SE451200B - Forfarande for framstellning av en metallkomposition - Google Patents

Description

451 200 processtid, varvid de göt, som skall framställas medelst dessa förfaranden, får låg kvalitet. De medelst nämnda kända förfaran- den framställda legeringarna kräver vanligen ytterligare behand- ling, dvs brikettering och sintring.

En på järn, mangan- och kromnitrider baserad legering är exempel- vis känd. För framställning av denna kända legering användes en järn-mangan-kromlegering, som finfördelas till ett pulver med en partikelstorlek av högst 2 mm och nitreras vid en temperatur av 900oC under en tid av 4 timmar. Kvävehalten är 4-6%. Det erhållna pulvret briketteras ytterligare (jämför exempelvis den japanska patentskriften 40-27 321).

Ett förfarande för stegvis nitrering är känt och användes för er- hållande av högre kvävehalt, vid vilket förfarande man finförde- lar en utgångslegering av järn och mangan till ett pulver med en partikelstorlek av högst 5 mm, uppvärmer pulvret till 1000°C un- der en tid av 2-4 timmar, krossar den så erhållna sintrade massan till ett pulver och nitrerar detta genom att ammoniak får passera genom pulvret vid en temperatur av 500-700°C under en tid av 6-10 timmar. Det erhållna pulvret innehåller högst 9-11% kväve (jämför exempelvis den svenska patentskriften 335 235).

Ett förfarande för framställning av legeringar på basis av järn och nitrider av metaller, vilka tillhör grupperna III-VII i perio- diska systemet, är känt, vid vilket man för intensifiering av för- loppet och erhållande av hög kvävehalt använder en utgångslege- ring, som innehåller två, till gruperna III-VII hörande metaller.

En utgângslegering av exempelvis järn med krom och aluminium fin- fördelas till ett pulver med en partikelstorlek av högst 60 mm och nitreras i en atmosfär av kvävgas eller ammoniak vid en temperatur av 1000°C under en tid av 5 timmar. Efter avslutad nitrering in- nehåller pulvret upp till 9,8% kväve (jämför exempelvis den ja- panska patentskriften 39-25 892).

Ytterligare ett förfarande för framställning av legeringar på ba- sis av järn och nitrider av till grupperna III-VII i det perio- diska systemet hörande metaller är känt, vid vilket man använder en utgångslegering, som innehåller tvâ, till grupperna III-VII hö- rande metaller. En utgångslegering av järn med vanadin och mangan 451 200 finfördelas till ett pulver och uppvärmes till 900-1100°C under kvävgastillförsel under en tid av 8 timmar utan att pulvret får smälta. Det framställda pulvret innehåller 6-17% kväve. Pulvret briketteras därefter under tillsats av 2-10% bindemedel (jämför exempelvis den amerikanska patentskriften 3 304 175).

Ett förfarande för framställning av legeringar på basis av järn och vanadin-, niob-, krom- och mangannitrider är känt. Utgângsle- geringar av järn med vanadin, niob, krom och mangan finfördelas till ett pulver med en partikelstorlek av högst 0,3-0,6 mm och mättas med kväve vid en temperatur av minst 800°C. Den erhållna pulverlegeringen innehåller 3,4-11,1% kväve (jämför exempelvis den västtyska patentskriften 1 558 500).

Samtliga kända legeringar på basis av järn och nitrider av till grupperna III-VII hörande metaller tillhandahålles i form av ett pulverformigt material med ytterst olikformig kvävefördelning.

Ett förfarande för framställning av nämnda legeringar är känt, vilket för uppnående av likformig kvävefördelning genomföres i roterande rörugnar vid en temperatur av 700-1100oC. Vid detta kän- da förfarande erhålles emellertid materialet (legeringen) även i form av ett pulver, som dåligt lämpar sig för användning utan yt- terligare behandling (jämför exempelvis TDR:s patentskrift 54815).

Samtliga kända förfaranden vittnar om att det för närvarande icke finns några förfaranden av detta slag, som möjliggör framställning av legeringar baserade på metaller, vilka tillhör gruppen VIII, och på nitrider av metaller, som till grupperna III-VII i det pe- riodiska systemet, med en densitet av minst 5 g/cm3, en porositet av högst 30%, en sönderpressningshâllfasthet av minst 5 kp/mmz, en relativ förslitning av högst 15 enheter, en nitridpartikelstor- lek av högst 0,1 mm och en kvävehalt av minst 5% vid likformig kvä- vefördelning.

Ett förfarande för framställning av svàrsmälta oorganiska förenin- gar är känt, vid vilket minst en metall vald ur grupperna IV-VI i det periodiska systemet, blandas med en icke-metall från kol-, kväve-, bor-, kisel-, syre-, fosfor-, fluor-, klorgrupperna, var- efter man i den så erhållna blandningen inför ett tändmedel, som åstadkommer en temperatur, som erfordras för initiering av för- 451 200 bränning av de ursprungliga beståndsdelarna, vilkas fortsatta reaktion sker underfinverkan av det värme, som avges under reak- tionsförloppet (jämför exempelvis den amerikanska patentskriften 3 726 643).

Detta kända förfarande kan användas för framställning av pulver av svårsmälta oorganiska föreningar exempelvis zirkonium-, titan-, niobnitrider. Dessa nitriders smältpunkt är avsevärt högre än för- bränningstemperaturen, dvs den temperatur, som åstadkommas när ti- tan, zirkonium respektive niob bringas att reagera med kväve en- ligt ovan nämnda kända förfarande, varför man vid detta kända för- farande icke kan framställa ett kompakt material. I bästa fall kan man framställa briketter med en densitet lika med utgångspulv- rets densitet (2-4 g/cm3).

Ej heller kan ett kompakt material framställas medelst det kända förfarandet genom införande av till gruppen VIII i periodiska sys- temet hörande metaller i utgångspulverblandningen. I detta fall kan man genom bildande av lokala smälta områden öka densiteten hos de briketter, som skall framställas, till 4,5-5 g/cm3, varvid kvävefördelningen blir mycket olikformig (upp till 50-100%). Smäl- ta områden brukar förekomma omväxlande med kaviteter och hålrum, varför de framställda briketternas sönderpressningshållfasthet blir mycket låg (t.o.m. lägre än 5 kp/mmz).

Medelst detta kända förfarande kan man alltså inte framställa le- geringar på basis av metaller, som tillhör gruppen VIII i perio- diska systemet, och nitrider av metaller, vilka tillhör grupperna III-VII, med en densitet av minst 5 g/cm3, en porositet av högst 30%, en sönderpressningshållfasthet av minst 5 kp/mm? och en re- lativ förslitning av högst 15 enheter (1 enhet motsvarar en rela-D tiv förslitning av volframkarbid), en nitridpartikelstorlek av högst 0,1 mm, en kvävehalt av minst 5% och en s.k. kvävefördel- ningsolikformighet av högst 10% vid användning av utgångsmetaller- na i form av enskilda grundämnen.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att genom användning av nämnda kända förfarande för framställning av svår- smälta oorganiska föreningar åstadkomma en metallkomposition, som uppvisar egenskaper, som väsentligen skiljer sig från de kända le- a f 451 200 geringarnas egenskaper, och kan användas för legering av stål och andra legeringar utan ytterligare behandling.

Detta uppnås enligt föreliggande uppfinning genom ett förfarande för framställning av en metallkomposition med en densitet av 5,0- 8,0 g/cm3, en porositet av 1-30%, en sönderpressningshållfasthet av 5-300 kp/mmz, en kvävehalt av 5-17 vikt-% och en nitridparti- kvlstorlek av högst 0,1 mm, vilket kännetecknas av att minst en legering, som innehåller minst en till grupp VIII i periodiska sys- temet hörande metall, som utgöres av järn, nickel eller kobolt, i en mängd av 2-70 viktprocent, och minst en till grupperna III-VII i periodiska systemet hörande metall, som utgöres av aluminium, titan, zirkonium, vanadin, niob, tantal, krom, molybden, volfram eller mangan, i en mängd av 98-30 viktprocent, finfördelas till ett pulver med en partikelstorlek av högst 0,01-2 mm och införes i en kväveatmosfär vid ett tryck av 2-1000 bar, som upprätthålles tills reaktionen upphör, varefter man initierar en reaktion mellan legeringen och kvävet inom ett tunt skikt genom lokal antändning vid ett godtyckligt ställe på legeringen.

De framställda kompositionerna har en relativ förslitning av 1,5- 15 enheter och en kvävevolymfördelningsolikformighet av högst 10%.

En av exempelvis nickel och vanadinnitrider bestående metallkom- position, som framställts enligt föreliggande uppfinning, uppvisar en densitet av 5,8-6,4 g/cm3, en porositet av 4,5-19%, en sönder- pressningshâllfasthet av 18-250 kp/mmz, en relativ förslitning av 1,9-14 enheter, en kvävehalt av 8,1-14,5%, en nitridpartikelstor- lek av högst 0,02 mm och en s.k. kvävevolymfördelningsolikformig- het av högst 5%.

Den kända, av nickel och vanadinnitrider bestående, medelst ovan- nämnda kända förfarande framställda legeringen har en densitet av 3,2-4,8 g/cm3, en porositet av 34-51%, en sönderpressningshåll- fasthet av högst 1 kp/mmz, en relativ förslitning av minst 25 en- heter, en kvävehalt av 8,9-13,8%, en vanadinnitridpartikelstorlek av högst 0,5 mm och en olikformighetsgrad för kvävevolymfördel- ningen av högst 50%} Den kompakta, enligt uppfinningen framställda metallkompositionens höga densitet säkerställer en hög, praktiskt taget fullständig kvä- 451 200 veassimilering vid inlegering i stålet, samtidigt som denna kom- position uppvisar lâg porositet, hög kvävehalt och likformig kvä- vevolymfördelning.

Den kompakta metallkompositionens höga densitet samt en liten nit- ridpartikelstorlek och en likformig nitridfördelning bidrar till att kompositionen får hög värmeledningsförmåga, löses upp snabbt i stålet och att nitriderna fördelas likformigt i götets volym.

Den kompakta metallkompositionens höga densitet, låga porositet, höga hâllfasthet och höga slitbeständighet bidrar till att elimine- ra eventuella materialförluster vid transport, förberedning av stå- let samt vid inlegering av grundämnen i stålet.

Den kompakta metallkompositionens höga densitet och höga slitbe- ständighet gör det möjligt att använda kompositionen såsom slitbe- ständiga delar i maskiner och mekanismer.

Det var svårt att förutse att ersättandet av en blandning av pul- ver av metaller, som tillhör grupp VIII i periodiska systemet, med pulver av metaller, vilka tillhör grupperna III-VII, i legeringar av dessa metaller skall leda till den önskade effekten. Värmeeffek- ten från nitreringsreaktionen för legeringen är icke högre än den från blandningens nitrering, varvid reaktionsytan praktiskt taget icke ändras och utgångsmaterialets sammansättning vad beträffar enskilda grundämnen är lika.

Det har emellertid visat sig, att användningen av legeringar av metaller, som tillhör grupp VIII och som utgöres av järn, nickel eller kobolt, tillsammans med metaller, som tillhör grupperna III- VII och som utgöres av aluminium, titan, zirkonium, vanadin, niob, tantal, krom, molybden, volfram eller mangan, säkerställer den mest likformiga fördelningen av den till gruppen VIII hörande me- tallen och nitriderna av metaller, som tillhör grupperna III-VII, i kompositionen genom att de till grupp VIII hörande metallerna i utgångslegeringarna är blandade med de till grupperna III-VII hö- rande metallerna på atomnivån. I förbränningszonen finfördelas pulv- ret av utgångslegeringen vid bildandet av nitrider av metaller, vilka tillhör grupperna III-VII, under avgivning av de till grupp VIII hörande metallerna, som börjar smälta. 451 200 Detta resulterar i bildandet av ett tunt skikt av en massa i fast och flytande fas, som består av nitridmikrokorn i fast fas och mikrodroppar av den smälta, till grupp VIII hörande metallen, som i fortsättningen komprimeras under inverkan av ytspänningskrafter.

De i vätskan av metaller tillhörande grupp VIII suspenderade par- tiklarna i fast fas, dvs nitriderna av de till grupperna III-VII hörande metallerna, medföres av vätskan och sammanpackas tätt.

Därefter härdar den bildade sammanpackade massan, då den kompakta metallkompositionen börjar svalna.

Som utgångsmaterial användes företrädesvis legeringar, vilka inne- håller 2-70 viktprocent metaller, som tillhör grupp VIII, och 98-30 viktprocent till grupperna III-VII hörande metaller.

Som utgångsmaterial användes lämpligen legeringar, vilka såsom till grupp VIII hörande metall innehåller järn.

Som utgångsmaterial användes lämpligen legeringar, vilka såsom till grupperna III-VII hörande metaller innehåller aluminium, vanadin, niob, krom, mangan i synnerhet vanadin, krom och mangan, företrä- desvis vanadin.

Det är mest lämpligt att använda en blandning av två legeringar, av vilka åtminstone den ena innehåller minst en av de till grupper- na III-VII hörande metallerna.

Metallkompositionen, som framställes genom förfarandet enligt upp- finningen, måste sammansättas så, att den kan användas vid ett tryck av 1-1000 bar, företrädesvis 1-500 bar, i synnerhet 1-300 bar, speciellt 2-160 bar.

Utgångslegeringarna måste i förväg finfördelas (nedmalas) till ett pulver med en partikelstorlek av högst 0,01-2 mm, i synnerhet 0,01-0,6 mm, företrädesvis 0,02-0,3 mm och lämpligen 0,04- 0,15 mm- Pulvren av utgångslegeringarna sammanpressas eller briketteras företrädesvis i förväg.

Innan fortsatt behandling påbörjas, uppvärmes pulvret lämpligen till 1oo»-7oo°c. 451 200 Pulvren av utgångslegeringar antändes medelst en elektrisk spiral, elektrisk gnista eller ljusbåge med hjälp av pulver av till grup- perna III-V hörande metaller eller en blandning av pulver av till grupperna III-V hörande metaller med oxider av till grupperna VI-VIII hörande metaller.

För att förloppet skall kunna förlöpa under förbränningsförhållan- den måste utgângslegeringarna innehålla en tämligen stor mängd av de till grupperna III-VII hörande metallerna, vilkas reaktion med kväve åtföljes av värmeavgivning, dvs minst 50%. Vissa lege- ringar kan emellertid innehålla mindre än 50% av de till grupperna III-VII hörande metallerna. En minskning av denna metallmängd till 30% tillâtes i regel, när man som utgångsmaterial använder en blandning av minst två legeringar eller när utgångspulvret uppvär- mes i förväg, samt när den till grupperna III-VII hörande metallen uppvisar hög smältpunkt och smältpunkten skall minskas för lege- ringen, som innehåller denna metall.

För att kunna framställa ett kompakt, tätt sintrat material måste utgångslegeringarna, å andra sidan, innehålla en tämligen stor mängd av daxtill grupp VIII hörande metallen, som smälter vid nit- reringen och svarar för säkerställandet av den önskade densite- ten, totalt 30-70%. Det finns emellertid legeringar, vilka t.o.m. vid en metallkoncentration av lägre än 30% (bl.a. vid en koncent- ration av 2%) gör det möjligt att framställa tämligen kompakta metallkompositioner. Sådana legeringar innehåller i regel till grup- perna III-VII hörande metaller, vilkas smältpunkt är nära smält- punkten för nitrider, som bildas av nämnda metaller (exempelvis vanadinnitrider). Dylika nitrider smälter ofta i förbränningszonen och befrämjar därigenom en ökning av den flytande, dvs smälta, fasen och komprimering av produkten.

Som utgångsmaterial använder man enligt föreliggande uppfinning legeringar, vilka såsom till grupp VIII hörande metaller innehål- ler järn, nickel och kobolt, eftersom kompositionen är huvudsak- ligen avsedd för inlegering av legeringsgrundämnen i stål och and- ra legeringar, vari man förutom nämnda tre metaller icke använder nâgra andra, till grupp VIII hörande metaller. Järn användes, jäm- fört med nickel och kobolt, i ett avsevärt större antal typer av stål och legeringar. Det finns många typer av stål, för vilkas in- 451 200 legering man endast kan använda järnbaserade legeringar.

I utgångslegeringarna enligt uppfinningen använder man som till grupperna III-VII hörande metaller aluminium, titan, zirkonium, vanadin, niob, tantal, krom, molybden, volfram, mangan. Tre av dessa metaller, dvs titan, zirkonium och tantal, användes vid le- gering av en begränsad klass av stål och legeringar, varvid de bå- da första metallerna och den tredje metallen användes i begränsad skala på grund av specifika egenskaper hos deras nitrider, respek- tive på grund av att denna tredje metall icke ännu undersökts i önskad grad. Även om aluminium och niob, jämfört med de tre före- gående metallerna, har ett mer utbrett användningsområde, användes de emellertid mycket sällan tillsammans med kväve för legering av stål, eftersom de med kväve bildar ytterst svårsmälta nitrider, varför dessa metaller endast kommer ifråga i ett begränsat antal fall.

Man använder legeringar på basis av nitrider av vanadin, krom och mangan huvudsakligen på grund av att legeringar av dessa metaller användes i stor omfattning och finner användning praktiskt taget i alla typer av med kväve legerade stål, varvid vanadinnitridbasera- de legeringar i ett antal fall är att föredra till följd av att de uppvisar högre värmebeständighet.

Jämsides med att som utgångsmaterial använda en enda legering blir det i vissa fall nödvändigt att använda blandningar av minst två legeringar. För legering av stål med komplicerad sammansättning är det mycket viktigt, att säkerställa en likformig fördelning av egenskaperna i volymen, vilket uppnås genom likformig fördelning av alla, i metallen ifråga ingående grundämnen. Detta problems lös- ning kan väsentligen underlättas med hjälp av s.k. flerkomponents- legeringar, dvs legeringar med stort antal beståndsdelar. Det är mest lämpligt, att man i detta fall, som utgångsmaterial använder blandningar av två legeringar förutsatt att åtminstone den ena av dessa legeringar innehåller minst en av de till grupperna III-V hörande metallerna. I detta fall kan man exempelvis erhålla en kom- position med komplicerad sammansättning med önskad densitet samt med önskad likformig nitridfördelning.

Beroende på sammansättningen av den komposition, som skall fram- 451 200 10 ställas enligt uppfinningen, sker den lokala antändningen, res- pektive konstanthålles överskottsmängden kväve inom ett vidsträckt kvävgastryckomrâde av från 1 till 1000 bar, varvid tändstället icke spelar någon roll. Antändningen kan exempelvis ske ytmässigt, från en inre del eller vid minst två ställen samtidigt, varvid an- tändningen kan genomföras medelst en elektrisk spiral, elektrisk gnista eller ljusbåge. För antändningen kan man använda godtyckli- qa lättantändliga exotermiska kompositioner. För att förhindra att materialet förorenas av biprodukter är det emellertid lämpligast att för detta ändamål använda antingen pulver av de till grupperna III-V hörande metallerna eller blandningar av pulver av de till grupperna III-V hörande metallerna med oxider av metallerna, vilka tillhör grupperna VI-VIII.

För att nitreringsförloppet skall kunna förlöpa stâtionärt under förbränningsförhållanden med början från antändningen och upp till avslutad förbränning måste en överskottsmängd kväve konstanthållas i det omgivande utrymmet, varvid det är mycket enkelt och bekvämt att genomföra förloppet vid övertryck. I detta fall införes kväve i reaktionszonen genom filtrering genom ett poröst, av utgångspulv- ret bestående medium medelst ett tryckfall i det omgivande utrymmet och reaktionszonen, där kvävet gradvis absorberas av legeringen.

I allmänhet kan kvävgas inmatas i förbränningszonen icke endast genom konstanthållning av övertrycket utan även genom inblåsning av kvävgas medelst en mekanism, som säkerställer en tämligen hög inblåsningshastighet.

Enligt uppfinningen är det mest lämpligt, att man konstanthåller ett övertryck av från 2 till 160 atm. Vid sådana förhållandevis låga tryck nitreras det flertal legeringar, som icke kräver förbe- redande sammanpressning och brikettering. I ett antal fall samman- pressas eller briketteras pulvren för att produkten skall kunna få högre densitet. I dessa fall försämras filtreringsförhållandena in i reaktionszonen, varför man, för att förbränningen skall kunna ske stationärt, måste använda högre tryck (upp till 1000 bar, i vissa fall).

Pulvrets partikelstorleksfördelning är av mycket stor betydelse för framställningen av kompositionen enligt uppfinningen. För varje 1,! ) É 451 200 11 material föreligger en optimal partikelstorlek, vid vilken man er- håller en produkt med önskade egenskaper, oftast högst 0,04-0,15 mm.

En sådan partikelstorlek bidrar till att åstadkomma en tämligen stor reaktionsyta, samtidigt som förloppet kan genomföras under förbränningsförhållanden. Ibland blir det nödvändigt att använda finare pulver exempelvis med en partikelstorlek av högst 0,02 mm och t.o.m. högst 0,01 mm. Användningen av det ytterst fina pulvret är förknippad antingen med reaktionens låga exotermicitet för vis- sa legeringar eller med behovet att genomföra förloppet vid lägre kvävgastryck eller med behovet att förbättra sintringsförhàllande- na och erhålla en mer kompakt produkt.

I ett antal fall är det emellertid lämpligare att använda pulver med större partikelstorlek, i regel, när en blandning av flera le- geringar skall nitreras. En legering med större partikelstorlek, i regel mindre exotermisk, blandas med en legering med mindre par- tikelstorlek, som vanligen är mer exotermisk. Vid en dylik nitre- ring medverkar det grövre pulvret till att framställa en produkt med hög densitet, vilket med andra ord innebär att nämnda pulver ytterligare fungerar som densitetsökande medel.

Vid framställningen av kompositionen enligt uppfinningen blir det ibland nödvändigt att i förväg uppvärma utgångspulvret, eftersom vissa legeringar är lågexotermiska och icke kan nitreras under för- bränningsförhållanden utan förberedande uppvärmning. Pulvret upp- värmes till sådana temperaturer, vid vilka utgångslegeringen ännu icke reagerar med kvävet. Uppvärmningstemperaturen är i regel av- sevärt lägre än de temperaturer, som upprätthålles vid nitrering medelst de kända förfarandena utan användning av förbränning.

En metallkomposition av järn och vanadinnitrid och framställning av densamma beskrives i det följande såsom föredragen utföringsform av uppfinningen.

Som utgångsmaterial användes en legering, som innehåller järn, vanadin, föroreningsämnen. Legeringen finfördelas till ett pulver med en partikelstorlek av högst 0,08 mm. Det erhållna pulvret in- föres i en behållare av kiselbelagd grafit, som placeras i ett tätt tillslutningsbart reaktionskärl, som fylles med kvävgas tills tryc- ket blir lika med 200 atm. Man initierar därefter en reaktion mellan utgångslegeringen och kvävet medelst en ljusbåge och en invägning 451 200 12 av titanpulverr Vid reaktionen avges värme, som säkerställer fort- satt nitrering i en förbränningszon som rör sig över utgångslege- ringen. Temperaturen i förbränningszonen är 1470°C, medan för- bränningszonens rörelsehastighet är 0,12 cm/s.

Uppfinningen beskrives närmare nedan medelst följande utförings- exempel. Égempel En metallkomposition av nickel och vanadinnitrid och framställ- 'ning av densamma.

Som utgångsmaterial användes en legering, som innehåller 48,31% nickel, 51,15% vanadin och 0,54% föroreningsämnen. Legeringen fin- fördelas till ett pulver med en partikelstorlek av högst 0,2 mm.

Det erhållna pulvret införes i en behållare av kiselbelagd grafit, som placeras i ett tätt tillslutningsbart reaktionskärl, som fylles med kvävgas tills trycket i reaktionskärlet blir lika med 100 atm.

Man initierar därefter en reaktion mellan utgångslegeringen och kvävet medelst en uppvärmd volframspiral och en invägning av en blandning av pulver av aluminium och järnoxid. Reaktionen resulte- rar i värmeavgivning, varigenom fortsatt nitrering erhålles i en förbränningszon som förflyttar sig över utgångslegeringen. Tempe- raturen i förbränningszonen är 1550°C och förbränningszonens rö- relsehastighet är 0,35 cm/s. I Det framställda materialet utgöres av en kompakt metallkomposition, som består av nickel och vanadinnitrid. Kompositionen har en kväve- halt av 11,5%, en densitet av 6,12 g/cm3, en porositet av 7,6%, en sönderpressningshållfasthet av 112,1 kp/mmz, en relativ förslit- ning av 2,99 enheter, en nitridpartikelstorlek av högst 0,01 mm och en olikformighetsgrad av högst 4% för kvävevolymfördelningen.

Andra utföringsexempel på uppfinningen redovisas i nedanstående ta- beller.

Halten föroreningsämnen i de framställda metallkompositionerna kan uppgå till 3,5%. Som föroreningsämnen användes vanligen alu- minium, kisel, kol, syre, svavel och fosfor. 451 200 13 Tabell 1 Halt av Halt av till grupp till grupperna Halt av Pulvrets _ VIII hö- III-VII föro- max.

Utgangs- rande me- hörande renings- partikel- lege- taller, netaller, ämnen, storlek, Ex. rhßmr % % % /nm 1 2 3 4 5 6 1 nickel- vanadin 48,31 51,15 0,54 0,2 2 järn-vanadin 58,14 40,66 1,2 0,08 3 järn-vanadin 44,61 54,5 0,89 0,14 4 järn-vanadin 38,24 60,09 1,67 0,05 5 järn-vanadin 7,21 90,29 2,5 0,1 6 järn-niob 33,64 65,88 0,48 0,05 7 kobolt-titan 28,13 71,21 0,64 0,3 8 kobolt-nic- 14,07 70,15 1,72 0,1 kel-zírkonium 14,06 9 järn-niob 32,98 -tantal 33,58 32,96 0,48 0,08 10 järn-vanadin 44,61 54,5 0,89 0,05 järn-niob 33,64 65,88 0,48 0,05 11 järn-alumi- nium- 17,73 17,69 0,57 0,1 krom 64,01 12 järn~vanadin 67,7 32,21 0,09 0,04 järn-mangan 2 97,64 0,36 0,1 13 järn-vanadin 18,69 80,22 1,09 0,04 järn-krom 28,94 70,51 0,45 0,08 14 järn-krom 8,87 44,92 1,27 0,01 mangan 44,94 15 järn-vanadin- 18,09 80,22 1,09 0,04 järn-volfram 44,61 54,6 0,79 2 16 järn-vanadin, 18,69 80,22 1,09 0,04 järn-mangan, 2 97,64 0,36 0,1 järn-krom 28,94 70,51 0,45 0,08 17 järn-vanadin 18,69 80,22 1,09 0,04 järn-molybden 35,12 63,14 1,74 1 451 200 14 Tabell 1, forts. FåÜflän_ åingstemp, C/ Kvävh Pulvrens Förbrän- gas- begynnel~ nings- tryck, setemp. hastighet, Ex. atn. °C íändorgan ïändmaterial cm/s Anmärkn. 1 7 8 9 10 11 12 1 100 20 volfram- Blandning av 1550 spiral aluminium 0,35 och järnoxid 2 200 100 ljusbåge titan 1470 0,12 3 1000 20 elspiral vanadin 1580 Brikette- 0,65 ring 4 150 20 ljusbâge vanadin 1560 0,24 5 250 20 elektrisk vanadin 1720 gnista 0,7 6 100 20 elektrisk niob 1650 spiral 0,09 7 300 20 elektrisk _ titan 1770 Samman- gnista 0,25 pressning 8 - 120 20 elspiral zirkonium 1820 0,85 9 80 20 ljusbåge blandning alu- 1620 minium och 0,14 V nickeloxid 10 500 20 elspiral niob 1610 Samman- * 0,22 pressning 11 150 20 elektrisk blandning av 1470 gnista aluminium och 0,21 järnoxid 12 120 700 elspiral vanadin 1420 0,15 13 200 300 elspiral vanadin 1520 0,3 14 150 700 elgnista titan 1510 0,11 15 120 20 elspiral vanadin 1580 0,28 16 150 20 ljusbåge vanadin 1510 0,13 17 300 20 elspiral vanadin 1550 O ~ h) 451 200 15 Tabell 2 Sönderpressningshåll- Kvävehalt, Densitet, Porositet, fasthet, Ex. æ g/cxn3 % kp/mnz 1 2 3 4 5 1 11,5 6,12 7,6 112,1 2 8,64 6,52 1 300 3 10,72 _s,z9 2,9 131,4 4 12,11 5,84 12,1 15,2 5 17 5,21 18,14 10,1 6 6,54 7,12 21,13 12,1 7 1 1 , 51 5 1 5 , 1 7 , 4 8 7,4 7,51 10,4 21,1 9 5 8 18,9 11,9 10 8,63 6,59 9,1 39,1 11 14,53 6,11 24,3 6,12 12 9,91 5,61 15,4 19,4 13 13,13 5,94 12,1 33,4 14 7,6 5,12 30 5,1 15 12,1 8 20,4 12,7 16 11,2 5,44 18,9 15,9 17 9,4 6,91 22,4 41,1 451 200 16 Tabell 2, forts.

Relativ Nitridparti- Olikformighetsgrad förslit- kelstorlek, för kväveför- Ex. ning högst _.. mm delningen Annärkn_ 1 6 7 8 9 1 2,9 0,01 4 2 1,5 0,005 3 3 1,9 0,009 5 4 8,4 0,02 5 5 7,7 0,02 6 6 8,9 0,01 10 7 15 0,1 9 8 5,9 0,05 6 9 4,8 0,02 8 10 4,9 0,008 5 11 12,4 0,08 6 12 11,9 0,02 4 13 8,5 0,01 7 14 14,8 0,08 9 15 4,1 0,1 4 16 8,3 0,04 6 17 7,4 0,06 5 Industriell användbarhet Kompositionen enligt uppfinnüßæn och förfarandet för framställ- ning av densamma kan användas vid framställning av hårda, på svår- smälta föreningar baserade legeringar.

Claims (15)

10 15 20 25 30 35 11 451 200% Patentkrav

1. Förfarande för framställning av en metallkomposition med en densitet av-5,0-8,0 g/cm3, en porositet av 1-30%, en sönder- pressningshållfasthet av 5-300 kp/mm2, en kvävehalt av 5-17 vikt% och en nitridpartikelstorlek av högst 0,1 mm, k ä n- n e t e c k n a t av att minst en legering, som innehåller minst.enti1l grupp VIII i periodiska systemet hörande metall, som utgöres av järn, nickel eller kobolt, i en mängd av 2-70 viktprocent, och minst en till grupperna III-VII i periodiska systemet hörande metall, som utgöres av aluminium, titan, zirkonium, vanadin, niob, tantal, krom, molybden, volfram eller mangan, i en mängd av 98-30 viktprocent, finfördelas till ett pulver med en partikelstorlek av högst 0,01~2 mm och införes i en kväveatmosfär vid ett tryck av 2-1000 bar, som upprätthålles tills reaktionen upphör, varefter man initierar en reaktion mellan legeringen och kvävet inom ett tunt skikt genom lokal antändning vid ett godtyckligt ställe på legeringen.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att man som utgångsmaterial använder legeringar, vilka såsom till gruppen VIII hörande metaller innehåller järn.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att man som utgângsmaterial företrädesvis använder lege- ringar, vilka såsom till grupperna III-VII hörande metaller innehåller vanadin, niob, krom och mangan.

4. Förfarande enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att man sanutgångsmaterial företrädesvis använder legeringar, vilka såsom till grupperna III~VII hörande metall innehåller vanadin.

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k- n a t av att man som utgângsmaterial använder en blandning av två legeringar, av vilka åtminstone den ena innehåller minst en till grupperna III-V hörande metall, vilken består av titan, zirkonium, vanadin, niob, tantal eller aluminium. 05 10 15 20 25 30 35 451 zoo 18

6. Förfarande enligt något av kraven 1 - 5, k ä n n e - t e c k n a t 2 - 500 bar. a v att man upprätthåller ett kvävetryck av

7. Förfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t a v att man upprätthåller ett kvävetryck av 2 - 300 bar.

8. Förfarande enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t a v att man upprätthåller ett kvävetryck av 2 - 160 bar.

9. Förfarande enligt något av kraven 1 - 8, k ä n n e - t e c k n a t a v att utgângslegeringarna i förväg finför- delas till ett pulver med en partikelstorlek av högst 0,01 - 0,6 mm.

10. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t a v att utgângslegeringarna i förväg finfördelas till ett pulver med en partikelstorlek av högst 0,02 - 0,3 mm.

11. Förfarande enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t a v att utgângslegeringarna i förväg finfördelas till ett pulver med en partikelstorlek av högst 0,04 - 0,15 mm.

12. Förfarande enligt något av kraven 1 - 11, k ä n n e - t e c k n a t a v att pulvren av utgångslegeringar samman- pressas i förväg. '

13. Förfarande enligt något av kraven 1 - 12, k ä n n e - t e c k n a t a v att utgângslegeringspulvren briketteras i förväg.

14. Förfarande enligt något av kraven 1 - 13, t e c k n a t uppvärmes till en temperatur av 100 - 70000. k ä n n e - a v att utgàngslegeringspulvren i förväg

15. Förfarande enligt något av kraven 1 - 14, k ä n n e - t e c k n a t a v att reaktionen mellan legeringen och 05 19 451 20.0 kvävet initieras medelst en eleïífjfíšíi spiral, elektrisk .gnista eller ljusbàge med hjälp av pulver av till grupperna III-V hö- rande metaller, som omfattar aluminium, titan, zirkonium, vana- din och niob, eller blandningar av pulver av dessa metaller och oxider av till grupperna VI-VIII hörande metaller, som omfattar krom, molybden, volfram, mangan, järn, nickel och kobolt.