kohlenstoff in die Legierungen zu verhindern. Die Metalle, die Kohlenstoff lösen
können, sind dabei ausdrückli; als besondere Gruppe gegenüber Kupfer be 2 handelt.
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Es hat sich nun gezeigt, daß man bei der Herstellung von Beryllium-Kupfer-Legierungen
nicht unbedingt im Vakuum oder in Wasserstoff arbeiten muß:, sondern daß man die
Reaktion zwischen Berylliumoxyd und Kohlenstoff in Gegenwart von Kupfer auch unter
normalem Druck ohne Zufuhr von Wasserstoff vornehmen kann. Es hat sich aber herausgestellt,
daß man bei der Herstellung von Beryllium-Kupfer-Legierungen in der bisher üblichen
Weise nur zu Legierungen gelangt, die etwa 3 bis 4. o'o Beryllium enthalten. Auch
wenn man im Verhältnis zu dem Kupferbad mit verhältnismäßig gro2en 'Mengen an Berylliumoxyd
und Kohlenstoff arbeitet, gelingt es nicht, über einen Gehalt von .l o,'o Beryllium
in der hergestellten Beryllium-Kupfer-Legierung wesentlich herauszukommen.
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Wünschenswert wäre es dagegen, zu Legierungen mit wesentlich höheren
Berylliumgehalten zu gelangen, um diese so hergestellten Beryllium-Kupfer-Legierungen
dann als Vorlegierungen für die Herstellung von Fertiglegierungen mit bestimmt vorgeschriebenen
Berylliumgehalten, beispielsweise solchen von z bis 2,5 O.a, verwenden zu können.
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Es wurde nun gefunden, daß man durch Reduktion von Beryllittmoxyd
mit Kohlenstoff, gegebenenfalls unter Zugabe von Kupferol5-d, auf einem Kupferbad
zu Beryllium-Kupfer-Legierungen mit erheblich höheren Berylliumgehalten gelangen
kann, wenn man die Reduktion nicht in der für die Herstellung von Beryllium-Kupfer-Legierungen
bisher üblichen Weise in Graphittiegeln bzw. auf Kohlenherden vornimmt, sondern
wenn man in Tiegeln oder auf Herden aus Berylliumoxyd arbeitet. Wenn man in einem'1'iegel
aus Berylliumoxyd oder in einem Tiegel, der mit einem Futter aus Berylliumoxyd ausgekleidet
ist und der im übrigen beispielsweise aus Kohle bestehen kann, auf ein Kupferbad
ein genau dosiertes Gemenge aus Berylliumoxyd und Kohlenstoff bringt so«-ie gegebenenfalls
noch Kupferoxyd, dann kann man zu Berylliumlegierungen gelangen, die Berylliumgehalte
von I o bis 20 010 aufweisen und infolgedessen als \'orlegierungell sehr geeignet
sind. Aus dem früher gegebenen Hinweis, daß - man aus einer Beryllium-Nickel-Legierung;:
in der Kohlenstoff gelöst ist, den Kohstoff durch Umschmelzen in einem Tiegel Berylliumoxyd
entfernen kann, konnte nicht gefolgert werden, daß es möglich sein würde, zu Kupferlegierungen
mit wesentlich höheren Gehalten an Beryllium bei Durchführung der gleichen Reaktion,
nämlich der Reduktion von Berylliumoxyd mit Kohlenstoff, zu gelangen, wenn man diese
Reaktion nicht in der bisher für die Herstellung von Beryllium-Kupfer-Legierungen
üblichen Weise in einem Kohlentiegel oder auf einem Kohlenherd durchgeführt, sondern
in einem Tiegel oder auf einem Herd aus Berylliumoxyd.
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Lbensowenig konnte aus der obenerwähnten Arbeitsweise, Legierungen
aus Beryllium mit Metallen, die Kohlenstoff lösen können, in Tiegeln aus Berylliumoxyd
herzustellen, vorausgesehen werden, daß die Herstellung von Beryllium-Kupfer-Legierungen
in einem Tiegel oder auf einem Herd aus Berylliumoxyd einen besonderen Vorteil bringen
könnte, und zwar den, daß beim Arbeiten in Tiegeln aus Berylliumoxyd das Kupfer
sehr viel höher 'mit Beryllium angereichert «-erden kann als beim Arbeiten in Kohlentiegeln.
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Soweit vorstehend von der Durchführung der Reaktion unter normalem
Druck ohne Zufuhr von Wasserstoff gesprochen ist, bedeutet dies, daß im Ofenraum
während der Reaktion eine stark kohlenoxydhaltige Atmosphäre sich bildet. Es entsteht
also automatisch eine nicht oxydierende Atmosphäre, und die Reaktion findet dann
in dieser aus den Reaktionsgasen gebildeten Atmosphäre unter normalem Luftdruck
statt.