DE854852C

DE854852C - Gusslegierung und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE854852C
Application number: DEC3018A
Authority: DE
Inventors: Frederick Peter Bens; John Lowell Ham; Robert Mabie Parke
Original assignee: Climax Molybdenum Co
Current assignee: Climax Molybdenum Co
Priority date: 1947-09-25
Filing date: 1950-10-03
Publication date: 1952-11-06

Description

Gußlegierung und Verfahren zu ihrer Herstellung

zenden Metalle zu schmelzen und zu gießen, führten zu Rohlingen, die außerordentlich spröde waren und nicht bearbeitet werden konnten, auch nicht in der Wärme.
Hauptaufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung von Gußkörpern aus hochschmelzendem Metall, die geschmiedet, im Gesenk geschmiedet, gewalzt oder gezogen werden können, wenn sie erwärmt sind.
Außerdem gibt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung solcher Rohlinge.
Der Erfindung liegt die Feststellung zugrunde, daß Rohlinge aus hochschmelzenden Metallen, wie Molybdän und Wolfram, heiß bearbeitet werden können, wenn sie kleine Mengen von Kohlenstoff enthalten. und der Sauerstoffgehalt unter eine außerordentlich niedrige Grenze gesenkt wird. So kann eine Legierung, deren Kohlenstoffgehalt in dem 1 >ereich von o,oi bis 0,25 0/0 liegt, die weniger als o,oo5 % Sauerstoff enthält und die im übrigen aus '\lolybdäil oder Wolfram oder einer beliebigen Legierung beider Metalle besteht, geschmiedet werden. Im Sinne dieser Betrachtungen wird ein Metall als schmiedbar bezeichnet, wenn bei der Bearbeitung im warmen Zustande die Querschnittsfläche um wenigstens 5o % herabgesetzt werden kann. Um die besten Ergebnisse zu erhalten, sollte der Kohlenstoffgehalt zwischen 0,03 und o,io% und der Sauerstoffgehalt unterhalb von 0,0030/0 liegen. Innerhalb dieses bevorzugten Bereiches können Gußblöcke erhalten werden, die sich zu Stangen, Stäben oder Blechen auswalzen und in ihrer Querschnittsfläche wesentlich herabsetzen lassen.
Bisher werden die als handelsüblich rein bezeichneten hochschmelzenden Metalle als Pulver angeboten. Es wurde jedoch festgestellt, daß diese Metallpulver kleine Mengen Sauerstoff enthalten, die entfernt werden müssen, um einen schmiedbaren Gußkörper zu erhalten. Gemäß der Erfindung wird der Sauerstoff aus dem Metall dadurch entfernt, daß während oder vor dem Schmelzen eine errechnete Kohlenstoffmenge beigefügt und unter Hochvakuum geschmolzen wird. Dabei soll der Druck in der Schmelzkammer kleiner sein als 500 Mikron Quecksilbersäule und vorzugsweise kleiner als ioo Mikron. Die zuzuführende Kohlenstoffmenge muß denjenigen Betrag, der zur Herbeiführung der Umsetzung mit dem im Material enthaltenen Sauerstoff errechnet wird, um so viel übersteigen, daß derrestliche Kohlenstoffgehalt innerhalb der oben angegebenen Grenzen liegt. Dabei wurde gefunden, daß es bei der Annäherung an die höhere Druckgrenze erforderlich ist, eine Kohlenstoffmenge zu benutzen, die sich der oberen Grenze des Kohlenstoffgehaltes nähert. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, den Sauerstoffgehalt des Rohmaterials genau zu messen. Zu diesem Zweck kann das bekannte Vakuumschmelzverfahren zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes benutzt werden.
Wenn auch jede geeignete Methode benutzt werden kann, um den Kohlenstoff in das Metall einzuführen und die Mischung zu schmelzen, so hat es sich doch besonders bewährt, das gepulverte, hochschmelzende Metall mit dem gepulverten Kohlenstoff in dem -verlangten Mengenverhältnis zu mischen und diese Mischung durch Druck zu einer Stange oder einem Stabe zu verfestigen. Dieser Stab wird dann vorzugsweise durch elektrische Widerstandserhitzung so weit erhitzt, daß das gepulverte Material zu einer Stange sintert, die eine genügende Festigkeit aufweist, um als Elektrode in einem Vakuumlichtbogenschmelzofen zu dienen. Diese Stange wird dann als eine Elektrode des Lichtbogens benutzt und dabei aufgebraucht. Die Gegenelektrode ist vorzugsweise das Schmelzbad des Materials. Zu diesem Zweck benutzt man vorzugsweise eine wassergekühlte Kupferform, um das geschmolzene Material zu sammeln. Um die zu verbrauchende Elektrode im richtigen Abstand vom Metallschmelzbad anzuordnen und sie während des Schmelzvorganges in diesem Abstand zu halten, können irgendwelche geeigneten Mittel benutzt werden. Beim Beginn des Schmelzens kann ein kleines Stück desselben hochschmelzenden Metalles in der Form angebracht werden und wirkt während der Bildung des Schmelzbades als Startelektrode.
Das Innere der Form und die ganze Schmelzkammer wird in passender Weise abgeschlossen und durch übliche Mittel evakuiert.
Der Fachmann ersieht, daß bei dem Verfahren zur Herstellung schmiedbarer Rohlinge aus gegossenem hochschmelzendem Metall im Rahmen der Erfindung Änderungen möglich sind, ohne daß das Wesen oder der Schutzbereich der Erfindung verlassen würde.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Gußlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem hochschmelzenden Metall, wie Molybdän oder Wolfram, besteht und o,oi bis 0,25 % Kohlenstoff und nicht mehr als 0,005 0/0 Sauerstoff enthält.
2. Gußlegierung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, däß sie aus einem hochschmelzenden Metall, wie Molybdän oder Wolfram, besteht und 0,03 bis o,io% Kohlenstoff und nicht mehr als 0,003010 Sauerstoff enthält.
3. Gußlegierung aus Molybdän oder Wolfram nach Anspruch i oder 2, die neben Kohlenstoff und Sauerstoff praktisch nur Molybdän oder Wolfram enthält.
4. VerfahrenzurHerstellungderGußlegierung nach Anspruch 1, 2 oder 3, welches darin besteht, daß dem hochschmelzenden Metall eine berechnete Kohlenstoffmenge zugeführt wird, die die zur Umsetzung mit dem Sauerstoff erforderliche Menge etwas übersteigt, und daß diese Mischung bei einem 5oo Mikron Quecksilbersäule nicht übersteigenden und vorzugsweise ioo Mikron Quecksilbersäule nicht übersteigenden Druck zum Zweck des Gusses geschmolzen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das hochschmelzende Metall und Kohlenstoff in Pulverform gemischt werden.