DE569183C

DE569183C - Verfahren zum Walzen von Legierungen mit halbmetallischem Charakter aus Metallen undNichtmetallen

Info

Publication number: DE569183C
Application number: DE1930569183D
Authority: DE
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1930-12-23
Filing date: 1930-12-23
Publication date: 1933-02-01

Description

Es ist bekannt, daß Metalle nicht nur untereinander Legierungen bilden, sondern auch mit Metalloiden wie Silicium, Phosphor, Kohlenstoff, Stickstoff. In der Regel bilden sich hierbei auch Verbindungen zwischen Metall und Nichtmetall. Diese Legierungen bzw. Verbindungen zeichnen sich zwar bei höheren Gehalten an nichtmetallischen Verbindungen durch eine Reihe wertvoller Eigenschaften, wie hohe Härte, Korrosionsbeständigkeit usw., aus, sind aber auf der anderen Seite derartig spröde, daß eine Verarbeitung im gegossenen Zustande bisher als ausgeschlossen gilt und daher ihre Verwendung stark behindert ist. Die Sprödigkeit solcher Legierungen ist in der Regel so groß, daß sie bei einem Hammerschlag oder selbst schon bei einem Kugeldruckversuch zersplittern.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren, die günstigen Eigenschaften dieser Verbindungen bzw. Legierungen nutzbar zu machen und ein Gebrauchsmetall zu schaffen, das gleichzeitig die Festigkeit und Zähigkeit reiner Metalllegierungen gegenüber statischer und dynamischer Beanspruchung besitzt und das sich insbesondere mechanisch verformen, ζ. Β. walzen, läßt. Gemäß Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß ein geschmeidiges Gebrauchsmetall mit einem kompakten und festhaftenden Überzug aus einer oder mehreren dieser Legierungen mit halbmetallischem Charakter versehen wird. Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt.daß bei genügend langem Glühen eine Diffusion zwischen einem Grundmetall -rein metallischer Art und Metallverbindungen der oben bezeichneten Art möglich ist. Bisher ist eine solche Diffusion, verbunden mit einer Verschweißung zweier Stoffe, nur zwischen zähen Metallen und ihren Legierungen bekannt, nicht aber zwischen spröden Metallverbindungen bzw. halbmetallischen Legierungen einerseits und zähen Metallen andererseits. Die Sprödigkeit eines Stoffes ist nach heutiger Anschauung sogar ein Hindernis für die Diffusion (vgl. G. Sachs, Mechanische Technologie der Metalle, Leipzig 1925 Seite 238). Bringt man also durch Aufgießen, Aufspritzen oder Aufpressen einer Paste aus Pulver der halbmetallischen Legierung und Bindemittel einen Überzug auf ein zähes Grundmetall auf und glüht dieses Doppelmetall längere Zeit, so erreicht man die Bildung eines kompakten und festhaftenden Überzuges von harten und spröden halbmetallischen Legierungen auf dem zähen Grundmetall.

Überraschenderweise ergab sich weiterhin, daß ein derartiges Doppelmetall, das eine durch Diffusion der Grenzschichten mit der Unterlage gut verbundene Deckschicht aus sprödem· Material hat, bei höheren Temperaturen mechanisch verformbar ist. Während bisher eine mechanische Verformung derartiger halbmetalllischer Materialien überhaupt nicht bekannt war, gelingt es, dieses Material, wenn es in Form eines Überzuges mit zähem Grundmetall verbunden ist, mechanisch zu verformen, ζ. Β. zu

pressen oder zu walzen. Das Bemerkenswerte hieran ist, daß die spröde Auflage eine höhere Plastizität besitzt als das gleiche Material ohne Unterlage.

So kann man z. B. ein Phosphorkupfer mit Phosphorgehalten zwischen 2 und 15 °/₀ in Form einer dünnen Lage auf eine Unterlage von reinem Kupfer aufgießen und diese 1 Stunde lang bei 700 ° glühen. Man erhält dann einen

xo festhaftenden Überzug von Phosphorkupfer auf einer zähen Grundlage, der selbst durch Schläge nicht mehr abgesplittert werden kann. Es ist also möglich, die wertvollen Eigenschaften des Phosphorkupfers zur Herstellung von Gefäßen auszunutzen, die hoch säurefest sind. In einem derartigen Fall wird die Phosphorkupferauflage auf einem bereits fertiggeformten Tiegel aus Reinkupfer aufgebracht und mit diesem geglüht.

Derartige Tiegel lassen sich z. B. dort verwenden, wo Beständigkeit gegen heiße konzentrierte Phosphorsäure gefordert wird.

Bringt man den Überzug aus Phosphorkupfer auf einem Block oder Blech von Reinkupfer an und glüht wiederum dieses Material zwecks BiI-dung einer festhaftenden Verbindung durch Diffusion, so läßt sich dieses Doppelmetall mechanisch verformen. Man kann z. B. dieses Blech bei Temperaturen von etwa 500 ° walzen, ohne daß selbst bei Phosphorgehalten von 10% und darüber ein Reißen der Deckschicht zu beobachten ist. Diese Tatsache steht in auffälligem Gegensatz zu den bisherigen Beobachtungen, da noch in den neuesten Arbeiten, ζ. B. in der Investigation of the Effects of Impurities on Copper Part VI, — The Effect of Phosphorus on Copper von Hanson, Archbutt & Ford im Institute of Metals, angegeben wird, daß phosphorhaltiges Kupfer lediglich bis zu einem Gehalt von 1,2 % Phosphor warm walzbar ist.

Demgemäß ist es also möglich, nicht nur Tiegel, sondern auch Rohre, Apparateteile, Bleche usw. aus mit Phosphorkupfer plattiertem Material herzustellen und das Phosphorkupfer auch zu Zwecken zu verwenden, bei denen es bisher nicht verwendbar war, da seine Empfindlichkeit gegen Schlag und Stoß eine technische Verwertung zu konstruktiven Zwecken ausschloß.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Walzen von Legierungen mit halbmetallischem Charakter aus Metallen und Nichtmetallen, dadurch gekennzeichnet, daß die spröden Legierungen in Form einer dünnen Auflage auf eine Unterlage aus zähem Metall aufgebracht, in an sich bekannter Weise durch Diffusion der Grenzschichten fest miteinander verbunden und dann ausgewälzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Phosphorkupfer mit Phosphorgehalten über 2% auf eine Unterlage von Kupfer aufgebracht, bei einer Temperatur von 700 ° geglüht und dann gewalzt wird.