DE738536C - Process for the production of moldings from materials with different melting points - Google Patents

Process for the production of moldings from materials with different melting points

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DE738536C
DE738536C DEN39647D DEN0039647D DE738536C DE 738536 C DE738536 C DE 738536C DE N39647 D DEN39647 D DE N39647D DE N0039647 D DEN0039647 D DE N0039647D DE 738536 C DE738536 C DE 738536C
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Description

Verfahren zur Herstellung von Formlingen aus Stoffen verschiedenen Schmelzpunktes Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von Formlingen aus einem Gemisch mindestens zweier Stoffe verschiedenen Schmelzpunktes, wobei das Gemisch zum überwiegenden Teil aus mindestens einem der hochschmelzenden Metalle Wolfram, Molybdän und Tantal besteht,' während den Rest niedriger schmelzende Metalle ausmachen. Es ist bekannt, Gemische aus hochschmelzenden und niedriger schmelzenden Metallen in der Weise herzustellen, daß man das Gemisch zuerst bei einer unterhalb des Schmelzpunktes des niedrigst schmelzenden. Stoffes liegenden Temperatur durch Pressen verfestigt und hierauf einer mechanischen Verdichtung bei stark erhöhtem Druck unterhalb der Schmelztemperatur des niedrigst schmelzenden Gemischteiles unterwirft. Auf diese Weise gelangt man zu einem Sinterkörper, dessen Formgebung naturgemäß von der Preßform abhängt und daher irgendwelche Profile nicht aufweisen kann. Es ist daher erforderlich, für eine Profilierung, beispielsweise zur Erzielung von stabförmigen Gegenständen, diese Körper einer Weiterbehandlung zu unterwerfen. Dies ist bisher nur derart geschehen, daß man gehämmert, geschmiedet oder auch gewalzt hat. Es sind zwar auch schon, von pulverförmigen Gemischen ausgehend, Formlinge in der Strangpresse hergestellt worden. Jedoch handelt es sich hierbei um Stoffe, die in überwiegendem Maße aus duktilem Eisen, und: zwar in der Form des Eisenschwammes bestanden, denen hochschmelzende Bestandteile, wie beispielsweise Molybdän, nur in solchen Mengen zugesetzt waren, wie es erforderlich ist, um einen sonderlegierten Stahl zu erzeugen. Um Gemenge von Metallen verschiedener Härte einer Formgebung zuzuführen, ist auch der . Vorschlag gemacht worden, einen harten, pulverförmigen Bestandteil, wie Wolfram, in einen weichen Bestandteil, wie Blei, einzureiben, so daß ein Körper mit nur verhältnismäßig geringem Gehalt an hartem Metall entstand. Erkenntnisse über diese beiden Verfahren konnten indes nicht zur Lösung der Aufgabe beitragen., wie Formlinge herzustellen seien, die in überwiegendem Maße aus den hochschmelzenden Metallen Wolfram, Molybdän und Tantäl bestehen. Es mußte daher das Hämmern, Schmieden oder auch Walzen beibehalten werden, obwohl es hierbei erforderlich war, gewisse Vorsichtsmaßnahmen anzuwenden, damit der gesinterte Körper bei dieser Behandlung seinen Zusammenhang nicht verlor. Außerdem befriedigt die Härte und die Homogenität der auf diese Weise hergestellten Körper nicht immer. Diese Schwierigkeiten bzw. Nachteile der bekannten Verfahren werden gemäß der Erfindung beseitigt, und zwar wird dies dadurch erreicht, daß die Verdichtung in der zweiten Stufe durch Pressen durch Düsen o. dgl. z. B. mit Hilfe einer Strangpresse erfolgt und bei einem gegenüber dein Preßdruck der ersten Stufe erhöhten, zweckmäßig mindestens doppelt so hohen Druck und einer etwa 7o bis 9o °/o des Schmelzpunktes des niedrigst schmelzenden Gemischanteiles betragenden Temperatur. Es können so Profilkörper in einfacher Weise hergestellt werden, die sowohl bezüglich der Härte als auch der Homogenität den gestellten Anforderungen voll entsprechen. Im besonderen kann beispielsweise wie folgt verfahren werden: Mindestens ein Metall der ersten, höher schmelzenden Gruppe, beispielsweise Wolfram, wird in zerkleinertem Zustand mit mindestens einem Metall der zweiten, niedriger schmelzenden Gruppe, beispielsweise Silber oder Kupfer, im gewählten Verhältnis gemischt. Beispielsweise kann der Silbergehalt 4. bis 611/0 oder der Kupfergehalt 6 bis 2o0/, betragen. Die Metallpulver werden innig gemischt, beispielsweise in Kugelmühlen, durch mehrere Stunden. Das erhaltene Gemenge wird in eine Form gepreßt, welche für die spätere Weiterbehandlung zweckentsprechend ist, aber nicht die endgültige Form darstellt. Nach dem Pressen oder während des Pressens wird Wärme in solchem Maße zugeführt, daß das Gemisch verdichtet wird. Hierbei kann das Gemisch vorgesintert werden, indem zumindest der niedriger schmelzende Bestandteil bis nahe an seinen Schmelzpunkt, ohne diesen selbst zu erreichen, erhitzt wird. Dieser niedriger schmelzende Bestandteil wird dabei in einen plastischen oder teigigen Zustand gebracht. Würde man das so behandelte Gemisch abkühlen lassen, so würde ein mehr oder minder lose gefritteter oder vorgesinterter, auf jeden Fall poröser Körper erhalten werden.Process for the production of moldings from different materials Melting point The invention provides a process for the preparation of Moldings made from a mixture of at least two substances with different melting points, wherein the mixture predominantly consists of at least one of the high-melting points Metals consists of tungsten, molybdenum and tantalum, while the rest are lower melting Metals make out. It is known to use mixtures of high-melting and lower-melting Metals in such a way that you mix the mixture first at one below the melting point of the lowest melting point. Temperature Pressing solidified and then a mechanical compression at greatly increased Subjects to pressure below the melting temperature of the lowest melting mixture part. In this way one arrives at a sintered body, the shape of which is natural depends on the mold and therefore may not have any profiles. It is therefore necessary for profiling, for example to achieve rod-shaped objects to subject these bodies to further treatment. this So far this has only been done by hammering, forging or rolling Has. Starting from powdery mixtures, they are already molded products been produced in the extrusion press. However, these are substances which are predominantly made of ductile iron, namely in the form of sponge iron passed which refractory components, such as molybdenum, only were added in such amounts as is necessary to make a special alloy To produce steel. To a mixture of metals of different hardness of one shape is also to be supplied. Proposal has been made, a hard, powdery one To rub an ingredient such as tungsten into a soft ingredient such as lead, so that a body was created with only a relatively low content of hard metal. However, knowledge about these two methods could not solve the problem contribute. How to produce briquettes, which are predominantly made of the The refractory metals tungsten, molybdenum and tantalum consist of. So it had to hammering, forging or rolling can be retained, although this is necessary was to take certain precautions to prevent the sintered body from doing this Don't treat its context lost. In addition, satisfied the hardness and homogeneity of the bodies made in this way are not always. These difficulties or disadvantages of the known methods are made in accordance with the invention eliminated, and this is achieved by the fact that the compression in the second Stage by pressing through nozzles or the like. B. takes place with the help of an extruder and at one compared to your pressing pressure of the first stage, expediently at least twice as high a pressure and about 70 to 90 per cent of the melting point of the lowest the melting temperature of the mixture. It can be profiled in can be easily produced, both in terms of hardness and Homogeneity fully meet the requirements. In particular, for example proceed as follows: At least one metal of the first, higher melting point Group, for example tungsten, is crushed with at least one Metal of the second, lower melting group, for example silver or copper, mixed in the chosen ratio. For example, the silver content can be 4 to 611/0 or the copper content is 6 to 20%. The metal powders are intimately mixed, for example in ball mills, for several hours. The mixture obtained is pressed into a shape which is appropriate for subsequent further treatment is, but does not represent the final form. After pressing or during the Pressing heat is applied to such an extent that the mixture is compacted. Here, the mixture can be pre-sintered by adding at least the lower melting point Component is heated to near its melting point without even reaching it will. This lower melting component is converted into a plastic or brought doughy state. If the mixture treated in this way were allowed to cool, so would a more or less loosely fritted or presintered one, in any case porous body can be obtained.

Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung läßt man aber das so behandelte Gemisch regelmäßig nicht erst abkühlen, sondern benutzt die zu seiner Verdichtung aufgewandte Wärme bei der nachfolgenden Behandlung. Diese besteht erfindungsgemäß darin, daß man das vorgesinterte oder lose gefrittete Gemisch durch Düsen beispielsweise in Stahlmatrizen einpreßt, welche dem aufgenommenen Gemisch die gewünschte Endform erteilen. Dieses Strangpressen erfolgt jedenfalls mit außerordentlich hohem Druck, der auf den rotglühenden Körper in solchem Maße ausgeübt wird, daß die Fließgrenze (Beginn der Plastizität) mindestens eines der anwesenden niedriger schmelzenden Metalle mit Sicherheit erreicht wird.According to a preferred embodiment of the invention, however, one leaves the mixture treated in this way regularly does not first cool down, but uses it heat expended on its compression in the subsequent treatment. This exists according to the invention in that the presintered or loosely fritted mixture through Nozzles, for example, presses into steel matrices, which the absorbed mixture give the desired final shape. This extrusion takes place in any case with extraordinary high pressure exerted on the red-hot body to such an extent that the yield point (beginning of plasticity) at least one of those present lower melting metals is achieved with certainty.

Würde beispielsweise ein Gemisch aus Wolfram und Kupfer gewählt sein, so würde es bei etwa 8oo bis goo° C vorbehandelt werden mit dem Erfolg, daß ein Fritten oder Vorsintern erfolgt, worauf der glühende Körper durch Stahldüsen unter sehr hohem Druck hindurchpreßt und in der gewünschten. Fertigform von Stäben erhalten wird, deren Querschnitt demjenigen der Düsen entspricht. Das durch die Düsen gepreßte Gemisch kann aber gemäß der Erfindung des weiteren auch durch eine Form aufgenommen werden, in welcher der durch die Düsen gepreßte und noch heiße, formbare Strang in die gewünschte Gestalt zweckmäßig unter Ausübung eines hohen Druckes umgeformt wird. Ebenso kann aber auch der gepreßte Strang vor dem Erkalten. bzw. Erstarren beliebig abgeteilt werden, so daß man beispielsweise Platten mit parallelen oder zueinander geneigten, ebenen oder beliebig sonst gestalteten Stirnflächen erhält, je nach der Form des Werkzeuges, das zum Abteilen des Stranges verwendet wird. Bei dem erwähnten Gemisch würden beim Pressen beispielsweise Drücke zwischen 5ooo und r5oookg je Quadratzentimeter verwendet werden, je nach der Menge des Wolframs. Bei geringeren Mengen Wolfram im Gemisch, etwa 8o °/o und darunter, wird ein Druck von etwa 5ooo kg ausreichen, während bei größeren Mengen Wolfram der Druck zu steigern ist.For example, if a mixture of tungsten and copper were chosen, so it would be pretreated at about 8oo to goo ° C with the result that one Fritting or pre-sintering takes place, whereupon the glowing body passes through steel nozzles under very high pressure and in the desired. Obtained finished form of rods whose cross-section corresponds to that of the nozzles. The one pressed through the nozzles According to the invention, however, the mixture can also be taken up by a mold in which the pressed through the nozzles and still hot, malleable strand suitably reshaped into the desired shape by exerting a high pressure will. However, the pressed strand can also be used before cooling. or solidification be divided as desired, so that you can, for example, plates with parallel or has end faces that are inclined, flat or any other shape, depending on the shape of the tool used to cut the strand. at the aforementioned mixture would, for example, pressures between 5,000 and r5oookg per square centimeter can be used, depending on the amount of tungsten. at lesser amounts of tungsten in the mixture, about 80 per cent and below, will result in a pressure of about 5,000 kg are sufficient, while with larger amounts of tungsten the pressure must be increased is.

Die Temperatur, bei welcher das Pressen erfolgt, muß, wie früher erwähnt, unterhalb des Schmelzpunktes des oder der niedriger schmelzenden Metalle liegen, da sonst das Gemisch zu geringen inneren Reibungswiderstand hätte und zii leicht durch die Preßdüsen fließen würde, wodurch die gewünschte Ausübung außerordentlichen Verdichtungsdruckes in der Düse unmöglich gemacht würde. Andererseits darf die Temperatur nicht zu niedrig sein, da sonst die aufzuwendenden Drücke für die praktische Durchführung unwirtschaftlich -v#@erden, um das Fließen des Gemisches zu erreichen, also ein niedriger schmelzendes Metall in einen. Zustand plastischer Bildsamkeit zu bringen. Im allgemeinen wird darum die Temperatur in der Strangpresse auf einer Höhe gehalten, die etwa 70 bis 9o % jener Temperatur beträgt, bei welcher das anwesende niedrigst schmelzende Metall für sich allein unter sonst gleichen Verhältnissen schmelzen würde.The temperature at which the pressing takes place, as mentioned earlier, must be below the melting point of the lower melting metal or metals, otherwise the mixture would have too little internal frictional resistance and would easily flow through the press nozzles, which would result in the desired exertion of extraordinary compression pressure would be made impossible in the nozzle. On the other hand, the temperature must not be too low, otherwise the pressures to be used for the practical implementation become uneconomical -v # @ to achieve the flow of the mixture, i.e. a lower melting metal in one. To bring a state of three-dimensional plasticity. In general, the temperature in the extruder is therefore kept at a level which is about 70 to 90 % of the temperature at which the lowest-melting metal present would melt on its own under otherwise identical conditions.

Besonders gute Ergebnisse werden erreicht, wenn der Verformungsgrad zwischen dem vorgesinterten Rohkörper (gefritteten Metallgemisch) und dem aus den Düsen austretenden Endkörper ungefähr ioobis 2oooio, vorteilhaft aber noch viel höher gewählt wird.Particularly good results are achieved when the degree of deformation between the pre-sintered raw body (fritted metal mixture) and the end body emerging from the nozzles approximately 10 to 2,000, advantageous but is chosen much higher.

Dadurch, daß die Fließgrenze mindestens eines anwesenden niedriger schmelzenden. Metalls erreicht wird, wird das höher schmelzende Metall vollkommen von dem niedriger schmelzenden umhüllt und ein gleichmäßig dichter, porenfreier Körper erhalten, der frei von Lunkern und Gaseinschlüssen und somit außerordentlich homogen ist.By having the yield point at least one present lower melting. Metal is reached, the higher melting metal becomes perfect enveloped by the lower melting point and an evenly dense, non-porous one Body received that is free of voids and gas inclusions and therefore extraordinary is homogeneous.

Falls bei den gewählten Behandlungstemperaturen unerwünschte Oxydationen eintreten könnten, kann die betreffende Verfahrensstufe des Vorsinterns oder/und Pressens. im Vakuum oder in reduzierender oder inerter Atmosphäre stattfinden. Jede andere hierzu dienliche Maßnahme ist selbstverständlich ebenso, anwendbar.In case of undesired oxidation at the selected treatment temperatures could occur, the relevant procedural stage of pre-sintering and / or Pressing. take place in a vacuum or in a reducing or inert atmosphere. Every other measures useful for this can of course also be used.

Der erhaltene Körper kann selbstverständlich einer thermischen und/oder mechanischen Nachbehandlung unterworfen werden. Eine thermische Nachbehandlung kann beispielsweise im Ausglühen (Weichglühen) bei Temperaturen bestehen, die etwa 50 bis 6o °% der Schmelztemperatur des niedrigst schmelzenden, im Körper anwesenden: Metalls entspricht. Die thermische Nachbehandlung kann aber auch ein Härten oder eine sonstige Strukturänderung bezwecken. Die mechanische Nachbehandlung kann in Hämmern, Walzen, Schmieden, Stauchen, Drehen, Bohren bestehen, wodurch Platten, Bleche oder sonstige Formstücke erhalten werden können. Im übrigen muß der die Strangpresse verlassende Körper durchaus nicht einen Vollkörper darstellen, sondern kann auch ein Hohlkörper sein, wie beispielsweise ein Rohr. Hierzu wird der Werkstoff über einen in der Düse vorgesehenen Dorn gepreßt. Die gemäß- der Erfindung zu erzeugenden Körper bestehen überwiegend äus einem oder mehreren der Metalle Wolfram, Molybdän und Tantal. Der Rest wird gebildet aus mindestens einem der Metalle Kupfer, Silber, Gold, Aluminium, Blei, Zinn, Zink, Eisen, Kobalt, Nickel und Chrom. Auch die Metalle Platin, Zirkon, Titan, Vanadin können verwendet werdernThe body obtained can of course be subjected to a thermal and / or mechanical aftertreatment. A thermal aftertreatment can consist, for example, of annealing (soft annealing) at temperatures which correspond to about 50 to 60% of the melting temperature of the lowest melting metal present in the body. The thermal aftertreatment can, however, also have the purpose of hardening or some other structural change. The mechanical aftertreatment can consist of hammering, rolling, forging, upsetting, turning, drilling, whereby plates, sheets or other shaped pieces can be obtained. In addition, the body leaving the extruder need not be a solid body, but can also be a hollow body, such as a pipe. For this purpose, the material is pressed over a mandrel provided in the nozzle. The bodies to be produced according to the invention consist predominantly of one or more of the metals tungsten, molybdenum and tantalum. The rest is made up of at least one of the metals copper, silver, gold, aluminum, lead, tin, zinc, iron, cobalt, nickel and chromium. The metals platinum, zirconium, titanium and vanadium can also be used

Claims (1)

PATENTANSPRUCII: Verfahren zur Herstellung von Formlingen aus einem Pulvergemsich mindestens zweier Stoffe verschiedenen Schmelzpunktes, das zuerst bei einer unterhalb des Schmelzpunktes des niedrigst schmelzen den Stoffes liegenden Temperatur durch Pressen verfestigt und hierauf in einer zweiten Stufe einer mechanischen Verdichtung bei stark erhöhtem Druck unterhalb der Schmelztemperatur des niedrigst schmelzenden Gemischteiles unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß Stoffe mit einem überwiegenden, vorzugsweise in. der Nähe von 8o °/o liegenden Gehalt an mindestens einem der hochschmelzenden Metalle Wolfram, Molybdän und Tantal, deren Rest aus mindestens einem der niedriger schmelzenden Metalle Kupfer, Silber, Gold, Aluminium, Blei, Zinn, Zink, Eisen, Kobalt, Nickel und Chrom besteht, in der zweiten Stufe durch Pressen durch Düsen o. dgl. z. B. mit Hilfe einer Strangpresse, bei einem gegenüber dem Preßdruck der ersten Stufe erhöhten, zweckmäßig mindestens doppelt so hohen Druck bei einer 7o bis 9o °/o des Schmelzpunktes des niedrigst schmelzenden Gemischanteiles betragenden Temperatur verdichtet werden.PATENT CLAIM: Process for the production of moldings from one Powder mixed at least two substances with different melting points, the first if the material is below the melting point of the lowest melting point Temperature solidified by pressing and then in a second stage a mechanical Compression at greatly increased pressure below the melting temperature of the lowest is subjected to melting mixture part, characterized in that substances with a predominant content, preferably in the vicinity of 80% at least one of the refractory metals tungsten, molybdenum and tantalum, their Remainder of at least one of the lower melting metals copper, silver, gold, The second is composed of aluminum, lead, tin, zinc, iron, cobalt, nickel and chromium Stage by pressing through nozzles or the like. B. with the help of an extruder an increased compared to the pressure of the first stage, expediently at least twice pressure as high as 70 to 90 per cent of the melting point of the lowest melting point The temperature of the mixture is compressed.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1023231B (en) * 1954-04-21 1958-01-23 Metallgesellschaft Ag Process for the production of bearings from aluminum alloys by pressing and sintering the powdery components
DE973807C (en) * 1942-04-19 1960-06-09 Beteiligungs & Patentverw Gmbh Process for the production of hard and wear-resistant utensils
EP0397305A1 (en) * 1989-04-13 1990-11-14 Westinghouse Electric Corporation Method of making high velocity armor penetrator material

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