CH223808A - Verfahren zur Herstellung von metallischen Formkörpern. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von metallischen Formkörpern.    Die vorliegende Erfindung bezieht sich  auf die Herstellung von     metallischen    Form  körpern von besonders wertvollen und über  raschenden Eigenschaften. Es ist bereits be  kannt,     solche    Formkörper dadurch herzustel  len, dass man pulverförmigen Eisenschwamm  mit andern Metallen vermischt, sodann     zu;     Formkörpern     verpresst    und diese einer wei  teren Verformung in einer     S:trangpresse    bei  Temperaturen von 700 bis 1300   unterwirft.

    Um jedoch hierbei -die     Eigenschaften    des,       Grundmetalles,    d. h. des Eisens merklich zu  modifizieren, ist es notwendig, grössere     Men-,     gen der Zusatzmetalle vorzusehen.  



  Die vorliegende Erfindung zeigt nun  einen Weg, der auch in -,dieser, Beziehung  wesentliche     Vorteile    bietet. Die Erfindung  ist dadurch gekennzeichnet,     dass        feinverteil-:          tes    Eisen oder Eisenlegierungen mit sauer  stoffhaltigen Verbindungen von Metallen  gut vermischt, die erhaltenen Mischungen ge  presst und durch Erhitzen in einer reduzie  renden Atmosphäre     geeintert    und schliess,    lieh bei Temperaturen oberhalb 200', vor  teilhaft zwischen 300 und<B>700',</B> in einer       Strangpresse    weiter verarbeitet     werden.    Man  kann reines Eisen oder auch Eisenlegierun  gen, wie z. B.

   Stähle, Gusseisen und auch  solche Eisenlegierungen     verwenden,    welche  noch andere Metalle im     legierten    Zustand  enthalten, wie z.     B.    Nickel, Chrom,     Molyb-          dän,    Kobalt und dergleichen. Für das vor,  liegende Verfahren     eignen    sich Pulver des  Eisens oder seiner Legierungen, welche     in     verschiedenster Weise gewonnen     worden;     sind. So kommen in Betracht     Carbonyleisen,     Eisenpulver, welche durch     Reduktion    von       oxydischen    Eisenverbindungen erhalten wor  den sind.

   Man kann auch Eisen verwenden,  welche durch mechanische Behandlungen,  wie Feien, Raspeln oder dergleichen in     fein-          verteilte    Form übergeführt worden sind.  Weiter kommen in Betracht     Eisenpulver,    wie  sie durch Zerstäuben von geschmolzenem  Eisen oder .seinen Legierungen erhältlich  sind.      Als Zusatzmetalle kommen in Betracht:  z. B.     oxydische    Verbindungen von Nickel,  Kobalt,     Vanadin,    Wolfram.

   Besondere  Effekte werden erzielt, wenn man als Zu  satzstoffe     oxydische    Verbindungen von     sol-,     eben     1Vietallen    wählt, welche weicher sind als  Eisen     bezw.    die jeweils verwandte Eisen,       legierung,    wie Kupfer, Zinn, Wismut und  vor allem Blei. Dabei können diese     Metall-.          verbindungen    einzeln oder in     Gemischen,     untereinander zur Anwendung gelangen. Als       oxydische    Verbindung kommen z.

   B. in Be  tracht: Nitrate,     Formiate,        Carbonate,        Hy-          droxyde    und vor allem Oxyde.  



  Das Vermischendes Eisenpulvers mit den       oxydischen    Zusätzen kann in an sich bekann  ter Weise erfolgen. Im allgemeinen     gentigt     es, wenn     man    die Oxyde in feinverteiltem  Zustand dem Eisen- oder     Eisenlegierungs-          Pulver    zugibt und das Ganze etwa in einer  Mischtrommel oder dergleichen gut durch  mischt.  



  Die so erhaltenen Gemische werden so  dann gepresst und nachträglich in einer re  duzierenden Atmosphäre erhitzt. Hierbei  werden die zusätzlichen Metalloxyde eben  falls zu Metallen reduziert und gleichzeitig  findet durch     Sinterung    eine Verfestigung  der Metallmasse statt. Die hierbei anzuwen  denden Temperaturen können beliebig ge  wählt werden. Man kann im allgemeinen die       Temperatur    sogar wesentlich höher als den  Schmelzpunkt der     leichtert        schmelzenden     Komponente einstellen.  



  Schliesslich werden erfindungsgemäss die  so erhaltenen     Metallkompositionen    in einer       Strangpresse    bei Temperaturen oberhalb  200   weiter verarbeitet. Durch das neue Ver  fahren werden eine Reihe von wertvollen  und überraschenden Eigenschaftsänderungen  und auch Vorteilen bei der Verarbeitung       selbst    erzielt. Wenn man z.     B.    Eisenpulver  mit etwa 2 bis 5 % Bleiglätte gut vermischt,  sodann presst und schliesslich bei einer Tem  peratur von 700 bis 800   mit Wasserstof<B>f</B>  reduziert, so erhält man einen     Metallkörper,     welcher bereits bei Temperaturen von 400  bis 450       in,der        Strangpresse    verarbeitet wer-    den kann.

   Das so erhaltene Metall     besitzt    in  mehrerer Hinsicht eine frappante Ähnlich  keit mit Kupfer. Es lässt sich beliebig oft  walzen (z. B: um 400  )     bezw.    kneten. Wei  ter zeigt sich, dass diese     Metallkomposition     auch noch bei Temperaturen     verarbeite     werden kann, welche     wesentlich    höher liegen  als der Schmelzpunkt des Bleis, d. h. also  z. B. bei Temperaturen von 600 bis 700  ,  ohne dass die besonderen Eigenschaften der  Metallkomposition merklich verschlechtert  werden. Weiter lässt sich die Metallkompo  sition genau wie Kupfer hämmern,     drehen;     und schneiden.     Anderseits    können diese Kör  per auch noch gehärtet werden, z.

   B. durch       Kohlenstoffzementierung.    Es genügt zu die  sem Zweck, die neuen     Körper    mit     einem;          cyanidhaltigen        Salzschmelzba_d    zu behandeln.  Auch sonst lässt sich dieses Metall ähnliche  leicht bearbeiten wie Kupfer, d. h. man kann  es leicht biegen, stanzen,     stauchen,    ferner  löten und dergleichen. Einen     weiteren    erheb  lichen     Vorteil    zeigen die neuen Kompositio  nen auch insofern, als diese keinerlei Nei  gung zum Rosten     'besitzen.     



  Alle diese Vorteile     wenden    bereits bei  sehr geringen Mengen von Bleioxyd erzielt.  So kann man den Gehalt an Bleioxyd unter,  halb 80 % , bezogen auf das Eisen, halten, je  doch werden ausserordentlich gute Wirkun  gen auch mit     wesentlich    niedrigen Gehal  ten, so z. B. 10 % und weniger, erzielt. Die  oben     beschriebenen,    dem Kupfer     gleichenden;     Eigenschaften lassen sich z, B. schon mit  Bleioxyd in Mengen von etwa 2 bis 5 % er  zielen.  



  Die ferner oben beschriebene Reduktion  bei dem     Sintervorgang    lässt sich in an sich       bekannter    Weise durch Kohlenoxyd, Am  moniak und vor allem Wasserstoff     bezw.          wasserstoffhaltigen    Gasgemischen bewirken.       Sofern    in diesen Fällen ein Kohlenstoffge  halt der Gase störend wirkt, kann man mit  unter auch so vorgehen, dass man die Reduk  tion zunächst mit kohlenstoffhaltigem Mate  rial, wie z. B. Kohlenoxyd;     beginnt    und nur  die     Schlussbehandlung    mit reinem Wasser  stoff durchführt.

   Auf diese Weise wird die      anfängliche     Aufkohlung    des Eisens durch  die weitere     Reduktion    mittelst Wasserstoffes  wieder rückläufig gemacht. Eine zum minde  sten teilweise Behandlung mit Wasserstoff  empfiehlt sich auf alle Fälle, da dieses Re  duktionsmittel     auch    noch ein besonders gutes       Penetrationsvermögen        besitzt.     



  Die Härte der durch     Strangp@ressen    aus  Eisen hergestellten Gegenstände kann durch  nachfolgendes Ausglühen erniedrigt     werden;,     hat man z. B. einen Eisenstab mit z. B. 3 %;  Bleigehalt     stranggepresst,    der nach der Her  stellung etwa 120     Brinell    hat, so kann     man;     durch Ausblühen bei verschiedenen Tempera  turen, z. B. bei 800  , 1000  , 1200   in Was  serstoff seine     Brinellhärte    auf 83     Brinell          bezw.    73     Brinell        bezw.    65     Brinell    herunter,  setzen.

   Soll jedoch der     bleihaltige    Eisenstab  nachher zu Teilen verarbeitet werden, die ge  härtet werden sollen, so kann natürlich das  Ausglühen unterbleiben. Falls vor dem Här  ten noch eine mechanische Verformung, z. B..  Biegen, Stauchen usw. erforderlich ist, glüht  man jedoch     zweckmässigerweise    zwischen  durch aus. Sämtliche     Verformungsarbeit    des       bleihaltigen.    Eisens kann auf     ähnlichem,     Wege erfolgen, da -das Material sich  durch eine ausserordentliche     Duktilität    und  Schmiegsamkeit auszeichnet.  



  Ausser den oben angegebenen Verwen  dungszwecken kommen die neuen Metall  kompositionen noch für viele andere Zwecke  in Frage, wo es sich um die Erzielung einer  leichten     Bearbeitbarkeit    oder um die Ein  stellung einer bestimmten Weichheit handelt.  So kann man aus den neuen Werkstoffen  Platten, Profilstangen, Gleitschienen, Lager,  Dichtungen,' Röhren und andere Körper  durch Pressen, Biegen, durch Röhrenpressen  und dergleichen herstellen.     Sofern    der Ge  halt an     weicheren.    Zusatzmetallen, wie z. B.

    Kupfer oder Blei, grösser bemessen wird, er  hält man Körper,     welche    in der Weichheit  dem normalen Blei oder auch Zinn     na.hekom-          men    und infolgedessen zur Herstellung von       Kunstgegenständen,    Orgelpfeifen oder auch  chemischen Apparaten geeignet sind. Bei ge  ringen Zusätzen von beispielsweise Blei -er-    hält man verhältnismässig harte Metallkom  positionen, welche in vielen Fällen an Stelle  von Hartblei verwendet werden können.  



  Der     erfindungsgemäss    erzielbare Effekt  ist durchaus überraschend. Jedenfalls sind  die hierbei     erreichbaren    Wirkungen nicht zu  vergleichen und     wesentlich    günstiger als die  jenigen, welche man bei dem Zusatz der  gleichen Menge des betreffenden     Metalles,     jedoch von vornherein in metallischer Form,  erzielen kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von metalli schen Formkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass feinverteiltes Eisen oder dessen Legie rungen mit sauerstoffhaltigen Verbindun gen von Metallen gut vermischt, die erhalte- nen Mischungen gepresst und durch Erhitzen in einer reduzierenden Atmosphäre gesintert und schliesslich bei Temperaturen oberhalb 200' in einer Strangpresse weiterverarbei tet werden. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspx zch, da durch gekennzeichnet, dass bei Temperatu ren zwischen 300 und 700 C weiterverarbei tet wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch den Zusatz von sauer stoffhaltigen Verbindungen solcher Metalle, welche an sich weicher sind als das eisen haltige Grundmetall. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Bleioxyd als Zusatz zum Eisenpulver. 4. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Metallkompositionen nach dem Strangpressen einer Glühung bei Tem peraturen von etwa 600 bis 1200' unterwor fen werden.