PL29082B1 - - Google Patents

Description

Przy- stosowaniu znanych sposobów wy¬ twarzania twardych materialów, skladaja¬ cych sie z weglików i azotków trudno to- pliwych metali lub metaloidów, przez; sta¬ pianie ich w piecu elektrycznym, np. w ele¬ ktrycznym piecu oporowym, posiadajacym opory w postaci rur weglowych, trudno jest otrzymac material o duzej wytrzyma¬ losci mechanicznej. Otrzymuje sie przy tym material mniej lub bardziej lamliwy i kruchy, którego zastosowanie jest ograni¬ czone. Wprawdzie przez; uprzednie stla- czanie materialów wyjsciowych oraz szyb¬ kie stapianie ich mozna równiez uzyskac material wytrzymalszy, lecz przy ich prze¬ róbce nalezy dbac o to, aby tygiel lub elek¬ troda weglowa i stloczony material styka¬ ly sie ze soba tylko na nieznacznej po¬ wierzchni w celu unikniecia zbyt silnego naweglania wytwarzanego materialu. Po roztopieniu materialu trzeba go wprowa¬ dzac do formy weglowej, znajdujacej sie przewaznie poza obrebem pieca, chcac u- zyskac drobnoziarnista strukture produk¬ tu ostatecznego. Proponowano równiez otrzymywanie potrzebnej struktury przez bardzo szybkie chlodzenie roztopionego materialu w ciagu kilku sekund z zasto¬ sowaniem specjalnych zabiegów. Jednak¬ ze ochladzanie roztopionego materialu do temperatury czerwonego zaru w ciagu przeszlo 20 sekund dalo strukture grubo¬ ziarnista o malej spoistosci.Wynalazek niniejszy usuwa powyzszewady przy równoczesnym uproszczeniu sa¬ mego sposobu wytwarzania. Otrzymuje sie przy tym sposobie material o duzej twar¬ dosci, zwiezlosci i ciagliwosci.Wedlug wynalazku niniejszego trudno topliwe wegliki, azotki, krzemki i borki metali i metaloidów, np.-wolframu, molib¬ denu, tytanu, wanadu, cyrkonu, ceru, krzemu, glinu, berylu, chromu, boru, lub podobne materialy ogrzewa sie ponad ich temperature topliwosci do 3400 — 3600°C lub wyzszej temperatury przez bezposre¬ dnie dzialanie lukiem elektrycznym, wo- becnosci wodoru atomowego. Proces mo¬ zna przeprowadzac w dowolnych formach lub miskach, wykonanych np. z wegla, grafitu lub innego materialu odpornego na dzialanie ciepla w wysokiej temperaturze.Otrzymany material gotowy pozostawia sie bez; dalszych zabiegów w formach, slu¬ zacych do roztapiania, az do jego calkowi¬ tego skrzepniecia. Wodór atomowy wy¬ twarza sie samorzutnie w luku elektrycz¬ nym, uzywanym do stapiania materialu, z doprowadzanego wodoru zwyklego przy zastosowaniu elektrod, wykonanych z wol¬ framu, molibdenu lub metalu równorzed¬ nego. Nad wytwarzanym materialem znaj¬ duje sie warstwa wodoru atomowego, sprzyjajacego otrzymywaniu twardego i ciagliwego materialu. Material taki nadaje sie do wyrobu wiertel, pil do kamieni, ko¬ ron wiertlowych lub podobnych narzedzi wzglednie ich ostrzy oraz wykazuje duza odpornosc na zuzycie mechaniczne i na nadzeranie.Zamiast gotowych weglików, azotków, krzemków i borków takich metali i meta¬ loidów, jak wolfram, molibden, tytan, wa¬ nad, cyrkon, cer, krzem, bor, glin, beryl lub podobne, jako materialów wyjsciowych mozna równiez uzywac mieszaniny, skla¬ dajacej sie z jednego lub kilku powyz¬ szych metali wzglednie metaloidów oraz z odpowiednich dodatków, potrzebnych do wytworzenia 'weglików, azotków, krzem¬ ków lub borków. Przy stapianiu tej mie¬ szaniny postepuje sie wedlug wyzej poda¬ nego sposobu.Praktyka wykazala, ze przy stosowa¬ niu sposobu wedlug wynalazku niniejsze¬ go zapobiega sie przechodzeniu znaczniej¬ szej ilosci wegla ze scian tygla lub elek¬ trody weglowej do stapianego materialu wskutek szybkiego ogrzewania tego mate¬ rialu do wysokiej: temperatury.Ponadto stwierdzono, ze otrzymuje sie lepsze wyniki i ewentualnie zwieksza sie twardosc produktu koncowego, jezeli do materialów wyjsciowych dodaje sie w ma¬ lej ilosci, najlepiej do 5°/c, tlenków lub we¬ glanów latwiej topliwych metali, jak np. tlenków lub weglanów kobaltu, niklu, ze¬ laza, miedzi, manganu lub srebra. Jedno¬ czesnie dodaje sie srodków redukcyjnych, np. wegla, w ilosci, wystarczajacej do re¬ dukcji wspomnianych tlenków wzglednie weglanów na czyste metale. W wysokiej temperaturze topnienia weglików, azot¬ ków, krzemków, borków lub innych tru¬ dno topliwych zwiazków wymienionych metali lub metaloidów dodawane metale latwiej topliwe wyparowuja do tego sto¬ pnia, ze zaledwie ich slady znajduja sie w produkcie koncowym. Oddzialywanie nie¬ znacznej ilosci tlenków lub weglanów tych latwiej topliwych metali na zwiekszanie" sie twardosci produktu tlumaczy sie tym, ze metal tworzacy sie z tlenków lub wegla- . nów dziala in statu nascendi katalitycznie na strukture wytwarzanego materialu, za¬ nim sie ulotni. Wprawdzie przy przetapia¬ niu trudno topliwych metali lub metaloi¬ dów stosowano juz dodatki metali latwiej topliwych, lecz w tym przypadku dodatki te, a zwlaszcza metale, wchodzily do sto¬ pów jako skladniki. W produktach konco¬ wych, wytworzonych wedlug wynalazku niniejszego, brak tych metali, gdyz oddzia¬ lawszy katalitycznie na roztopiony mate¬ rial ulatniaja sie one wzglednie wyparo¬ wuja w wysokich temperaturach luku e- — 2 —lektrycznego i w obecnosci wodoru atomo¬ wego.We wszystkich tych przypadkach po¬ stepowania wedlug powyzszego sposobu nie ma potrzeby zachowywania specjal¬ nych srodków ostroznosci lub tez wyko¬ nywania jakichkolwiek dalszych zabiegów, gdyz gotowy roztopiony produkt mozna ochladzac w formach lub tyglach, uzytych do roztapiania go.Ponizej przytoczono dwa przyklady wykonania wynalazku niniejszego, przy czym w jednym przykladzie pracuje sie z dodatkiem tlenków metali, a w drugim — bez tego dodatku- Przyklad I. Weglik wolframu lub mie¬ szanine wolframu metalicznego i wegla, potrzebnego do utworzenia weglika, ogrze¬ wa sie w otwartej formie lub misce odpor¬ nej na dzialanie ciepla w wysokiej tempe¬ raturze za pomoca luku elektrycznego do temperatury okolo 3450°C w obecnosci wo¬ doru atomowego. Pod dzialaniem luku e- lektrod molibdenowych doprowadzany wo¬ dór rozszczepia sie calkowicie lub czescio¬ wo na atomy, wskutek czego nad stapia¬ nym materialem wytwarza sie warstwa wodoru atomowego. Po takim traktowaniu roztopiony material pozostawia sie w spo¬ koju w celu ochlodzenia. Nastepnie rozbija sie go na odpowiednie kawalki, których u- zywa sie do wyrobu ostrzy wiertel lub w ogóle ostrzy narzedzi, stosowanych do ob¬ róbki materialów twardych.Przyklad II. Do weglika wolframu lub do mieszaniny wolframu i wegla doda¬ je sie 1,5% tlenków kobaltu wraz z potrze¬ bna do redukcji iloscia wegla. Poza tym postepuje sie jak w przykladzie I. Otrzy¬ many przy tym material jest jeszcze bar¬ dziej twardy, ciagliwy i wytrzymaly. Na¬ daje sie on do wyrobu koron wiertel, slu¬ zacych do obróbki najtwardszych kamie¬ ni. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania twardych ma¬ terialów o duzej wytrzymalosci, zwiezlo¬ sci i ciagliwosci, skladajacych sie z tru¬ dno topliwych weglików, azotków, krzem¬ ków, borków metali i metaloidów, jak wol¬ framu, molibdenu, tytanu, wanadu, cyrko¬ nu, ceru, krzemu, boru, glinu, berylu, chro¬ mu lub podobnych materialów, znamienny tym, ze wytworzone znanym sposobem we¬ gliki, azotki, krzemki lub borki powyzszych metali i metaloidów lub tez mieszaniny powyzszych metali i metaloidów z odpo¬ wiednimi dodatkami, potrzebnymi do wy¬ tworzenia weglików, azotków, krzemków lub borków tych metali, ogrzewa sie bez¬ posrednio lukiem elektrycznym az do tem¬ peratury 3400 — 3600°C lub nawet wyz¬ szej w obecnosci wodoru atomowego, wy¬ twarzanego przez dzialanie luku elektrycz¬ nego na doprowadzany zwykly wodór przy zastosowaniu elektrod wykonanych z wol¬ framu, molibdenu albo równorzednego metalu.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze do materialów wyjsciowych przed roztapianiem ich lub podczas tego zabiegu prócz malych ilosci, np. 5% tlen¬ ków lub weglanów latwiej topliwych me¬ tali, np. kobaltu, niklu, zelaza, miedzi, man¬ ganu lub srebra, dodaje sie jednoczesnie srodków redukcyjnych, np. przy dodawa¬ niu tlenków — wegla, w ilosci wystarcza¬ jacej do redukcji tych latwo topliwych zwiazków na czysty metal, przy czym me¬ tale te, po korzystnym oddzialaniu na pro¬ ces stapiania, wyparowuja w wysokiej temperaturze i nie wchodza w sklad pro¬ duktu koncowego. Paul Marth. Zastepca: inz. St. Glowacki, rzecznik patentowy. DRUK M ARCT CZERNIAKOWSKA 225 PL