PL31236B1 - Sposób wytwarzania stopów - Google Patents

Description

Przy wytwarzaniu stopów otrzymywa¬ nie jednego lub wiekszej liczby metali sto¬ powych przez redukcje ich zwiazków la¬ czy sie czesto z samym otrzymywaniem stopu tak, ze redukqe tych zwiazków za pomoca srodka redukujacego przeproiwa- dza sie w obecnosci innego skladnika stopu.Mozna przy tym postepowac tak, ze- albo mieszaniny, skladajacej sie z podlegajace¬ go redukcji zwiazku metali i ze srodka re¬ dukujacego, dodaje sie do stopu, utworzo¬ nego z drugiego metalu, tworzacego na¬ stepnie skladnik stopu, albo tez zwiazek podlegajacy redukcji wprowadza sie do stopu tego drugiego metalu ze srodkiem redukujacym. W przypadku stosowania dajacych sie redukowac zwiazków, które staja sie lotne juz w temperaturach kilku¬ set stopni, np. zwiazków chlorowcowych berylu lub cyrkonu, nie mozna w stalej, lecz wysiokiej temperaturze pieca, nie¬ zbednej do otrzymywania stopów trudno topliwych (np. posiadajacych jako sklad¬ nik podstawowy zelazo, miedz, nikiel) A uniknac znaczneigo ulatniania sie tych zwiazków podczas procesu redukcji. Spo¬ soby, w których srodek redukujacy znaj¬ duje sie juz jako skladnik stopu, posiadaja równiez i te wade, ze redukujace dzialanie tego srodka zostaje w znacznym stopniu oslabione wskutek ewentualnego znacz¬ nego rozcienczenia go metalem podstawo¬ wym stopu, nie posiadajacym wlasciwosci redukujacych. Wada ta powoduje co naj¬ mniej przedluzenie okresu redukcji, a tyinsamym stwarza niebezpieczenstwo ulat¬ niania sie wiekszej ilosci tego zwiazku.Dalsza wada znanych sposobów polega na tym, ze w stosowanych temperaturach, gdy redukcja przebiega nadzwyczaj zywo, tworzywo tygla (np. zelazo, grafit) styka sie z mieszanina reagujaca, przy czym nie mozna zapobiec dosc znacznemu nagryza¬ niu scian tygla wzglednie pobieraniu skla¬ dników tworzywa tygla (zwlaszcza wegla) przez bardzo czynny chemicznie metal po¬ wstaly z mieszaniny redukcyjnej; Stwier¬ dzono, ze wlasnie tworzenie sie weglików wplywa ujemnie na szybkosc powstawania stopu.Wynalazek dotyczy sposobu wytwa¬ rzania stopów za pomoca dajacych sie re¬ dukowac lotnych zwiazków metali; nie posiada 'Oto wad znanych sposobów i daje sie przy tym przeprowadzac bardzo pro¬ sto. Wynalazek jest oparty na stwierdze¬ niu, ze zwiazek metalu podlegajacy reduk¬ cji ulatnia sie najmniej wówczas, gdy ogrzewanie ladunku materialu do tempe¬ ratury niezbednej do wytworzenia zada¬ nego stopu przeprowadza sie tak wolno, aby redukcja lotaego zwiazku zasadniczo zostala juz zakonczona w zakresie niz¬ szych temperatur, w których preznosc je¬ go pary jest jeszcze odpowiednio mala.Jezeli niewielkie resztki mieszaniny re¬ dukcyjnej pozostaja potem jeszcze nie- przemienione, wówczas przy dalszym wzroscie temperatury az ido temperatury niezbednej do wytworzenia stopu oczeki¬ wanemu spotegowaniu sie parowania zwiazku przeciwdziala obecnosc zwiaz¬ ków utworzonych juz w czasie przemiany glówtoej ilosci mieszaniny redukcyjnej.To zmniejszenie szybkosci ogrzewania ladunku materialu uzyskuje sie wedlug wynalazku przez umieszczenie go w na¬ czyniu z metalu innego, najkorzystniej tworzacego skladnik podstawowy wytwa¬ rzanego stopu. Do tego celu stosuje sie specjalne naczynie, np. cylindryczna pusz¬ ke, a ogrzewanie przeprowadza sie najko¬ rzystniej przez umieszczanie go w stopio¬ nej kapieli solnej, która ogrzewa sie w ty¬ glu do temperatury niezbednej do wytwo¬ rzenia stopu wzglednie utrzymuje sie ja w tej temperaturze. Pobierajac cieplo z ota¬ czajacej stopionej kapieli naczynie, a tym samym i mieszanina redukcyjna, ogrzewa sie najpierw do temperatury reakcyjnej, po czym wskutek dalszego ogrzewania oraz wydzielania sie ciepla reakcji naczy¬ nie zaczyna sie topic, tak iz metal zredu¬ kowany ' z mieszaniny redukcyjnej styka sie bezposrednio po otrzymaniu go z top¬ niejacym metalem naczynia tworzac z nich odpowiedni stop.Tworzenie sie stopu zostaje zakonczo¬ ne po uplywie krótkiego okresu czasu, przewaznie krótszego od pieciu minut, li¬ czac od chwili umieszczenia naczynia w stopionej kapieli solnej.%Gdy otrzymany stop osiadzie pod ochrona powloki solnej na dnie tygla do topienia z kapiela solna, wówczas mozna go usunac stamtad przez zdanie lub spu¬ szczenie, po czym mozna natychmiast wy-. twarzac mowy stop przez umieszczenie w kapieli solnej drugiego naczynia wypelnio¬ nego czesciowo mieszanina redukcyjna.Sposób wedlug wynalazku daje miedzy innymi nastepujace korzysci: 1. Unika sie naglego skoku w góre temperatury mieszaniny redukcyjnej i w zwiazku _z tym wyparowania podlegajace¬ go redukcji zwiazku metalu przy wprowa¬ dzaniu go do stopionej kapieli silnej. 2. Zapobiega sie wszelkim reakcjom mieszaniny redukcyjnej wzglednie metalu, otrzymanego przez redukcje, z tworzy¬ wem tygla, poniewaz styka sie z nim w ciagu krótkiego czasu tylko gotowy, wy¬ tworzony juz stop. 3. Mieszanine redukcyjna razem z pod¬ stawowym skladnikiem stopu mozna wprowadzic natychmiast do kapieli (np. stopu solnego) ogrzanej do temperatury — 2 —topnienia stopu, który ma byc wytworzo¬ ny, a bezposrednio po zlaniu lub spuszcze¬ niu wytworzonego stopu mozna wprowa¬ dzic znowu nowy material wyjsciowy.Nic nie stoi na przeszkodzie, aby spo¬ sób ten stosowac i w tych pfzypadkadi, w których chodzi o otrzymywanie stopu me¬ talu, podlegajacego redukcji, z metalem sluzacym jako srodek redukujacy. W tym przypadku mieszanina redukcyjna sklada sie z dokladnej mieszaniny lotnego zwiaz¬ ku metalu z odpowiednia iloscia drugiego metalu sluzacego tylko jako srodek redu¬ kujacy, podczas gdy naczynie', zawieraja¬ ce mieszanine redukcyjna jest wykonane z tego samego metalu. Stosunek wagowy metalu podstawowego, tworzacego naczy¬ nie, i skladnika stopowego, otrzymywane¬ go przez redukcje, musi odpowiadac zada¬ nemu stosunkowi tych metali w wytwa¬ rzanym stopie.Sposobem wedlug wynalazku mozna otrzymywac np. stopy niklu lub zelaza z berylem, przy czym mieszanine sklada¬ jaca sie z fluorku berylu i srodka reduku¬ jacego stapia sie z naczyniem, w którym umieszfcza sie te mieszanine, a które jest utworzone z metalu stopowego. W podo¬ bny sposób mozna otrzymywac np. za po¬ moca latwo lotnych chlorowcowych zwiaz¬ ków metali 5-ej i 6-ej grupy ukladu okre¬ sowego, jak równiez i ceru, stopy, zwlasz¬ cza z lekkimi metalami, o niskiej tempera¬ turze topnienia, przy których otrzymywa¬ niu redukcja odpowiednich tlenków w zwiazku z tworzeniem sie stopu nastre¬ czala pewne trudnosci.Przyklad I. W cylindrycznej puszce o ciezarze 228 g wykonanej z blachy mie¬ dzianej, ubija sie 325 g mieszaniny otrzy¬ manej z 2400 czesci wagowych chlorku be¬ rylu (11,2%Be), 150 czesci wagowych chlorku sodu i 735 czesci wagowych kasz¬ ki magnezowej, po czym na te 325 g mie¬ szaniny naklada sie jeszcze 0,5 g kaszki magnezowej. Wypelniona puszke wpro¬ wadza sie powoli do ogrzanego do tempe¬ ratury 1050° stopu chlorku sodu znajduja¬ cego sie w tyglu /grafitowym. Czesc pusz¬ ki, która najpierw styka sie z goracym sto¬ pem, przewodzi cieplo do wnetrza, przy czym zawartosc puszki niebawem zaczyna reagowac (w temperaturze 400 — 700°).Przemiana, podtrzymywana wskutek wy¬ wiazujacego sie ciepla, obejmuje szybko cala mieszanine reakcyjna przy jednocze¬ snym uplynnieniu masy reakcyjnej. Po skonczonej reakcji blacha miedziana zbior¬ niczka zaczyna sie równiez stapiac two¬ rzac zadany stop z berylem otrzymanym wskutek redukcji. Przemiana mieszaniny redukcyjnej w miedzianej puszce oraz na¬ stepujace po tej przemianie wytwarzanie sie stopu trwa okolo 2 minut. Po uspoko¬ jeniu sie zawartosci tygla i po krótkotrwa¬ lym przemieszaniu oddziela sie ciekly stop od stopu solnego przez zlanie lub spusz¬ czenie, po czym mozna wprowadzic na¬ tychmiast nowy ladunek materialu wyj¬ sciowego w celu wytworzenia nastepnej ilosci stopu. Otrzymuje sie 249,5 g stopu miedziowo-beryloiwego o zawartosci 9,7% berylu i 90,3% miedfci. A wiec do stopu przeszlo 91 % berylu, dodanego w postaci chlorku berylu, i 98,8% wprowadzonej miedzi.Przyklad II. Mieszanine 38 czesci wa¬ gowych chlorku cyrkonu (ZrGIJ, 18 cze¬ sci wagowych mieszaniny, skladajacej sie z równych ilosci chlorku sodu i chlorku magnezur i 15 czesci wagowych magnezu ubija sie w cylindrycznej puszce z czyste¬ go magnezu o wadze wystarczajacej do utworzenia stopu magnezowo-cyrkonowe- go o zawartosci okolo 1% cyrkonu. Pusz¬ ke, luzno przykryta, wprowadza cie do stopionej kapieli solnej, ogrzanej do tem¬ peratury 850°C. Skoro mieszanina reduk¬ cyjna wewnatrz puszki ulegnie przemianie bez widocznego ulatniania sie z niej ma¬ terialu redukcyjnego nastepuje po uplywie okolo 2 minut równiez stopienie sie pusz- — 3 —ki, ktpra przy tyin otacza otrzymana mie¬ szanine reakcyjna, która stapia sie natych¬ miast z otrzymanym cyrkonem, W celu równomiernego rozdzielenia skladników stopu miesza sie go jeszcze w ciagu krót¬ kiego czasu, po czym ciekly stop usuwa sie z tygla przez zlanie lub spuszczenie i stosuje natychmiast do odlewania. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania stopów za po¬ moca dajacych sie redukowac lotnych zwiazków jednego lub wiekszej liczby skladników stopowych, znamienny tym, ie lotny ten zwiazek poddaje sie reakcji ze srodkiem redukujacym, którym moze byc ewentualnie tez skladnik wytwarzane¬ go stopu, celowo w zamknietym naczyniu z innego metalu, najkorzystniej tworzace¬ go skladnik podstawowy stopu, podczas ogrzewania naczynia az do stopienia go.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze naczynie ogrzewa sie w stopionej kapieli solnej, znajdujacej sie w tyglu ogrzewanym od zewnatrz. L G. Farbenindustrie A k t i e n g e s e 11 s c h a f t Zastepca: inz. J-. Wyganowski rzecznik patentowy 40248 PL