CH501732A - Process for the production of beryllium alloys - Google Patents

Process for the production of beryllium alloys

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CH501732A
CH501732A CH201367A CH201367A CH501732A CH 501732 A CH501732 A CH 501732A CH 201367 A CH201367 A CH 201367A CH 201367 A CH201367 A CH 201367A CH 501732 A CH501732 A CH 501732A
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beryllium
silver
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alloy
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CH201367A
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Inventor
Howard Krock Richard
Ross Jones Clintford
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Mallory & Co Inc P R
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0408Light metal alloys

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Description

  

  
 



  Verfahren zur Herstellung von Berylliumlegierungen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Berylliumlegierungen durch Sintern in flüssiger Phase.



   Das Sintern in flüssiger Phase unterscheidet sich insofern von den verschiedenen anderen Typen von Sinterverfahren, als das Sintern des Blocks in Gegenwart einer flüssigen Phase ausgeführt wird. Das Sintern in flüssiger Phase umfasst die Erhöhung der Temperatur der Bestandteile aus komprimiertem Metallpulver auf eine Temperatur, bei der eine vorbestimmte Menge der flüssigen Phase erscheint. In der flüssigen Phase wird einer der Metallbestandteile, der Feststoff, allmählich im anderen Metallbestandteil, der Flüssigkeit, gelöst. Die Mengen dieser Bestandteile sind jedoch solche, dass im Gleichgewicht immer etwas flüssige Phase besteht. Es wird angenommen, dass die Flüssigkeit den Feststoff netzt, um günstige Oberflächenenergien, die zwischen der Flüssigkeit und dem Feststoff bestehen, hervorzubringen, was eine Lösung in der flüssigen Phase gestattet.



   Bei der Herstellung auf bekannte Weise gewisser Legierungen durch Sintern in flüssiger Phase wurde jedoch festgestellt, dass der Feststoff das flüssige Metall aus dem Block vertrieb. Zum Beispiel wird aus einer Beryllium-Silber-Legierung das Silber aus der nach bekanntem Sinterverfahren in flüssiger Phase hergestellten Probe ausgetrieben. Es wird angenommen, dass das ungünstige Oberflächenenergie-Gleichgewicht, das die Vertreibung der Flüssigkeit verursacht, von einem zähen Berylliumoxydfilm herrührt, der auf jedem Berylliumteilchen vorhanden ist.



   Die vorliegende Erfindung verhindert die Vertreibung der Flüssigkeit, indem ein Mittel verwendet wird, das in die Sinterstufe eingreift. Das Agens zerstört den Oxydfilm auf dem Beryllium oder sondert sich zur Metalloxydübergangsfläche und vermindert die Oberflächenenergie des flüssigen Metalls in bezug auf den Berylliumoxydfilm, so dass das flüssige Metall das feste Metall allmählich löst.



   Das Mittel kann ein Fluss- oder Schmelzmittel genannt werden, doch weist es auch andere Merkmale auf, die zum Benetzen des Berylliums beitragen, damit dieses von einer geschmeidigen Umhüllungsphase eines Silber-Beryllium-Legierung-Muttermetalls umgeben wird, wodurch die Austreibung der Flüssigkeit aus der Probe vermieden wird.



   Beryllium weist mehrere wünschenswerte physikalische Merkmale auf, die es für verschiedene Verwendungen, z. B. leichte Getriebe, leichte Verschlüsse, Flugzeugteile und dergleichen, interessant machen. Einige der wünschenswertesten Merkmale von Beryllium haben eine Dichte von 1,82   g/cmS,    verglichen mit 2,7 g/cm3 bei Aluminium, einen hohen Elastizitätsmodul von 2,8 X 106 kg/cm2, verglichen mit 2,1 X 106 kg/cm2 bei Stahl, eine hohe Schmelztemperatur von   1285     C, einen äusserst hohen spezifischen Steifheitsgrad, eine gute Festigkeit, eine ausgezeichnete Formbeständigkeit, eine geringe Absorptionsfähigkeit für Neutronen, eine grosse Wirksamkeit zur Verlangsamung und Rückspiegelung von Neutronen und eine gute Beständigkeit gegenüber Korrosion in Luft und Wasser.

  Man sieht, dass Beryllium leichter als Aluminium ist und einen Schmelzpunkt aufweist, der etwa zweimal so hoch wie der von Aluminium ist. Dazu kommt, dass Beryllium Röntgenstrahlen sehr leicht durchlässt. Dank diesem Faktor und seinem hohen Schmelzpunkt eignet sich Beryllium zur Verwendung als Fenster in Röntgenröhren. Beryllium hat jedoch einen Hauptnachteil, der seine kommerzielle Verwendung beträchtlich beschränkt, nämlich seine inhärente Sprödigkeit bei Raumtemperatur.



   Die mangelhafte Streckbarkeit von Beryllium wird dessen Kristallstruktur zugeschrieben, die hexagonal dicht gepackt ist. Bei der Verformung werden die Grundebenen der hexagonalen dicht gepackten Struk  tur, da sie am leichtesten zu verschieben sind, der Ar   beitsrichtung    entlang angeordnet. Da eine Verschiebung senkrecht zur Grundebene   kristallographisch    schwierig ist, gibt es praktisch keine Streckbarkeit von Beryllium senkrecht zur primären   Herstellungsrichtung.   



   Es sind verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden, um Beryllium geschmeidig genug zu machen, um eine ausgedehnte kommerzielle Verwendung des Metalls zu gestatten. Als Herstellungsverfahren zur Erhöhung der Streckbarkeit von Beryllium sind das Schrägwalzen und das Querschmieden vorgeschlagen worden.



  Diese Herstellungsverfahren verminderten die Anzahl Grundebenen in der Walzrichtung und führten zu einer verbesserten Streckbarkeit. Der Verbesserungsgrad war jedoch bei weitem nicht befriedigend. Es blieb bei der Tatsache, dass Beryllium bei Raumtemperatur spröde war, selbst wenn das oben erwähnte Verfahren verwendet wird, wenn man die Streckbarkeit senkrecht zur Herstellungstemperatur betrachtet. Dazu kommt, dass das obige Verfahren nicht durchführbar ist, wenn die Herstellung naturgemäss nur einer Achse entlang erfolgt, wie z. B. beim Gesenkschmieden, beim Strecken und beim Strangpressen.



   In den letzten Jahren beschäftigte man sich mit der Herstellung von Berylliumlegierungen ohne die inhärente Sprödigkeit des Metalls, jedoch mit verschiedenen Eigenschaften davon, wie z. B. einer niedrigen Dichte zusammen mit einer grossen Festigkeit. Es wird angenommen, dass das amerikanische Patent Nr. 3 082 521 die erste dehnbare Beryllium-Silber-Legierung herstellte, indem der Teil bei einer Temperatur, bei der er flüssig war, rasch abgeschreckt wurde. Der Berylliumgehalt überstieg jedoch nicht 86,3 Atom   Gew.-O/o,    was ungefähr 30   Gew.-O/o    entspricht. Obwohl die Berylliumlegierung dehnbar war, übertraf deren Dichte die von Aluminium und war ungefähr gleich wie diejenige von Titan.



   Es wurde ebenfalls vorgeschlagen, Berylliumlegierungen herzustellen, indem eine Mischung von Metallpulvern gepresst und gesintert werden. Ein derartiges Verfahren führt jedoch zur Austreibung des Muttermetalls oder der Muttermetalle aus der Berylliumprobe und schliesslich zum Erstarren des Muttermetalls oder der Muttermetalle zu Kugeln an der Oberfläche der festen Probe. Es wird angenommen, dass die Vertreibung des Muttermetalls oder der Muttermetalle von den Oberflächenenergien des festen Berylliums und der verschiedenen gebildeten Flüssigkeiten herrührt. Man glaubt, dass das ungünstige Gleichgewicht der Oberflächenenergien von einem zähen Berylliumoxydfilm herrührt, der auf jedem Berylliumteilchen vorhanden ist.



   Es ist nun ein Verfahren zur Herstellung einer Legierung von Beryllium und einem Metall, wie z. B. Silber, die bis zu 85   Gew.-O/o    Beryllium enthält, durch Sintern in flüssiger Phase gefunden worden, wobei eine Legierung erhalten wird, die eine geringere Dichte als Aluminium, eine grosse Festigkeit und eine gute Dehnbarkeit aufweist. Die Dehnbarkeit rührt von der erzielten Mikrostruktur der Legierung her.



   Dieses erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Berylliumlegierungen mit einem anderen Metall durch Sintern in flüssiger Phase ist dadurch gekennzeichnet, dass pulverförmiges Beryllium und ein anderes pulverförmiges Metall zusammen mit einem Mittel vermischt werden; die Mischung zur Bildung eines kompakten Körpers in einer Pressvorrichtung gepresst wird; und der gebildete kompakte Körper auf die Sintertemperatur des Berylliums erhitzt wird, wobei das erwähnte Mittel bewirkt, dass das Beryllium im anderen Metall zurückgehalten wird, wodurch eine Verdrängung des anderen Metalls aus der Legierung verhindert wird.



   Mit Hilfe des vorliegenden erfindungsgemässen Verfahrens erhält man eine dehnbare Berylliumlegierung, wie Beryllium und Silber, die eine niedrige Dichte und eine grosse Festigkeit aufweist, in der Beryllium der Hauptbestandteil ist und in welcher Legierung die Mikrostruktur aus Berylliumteilchen besteht, die von einer dehnbaren Umhüllungsphase aus einem Silber Beryllium-Legierung-Muttermetall umgeben sind. Die so erhaltene dehnbare Berylliumlegierung besteht aus 60 oder mehr   Gew.-O/o    Beryllium, vorzugsweise aus etwa 75   Gew.-O/o    Beryllium und der Rest aus Silber.



   Das erfindungsgemässe Verfahren beruht auf der Verwendung eines Mittels, bestehend mit Vorteil aus einem Alkali- undErdalkalihalogenid, wie z. B. Lithium   fluorid-Lithiumchlorid      oder dergl.,    in der Regel in einem bestimmten Verhältnis, wobei sich dieses bei der Sintertemperatur des Berylliums an der festen Grenzfläche des Berylliums absondert und/oder die Energie der flüssigen-festen Oberfläche im System ändert. Auf diese Weise wird die Vertreibung eines Muttermetalles wie des Silbers aus einer Berylliumprobe eliminiert und das Sintern in flüssiger Phase in einem Gemisch von Beryllium und z. B. Silber gefordert. Vorzugsweise wird ein   Lithiumfluorid-Lithiumchlorid-Mittel    verwendet.



   Das erfindungsgemässe Verfahren sowie die erhaltenen Berylliumlegierungen werden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.



   In den beiliegenden Zeichnungen ist
Fig. 1 die graphische Darstellung einer Phase für binäre Legierungen von Beryllium und Silber.



   Fig. 2 ist eine Mikrophotographie einer Berylliumprobe, welche veranschaulicht, wie ein Muttermetall durch die Kräfte der Oberflächenenergie von festem Beryllium und verschiedenen gebildeten Flüssigkeiten aus der Probe herausgetrieben wird.



   Fig. 3 ist eine Mikrophotographie einer Zusammensetzung von 25   Gew.-O/o    Silber mit Beryllium, welche veranschaulicht, wie eine delta- oder eine gamma Zwischenphase die   B erylliumteilchen    umgibt.



   Fig. 4 ist eine Mikrophotographie einer   Zusammen    setzung von 25   Gew.-O/o    Silber mit Beryllium, welche die Abwesenheit der delta- oder der gamma-Zwischenphase veranschaulicht.



   Das Verfahren der vorliegenden Erfindung bezieht sich somit auf die Herstellung einer dehnbaren Berylliumlegierung, die durch Sintern in flüssiger Phase erzeugt wird. Die Legierung besteht mit Vorteil aus etwa 60 bis 85   Gew.-O/o    Beryllium und der Rest aus Silber.

 

   Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung beispielsweise der Beryllium-Silber-Legierung durch Sintern in flüssiger Phase besteht darin, vorbestimmte Mengen pulverförmiges Beryllium und pulverförmiges Silber zusammen mit einer vorbestimmten Menge eines aus der aus Alkaliund Erdalkalihalogeniden bestehenden Gruppe ausgewählten Mittels zu vermischen; die erwähnten Mengen zur Bildung eines frischen kompakten Körpers in einem Pressgesenk zusammenpressen; den erzielten kompakten Körper dann auf Sintertemperatur zu erhitzen, wobei das Mittel ein günstiges Oberflächenenergie-Gleichgewicht zwischen dem erwähnten Beryllium und dem Silber schafft, so dass das Silber das Beryllium bei der Sintertemperatur allmählich löst;

   und die   Zusammen     setzung schliesslich abgeschreckt oder mit Hitze behandelt wird, um die Bildung einer gamma- oder einer delta-Phase in der Legierung im wesentlichen auszuschalten.



   Insbesondere besteht das erfindungsgemässe Verfahren darin, etwa 60 bis 85   Gew.- /o    pulverförmiges Beryllium mit pulverförmigem Silber, das den Rest der Legierung ausmacht, zu mischen. Ein Lithiumfluorid Lithiumchlorid-Mittel, das etwa 0,5 bis 2,0   Gew.-O/o    der Gesamtmetallmenge ausmacht, wird mit dem Berylliumund dem Silberpulver vermischt. Die Bestandteile des Mittels stehen in der Regel in einem Verhältnis von etwa 1:1 zueinander. Das Beryllium, das Silber und das Mittel werden zur Bildung eines frischen kompakten Körpers gepresst. Der frische kompakte Körper wird in einer nicht oxydierenden Atmosphäre, wie z. B.



  Argon, auf eine Temperatur von etwa 1050 bis etwa   12500    C erhitzt. Bei dieser Temperatur schafft das Mittel ein günstiges Oberflächenenergie-Gleichgewicht zwischen dem Beryllium und dem Silber, so dass das Silber das Beryllium allmählich löst. Die Mikrostruktur der erzielten Legierung besteht aus Berylliumteilchen, die von einer dehnbaren Umhüllungsphase aus einem Silber Beryllium-Legierung-Muttermetall umgeben sind. Die Legierung wird zu ihrer im wesentlichen theoretischen Dichte gesintert. Die Legierung wird dann abgeschreckt oder mit Hitze besonders behandelt, um die Vermeidung eines gamma-Phase oder einer delta-Phase in der Legierung im wesentlichen zu vermeiden.



   Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung wird mit Vorteil ein kompakter Körper auf Berylliumgrundlage durch irgendein geeignetes Mittel, wie z. B.



  einem Pulvermetallurgie-Verfahren, hergestellt. Eine vorgeschlagene Methode unter Verwendung dieses Verfahrens besteht darin, pulverförmiges Beryllium mit pulverförmigem Silber und einem aus gleichen Teilen   Lithiumfluorid    und Lithiumchlorid bestehenden Mittel zu mischen. Die Pulver werden vermischt, indem die pulverförmigen Metalle und das Fliessmittel in einer Kugelmühle gemischt werden. Aus den gemischten Pulvern wird nach irgendeinem herkömmlichen metallurgischen Verfahren, wie z. B. mittels eines Gesenks auf einer hydraulischen oder automatischen Presse oder indem die Pulver in eine Gummi- oder Plastikform gegeben und in einer hydrostatischen Presse gepresst werden, ein frischer kompakter Körper erzeugt. Dieser frische kompakte Körper wird in einer nicht oxydierenden Atmosphäre, wie z. B.

  Argon oder dergleichen, bei einer Temperatur von etwa 1050 bis etwa   12500    C gesintert.



  Man merkt, dass der Bereich der Sintertemperatur unter dem Schmelzpunkt von Beryllium (12770 C), aber über dem Schmelzpunkt von Silber   (960,8     C), liegt. Das Silber löst kleinere Berylliumteilchen sowie die Oberflächen der grösseren Teilchen von pulverförmigem Beryllium, wodurch die verbleibenden Berylliumteilchen von einer dehnbaren Umhüllungsphase aus einer Silber Beryllium-Legierung umgeben werden.



   Das Mittel, Lithiumfluorid-Lithiumchlorid, zerstört den Oxydfilm auf dem Beryllium oder sondert zur Metalloxydgrenzfläche, wodurch die Oberflächenenergie des flüssigen Metalls in bezug auf den Berylliumoxydfilm vermindert wird. Das Mittel bewirkt einfach, dass die Flüssigkeit das Beryllium netzt.



   Aus etwa 60 bis 85   Gew.-O/o    Beryllium und sonst aus Silber bestehende Legierungen wurden mit Erfolg hergestellt. Das Mittel verhinderte die Vertreibung der flüssigen Silber-Beryllium-Legierung aus dem kompakten Körper durch die Kräfte der Oberflächenenergie, d. h. verhinderte die Bildung von sehr feinen runden Tröpfchen der Silber-Beryllium-Legierung an der Oberfläche der Berylliumprobe. Fig. 2 zeigt eine Berylliumprobe 20, die auf deren Oberfläche eine ausgetriebene Legierung 21 von Silber und Beryllium aufweist. Proben, aus denen die Silber-Beryllium-Legierung ausgestossen worden ist, haben eine grobe Porosität und sind als Ergebnis davon schwach, spröde und von geringem kommerziellem Wert.



   Die Zusammensetzung des verwendeten Mittels ist etwa 50   Gew.-O/o    Lithiumfluorid und etwa 50   Gew.-O/o    Lithiumchlorid. Das Mittel wirkt so, dass beim Erhitzen oder Sintern des gepressten Pulvergemisches auf die Temperatur, bei der sich die flüssige Phase bildet, die Vertreibung der Schmelze aus der Probe eliminiert wird.



  Es wurde darüberhinaus festgestellt, dass eine Lösung des Berylliums in Silber gefördert wurde, wie dies aus den runden Berylliumteilchen in der Mikrostruktur hervorgeht.



   Liegt das Beryllium in Mengen von über 75   Gew.-O/o    vor, so hat sich herausgestellt, dass die Menge Lithiumfluorid-Lithiumchlorid-Mittel 0,5   Gew.-O/o    der Gesamtmenge der Metalle übersteigen sollte. Es wurde festgestellt, dass die optimale Menge Mittel etwa 0,5 bis etwa 2,0   Gew.-O/o    der Gesamtmenge der vorliegenden Metalle beträgt. Es wird angenommen, dass die erfor   derliche    Menge   Lithiumfluorid-Lithiumchlorid-Mittel    mit der notwendigen Menge, um die gesamte Berylliumoberfläche zu bedecken, im Zusammenhang steht. Somit wäre die erforderliche Minimalmenge Mittel eine Funktion der Oberflächengrösse des pulverförmigen Berylliums. Die Verwendung von Lithiumfluorid-Lithiumchlorid in einem andern Verhältnis als 1:1 ist auch möglich.

  Es wird jedoch angenommen, dass ein Gemisch aus gleichen Teilen zu optimalen Ergebnissen führt.



   Unter Verwendung des erfindungsgemässen Verfahrens und des Lithiumfluorid-Lithiumchlorid-Mittels wurde ein bis zu 85   Gew.-O/o    Beryllium enthaltender kompakter Körper hergestellt, ohne dass beim Sintern Druck angewendet wurde. Die Legierung wurde bis zu etwa 95-99   O/o    ihrer theoretischen Dichte gesintert und wies eine Dichte von zwischen 2,19 und 2,29 g/cm3 auf. Die gute Festigkeit und die niedrige Dichte des Berylliums wurden beibehalten, und die erzielte Beryllium-Silber-Legierung hatte eine gute Dehnbarkeit. Indem die Berylliumteilchen im wesentlichen mit einer dehnbaren Umhüllungsphase aus einem Silber-Beryllium-Legierung-Muttermetall umgeben werden, verformt sich das Beryllium und das Muttermetall kontinuierlich unter Belastung.



   Die graphische Darstellung der   B eryllium-Silber-    Phase in Fig. 1 zeigt, dass Beryllium-Silber-Gemische mit einem Berylliumgehalt von über etwa 2,3   Gew.-O/o    eine Schmelze bilden und bei Temperaturen von über etwa   10100 C    im Gleichgewicht mit im wesentlichen reinem Beryllium sind. Die Zusammensetzung der Sil   ber-Beryllium-Legierungsschmelze    wird durch die Temperatur der Schmelze bestimmt und ist vom Berylliumgehalt unabhängig, während die relative Menge festes Beryllium und Muttermetall bei der Sintertemperatur durch die Temperatur sowie durch den gewichtsprozentualen Berylliumgehalt im Verhältnis zum gewichtsprozentualen Silbergehalt bestimmt wird. Beryllium Silber-Gemische wurden bei einer Vielzahl von Temperaturen zwischen 1050 und 12500 C gesintert. 

  Bei jeder Temperatur, bei der der kompakte Körper gesintert wurde, wurden Strukturen in flüssiger Phase erzielt. Es  wurde festgestellt, dass, wenn die Menge Flüssigkeit weniger als etwa 5   Gew.-O/o    beträgt, das Sintern in der flüssigen Phase langsam vor sich geht und eine Porosität in den Materialien erscheint. Es wurde ebenfalls festgestellt, dass, wenn die Menge Flüssigkeit über etwa 35   Gew.-O/o    beträgt, die festen Berylliumteilchen nicht imstande sind, ihre Struktur unverändert aufrechtzuerhalten, und dass als Folge davon ein Durchbiegen des gepressten kompakten Körpers beobachtet werden kann.



  Für eine bestimmte Legierung können Sintertemperaturbereiche aus der graphischen Darstellung der Phase vorausgesagt werden; diese Temperaturbereiche sind durch Versuche bestimmt worden.



   In der nachstehenden Tabelle sind Mikrostrukturberechnungen für abgeschreckte, metastabile und Gleichgewichtsstrukturen angegeben.  



   Phase in einer Beryllium-Silber-Legierung
60 Gew.% Beryllium und   40    Gew.% Silber Sintertemp. Gew.% Volum-% Volum-% Dichte der    oa      flüssige    Flüssig-   Beryllium    Zusammen   C keit keit (Teilchen)   setzung       105Q    46,5 20,2 79,8 2,72
1100. 53,4 33,3   66    2,72
1150   3,5    45,2   54,8    2,72
1200 80,0 70,0   30,0-    2,72
1225 ---- ---
1250 ---- ---- ---- 2,72 aumtempe- atur Aequiv. 10,35 89,35 2,72
75   Gew./o    Berylliun und 25 Gew.;

  ;4 Silber
1050 29,1 10,5 89,5 2,29
1100 33,3 15,8   84,2    2,29
1150 39,6 23,8 76,2 2,29
1200 50,0 36,8 63,2 2,29
1225 63,3 52,7 47,3 2,29    awmtempe-    atur Aequiv. 5,45 94,5 2,29
85 Gew.% Beryllium und 15 Gew.% Silber
1050 17,7 5,8 94,2 2,07
1100 20,3 8,7 91,3 2,07
1150 23,5 12,6 87,4 2,07
1200 30,0 20,0   80,0    2,-07
1225 37,5 29,0 71,0 2,07
1250 75,0   68,0    32,0 2,07 aumtempe atur Aequiv.   2,95    96,8 2,07  
Man sieht, dass die Dichte der Legierung zwischen derjenigen von Beryllium und derjenigen von Aluminium liegt. Etwa 60 bis etwa 75   Gew.-O/o    Beryllium enthaltende Legierungen können durch ein einziges Sintern bis zu einer Dichte von etwa 96 bis etwa   99 0/o    gesintert werden.

  Etwa 85   Gew.-O/o    Beryllium enthaltende Legierungen erfordern ein doppeltes Pressen und Sintern, um etwa 95   O/o    der theoretischen Dichte zu erreichen.



   Es wurde festgestellt, dass die Berylliumteilchen bei der Abkühlung von der Sintertemperatur des Beryllium aus durch eine peritektische Umsetzung mit der mit Silber angereicherten Flüssigkeit reagieren, wobei eine neue Phase, delta, unterhalb von einer Temperatur von etwa 10100 C gebildet wird. Die delta-Phase, die zwischen etwa 1010 und 8500 C sich im Gleichgewicht mit dem festen Beryllium befindet, enthält etwa 18   Gew.-O/o    Beryllium. Eine weitere Abkühlung auf eine Temperatur von etwa   850    bis etwa 7600 C führt zu einer Umsetzung der delta-Phase mit festen Berylliumteilchen zur Bildung einer gamma-Phase, die sich im Gleich   gewillt    mit den Berylliumteilchen befindet. Die gamma Phase enthält etwa 12   Gew.-01o    Beryllium.

  Bei etwa 7600 C reagiert die gamma-Phase mit den Berylliumteilchen zur Bildung von im wesentlichen festem Silber, das sich im Gleichgewicht mit im wesentlichen reinem Beryllium befindet.



   Da Reaktionen im festen Zustand im allgemeinen langsam sind, ist es möglich, während der normalen Abkühlung der Zusammensetzung entweder die gammaoder die delta-Phase bei Raumtemperatur infolge der trägen Diffusion beizubehalten. Da die Gegenwart der gamma-Phase oder der delta-Phase in der   Mikrostrul < -    tur der Zusammensetzung vom Standpunkt der Dehn   barkeit    aus eine nachteilige Wirkung darauf hätte, ist entweder eine vorbestimmte isothenne Venveilzeit bei 7500 C oder ein Wiedererhitzen auf 7500 C erforderlich, um die in der Mikrostruktur vorhandene gammaoder delta-Phase zu lösen. Es wurde gefunden, dass die gamma- oder die delta-Phase gelöst werden   kann,    indem die Legierung etwa 24 Stunden bei 7500 C gehalten oder auf diese Temperatur   wiedererhftzt    wird.

  Es wurde ferner gefunden, dass es möglich ist, die bei erhöhter Temperatur bestehende Struktur und Zusammensetzung beizubehalten, indem die Legierung von einer Temperatur von über 10100 C aus abgeschreckt wird. Man sieht, dass das Abschrecken die   ISitzebehand-    lungsstufe im wesentlichen eliminiert; das Abschrecken umfasst jedoch sehr rasche   Abkühlungsgeschwindig-    keiten.



   Fig. 3 zeigt eine   500fach    vergrösserte Mikrophoto   graphit    einer Zusammensetzung von 25   Gew.-O/o    Silber in Beryllium, nachdem sie durch irgendein geeignetes Atzmittel, wie z. B. eine verdünnte Lösung von Ammoniumhydroxyd und Wasserstoffperoxyd, geätzt wurde. Die Flächen 10 sind Berylliumteilchen. Die dunklen Flächen 11 sind die delta- oder gamma-Zwischenphasen, die die Berylliumteilchen umgeben.



   Fig. 4 zeigt das Aussehen der aus 25   Gew.-O/o    Silber in Beryllium bestehenden Zusammensetzung nach einer etwa 24stündigen   Hitzebehandlung    bei 7500 C in einer Argonatmosphäre. Es fällt auf, dass die deltaoder die gamma-Phase entfernt wurden ist. In der Figur sind die Flächen 10 die gesinterten Berylliumteilchen und die Fläche 12 die dehnbare Silber-Beryllium-Mutterlegierung, die die gesinterten Berylliumteilchen umgibt.



   Beispiel 1 zeigt die Austreibung einer Flüssigkeit aus einer Berylliumprobe, und die Beispiele 2 bis 4 veranschaulichen die Herstellung von Beryllium-Silber-Zu   sammensetzungen    durch Sintern in flüssiger Phase.



   Beispiel I   (Vergleich)   
Vertreibung der flüssigen Silber-Beryllium-Legierung aus der festen Berylliumprobe, wenn bei der Herstellung einer   Beryllium-Silber-Zusammensetzung    das Li   thiumfluofld-Lifliumchlorid-Mittel    nicht verwendet wird.



   Ein Gemisch von etwa 75   Gew.-O/o    Beryllium mit einerTeilchengrösse von 0,075 mm oder   wenigerDurch-    messer wurde in einer Kugelmühle mit etwa 25   Gew.-O/o    pulverförmigem Silber mit einer geeigneten   Teilchen    grösse vermischt. Das Gemisch wurde nach irgendeinem geeigneten Verfahren, wie z. B. mittels einer automatischen Presse, zur Bildung eines frischen kompakten Körpers, der fest genug war, um gehandhabt zu werden, bei einem geeigneten Druck gepresst. Es hat sich herausgestellt, dass ein Druck von etwa 1000 bis 1400   kg/cm'    einen frischen kompakten Körper ergab, der eine Dichte von etwa 50 bis 60   o/o    der theoretischen Dichte aufwies und genügend fest war, um gehandhabt zu werden.

  Das Sintern des kompakten Körpers wurde während etwa einer Stunde in einer Argonatmosphäre bei etwa 11500 C durchgeführt. Dieses Verfahren führte infolge der   Oberflächenenergien    des festen Berylliums und der gebildeten Flüssigkeit zur Austreibung der Flüssigkeit aus der Probe und schliesslich zu deren Erstarren zu runden   Kügelchen    an der Oberfläche der Probe.



   Beispiel 2
Herstellung einer Legierung aus etwa 60   Gew.-O/c    Beryllium und etwa 40   Gew.-O/o    Silber.



   Ein Gemisch von etwa 60   Gew.-O/o    Beryllium mit einer   Teilchengrösse    von 0,075 mm oder wenigerDurchmesser wurde in einer Kugelmühle mit etwa 40   Gew.-O/o    pulverförmigem Silber mit einer geeigneten Teilchengrösse vermischt. Ebenfalls in der Kugelmühle mit dem pulverförmigen Beryllium und dem pulverförmigen Silber vermischt wurden, war 1,0   Gew.-O/o,    auf die Gesamtmenge der Metalle bezogen, eines aus gleichen Teilen   Lithiumfluoiid    und Lithiumchlorid bestehenden Mittels.



   Es wurden ferner Gemische von pulverförmigem Beryllium und pulverförmigem Silber mit dem Gemisch hergestellt, wobei dieses 0,5 und 2,0   Gew.-O/o    der Ge   samtmenge    der Metalle ausmachte. Das Gemisch wurde nach irgendeinem geeigneten Verfahren, wie z. B. mittels einer automatischen   Presse    zur Bildung eines frischen kompakten   Körpers,    der fest genug war, um gehandhabt zu werden, bei einem geeigneten   Druck    gepresst. Es stellte sich heraus, dass ein Druck von etwa 1000-1400 kg/cm2 zu einem frischen kompakten   Kör-    per führte, der eine Dichte von etwa 50 bis 60   O/o    der   theoretischen    Dichte aufwies und fest genug war, um gehandhabt zu werden. 

  Das Sintern des kompakten Körpers wurde während etwa 1 Stunde in einer Argonatmosphäre bei etwa 11500 C durchgeführt. Unter Verwendung des oben angegebenen Verfahrens wurden Zusammensetzungen bei jeder der folgenden Temperaturen hergestellt: 1050, 1100, 1200, 1225 und 12500 C.



  Jede der erzielten Legierungen wurde unter Verwendung der oben beschriebenen Verfahren einer Hitzebehandlung unterzogen.  



   Beispiel 3
Herstellung einer Legierung aus etwa 75   Gew.-O/o    Beryllium und etwa 25   Gew.-O/o    Silber.

 

   Das Verfahren von Beispiel 2 wurde unter Verwendung von 75   Gew.-O/o    Beryllium und 25   Gew.-O/o    Silber befolgt. Unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens wurden Zusammensetzungen bei jeder der folgenden Temperaturen erzeugt: 1050, 1100, 1150, 1200, 1225 und 12500 C.



   Beispiel 4
Herstellung einer Legierung aus etwa 85   Gew.-O/o    Beryllium und etwa 15   Gew.-O/o    Silber.



   Das Verfahren von Beispiel 2 wurde unter Verwendung von etwa 85   Gew.-O/o    Beryllium und etwa 15   Gew.-O/o    Silber befolgt. Unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens wurden Legierungen bei jeder der folgenden Temperaturen erzeugt: 1050, 1100, 1150, 1200, 1225 und   12500    C. 



  
 



  Process for the production of beryllium alloys
The present invention relates to a method for producing beryllium alloys by sintering in the liquid phase.



   The liquid phase sintering differs from the various other types of sintering processes in that the sintering of the ingot is carried out in the presence of a liquid phase. Liquid phase sintering involves increasing the temperature of the compressed metal powder components to a temperature at which a predetermined amount of the liquid phase appears. In the liquid phase, one of the metal components, the solid, is gradually dissolved in the other metal component, the liquid. However, the amounts of these components are such that there is always some liquid phase in equilibrium. It is believed that the liquid wets the solid to produce beneficial surface energies that exist between the liquid and the solid, which allows a solution in the liquid phase.



   However, when certain alloys were manufactured in a known manner by sintering in the liquid phase, it was found that the solid drove the liquid metal out of the ingot. For example, the silver from a beryllium-silver alloy is expelled from the sample produced in the liquid phase using a known sintering process. It is believed that the unfavorable surface energy balance that causes the liquid to displace is due to a tough beryllium oxide film that is present on each beryllium particle.



   The present invention prevents the expulsion of the liquid by using an agent that engages the sintering step. The agent destroys the oxide film on the beryllium or segregates to the metal oxide interface and lowers the surface energy of the liquid metal with respect to the beryllium oxide film so that the liquid metal gradually dissolves the solid metal.



   The agent may be called a flux or flux, but it also has other features that help wet the beryllium so that it is surrounded by a pliable coating phase of a silver-beryllium alloy mother metal, thereby driving the liquid out of the Sample is avoided.



   Beryllium has several desirable physical characteristics that make it suitable for various uses, e.g. B. light gears, light fasteners, aircraft parts and the like, make interesting. Some of the most desirable features of beryllium have a density of 1.82 g / cmS compared to 2.7 g / cm3 for aluminum, a high modulus of elasticity of 2.8 X 106 kg / cm2 compared to 2.1 X 106 kg / cm2 for steel, a high melting temperature of 1285 C, an extremely high degree of specific stiffness, good strength, excellent dimensional stability, low absorption capacity for neutrons, great effectiveness in slowing down and reflecting back neutrons and good resistance to corrosion in air and water .

  It can be seen that beryllium is lighter than aluminum and has a melting point about twice that of aluminum. In addition, beryllium allows X-rays to pass through very easily. Thanks to this factor and its high melting point, beryllium is suitable for use as a window in X-ray tubes. Beryllium, however, has one major disadvantage which severely limits its commercial use, namely its inherent room temperature brittleness.



   The inadequate stretchability of beryllium is attributed to its crystal structure, which is hexagonal close packed. During the deformation, the basic planes of the hexagonal, tightly packed structure are arranged along the working direction because they are easiest to move. Since displacement perpendicular to the base plane is crystallographically difficult, there is practically no stretchability of beryllium perpendicular to the primary direction of manufacture.



   Various solutions have been proposed to make beryllium pliable enough to permit widespread commercial use of the metal. Skew rolling and cross forging have been proposed as manufacturing methods for increasing the ductility of beryllium.



  These manufacturing methods reduced the number of ground planes in the rolling direction and resulted in improved stretchability. However, the degree of improvement was far from satisfactory. The fact remained that beryllium was brittle at room temperature even when the above-mentioned method is used when considering the stretchability perpendicular to the manufacturing temperature. In addition, the above method cannot be carried out if the production naturally only takes place along one axis, such as e.g. B. in die forging, stretching and extrusion.



   In recent years one has been concerned with the production of beryllium alloys without the inherent brittleness of the metal, but with various properties thereof, such as e.g. B. a low density together with a great strength. It is believed that U.S. Patent No. 3,082,521 made the first ductile beryllium-silver alloy by rapidly quenching the part at a temperature at which it was liquid. However, the beryllium content did not exceed 86.3 atomic weight o / o, which is about 30 weight o / o. Although the beryllium alloy was ductile, its density exceeded that of aluminum and was about the same as that of titanium.



   It has also been proposed to make beryllium alloys by pressing and sintering a mixture of metal powders. Such a method, however, leads to the expulsion of the mother metal or the mother metals from the beryllium sample and ultimately to the solidification of the mother metal or the mother metals into spheres on the surface of the solid sample. It is believed that the displacement of the mother metal or metals is due to the surface energies of the solid beryllium and the various liquids formed. It is believed that the unfavorable balance of surface energies results from a tough beryllium oxide film that is present on every beryllium particle.



   There is now a method of making an alloy of beryllium and a metal such as. B. silver, which contains up to 85% by weight of beryllium, has been found by sintering in the liquid phase, an alloy being obtained which has a lower density than aluminum, great strength and good ductility. The ductility is due to the microstructure achieved in the alloy.



   This inventive method for producing beryllium alloys with another metal by sintering in the liquid phase is characterized in that powdered beryllium and another powdery metal are mixed together with an agent; the mixture is pressed in a pressing device to form a compact body; and the formed compact body is heated to the sintering temperature of the beryllium, said agent causing the beryllium to be retained in the other metal, thereby preventing the other metal from being displaced from the alloy.



   With the help of the present inventive method, an expandable beryllium alloy, such as beryllium and silver, which has a low density and high strength, in which beryllium is the main component and in which alloy the microstructure consists of beryllium particles, which is composed of an expandable coating phase from a Silver beryllium alloy mother metal are surrounded. The ductile beryllium alloy thus obtained consists of 60 or more percent by weight of beryllium, preferably about 75 percent by weight of beryllium and the remainder of silver.



   The inventive method is based on the use of an agent, consisting advantageously of an alkali and alkaline earth metal halide, such as. B. lithium fluoride-lithium chloride or the like., Usually in a certain ratio, this separates at the sintering temperature of the beryllium at the solid interface of the beryllium and / or changes the energy of the liquid-solid surface in the system. In this way, the expulsion of a mother metal such as silver from a beryllium sample is eliminated and the sintering in the liquid phase in a mixture of beryllium and z. B. Silver required. Preferably, a lithium fluoride-lithium chloride agent is used.



   The method according to the invention and the beryllium alloys obtained are explained in more detail with reference to the accompanying drawings.



   In the accompanying drawings is
Figure 1 is a graph of a phase for binary alloys of beryllium and silver.



   Figure 2 is a photomicrograph of a beryllium sample illustrating how a mother metal is driven out of the sample by the surface energy forces of solid beryllium and various fluids formed.



   Figure 3 is a photomicrograph of a composition of 25% by weight silver with beryllium, illustrating how a delta or gamma interphase surrounds the beryllium particles.



   Fig. 4 is a photomicrograph of a composition of 25 weight percent silver with beryllium illustrating the absence of the delta or gamma interphase.



   The method of the present invention thus relates to the production of a ductile beryllium alloy which is produced by sintering in the liquid phase. The alloy advantageously consists of about 60 to 85% by weight of beryllium and the remainder of silver.

 

   An advantageous embodiment of the method according to the invention for producing, for example, the beryllium-silver alloy by sintering in the liquid phase consists in mixing predetermined amounts of powdered beryllium and powdery silver together with a predetermined amount of an agent selected from the group consisting of alkali and alkaline earth halides; compressing said quantities in a press die to form a fresh compact body; then to heat the compact body obtained to the sintering temperature, the agent creating a favorable surface energy balance between the beryllium mentioned and the silver, so that the silver gradually dissolves the beryllium at the sintering temperature;

   and the composition is finally quenched or heat treated to substantially eliminate the formation of a gamma or delta phase in the alloy.



   In particular, the method according to the invention consists in mixing about 60 to 85% by weight of powdered beryllium with powdered silver, which makes up the rest of the alloy. A lithium fluoride lithium chloride agent, which is about 0.5 to 2.0% by weight of the total metal, is mixed with the beryllium and silver powder. The components of the agent are usually in a ratio of about 1: 1 to one another. The beryllium, silver, and agent are pressed to form a fresh compact body. The fresh compact body is placed in a non-oxidizing atmosphere, e.g. B.



  Argon, heated to a temperature of about 1050 to about 12500 C. At this temperature, the agent creates a favorable surface energy balance between the beryllium and the silver so that the silver gradually dissolves the beryllium. The microstructure of the alloy obtained consists of beryllium particles which are surrounded by an expandable cladding phase made of a silver beryllium alloy mother metal. The alloy is sintered to its essentially theoretical density. The alloy is then quenched or specially heat treated to substantially avoid the avoidance of a gamma phase or a delta phase in the alloy.



   In practicing the present invention, a compact beryllium-based body is advantageously obtained by any suitable means, such as e.g. B.



  a powder metallurgy process. One suggested method using this method is to mix powdered beryllium with powdered silver and an equal part lithium fluoride and lithium chloride agent. The powders are mixed by mixing the powdered metals and the flow agent in a ball mill. The mixed powders are made into powder by any conventional metallurgical process such as e.g. B. by means of a die on a hydraulic or automatic press or by placing the powders in a rubber or plastic mold and pressing them in a hydrostatic press, a fresh compact body is produced. This fresh compact body is in a non-oxidizing atmosphere, such as. B.

  Argon or the like, sintered at a temperature of about 1050 to about 12500 ° C.



  You can see that the sintering temperature is below the melting point of beryllium (12770 C), but above the melting point of silver (960.8 C). The silver dissolves smaller beryllium particles as well as the surfaces of the larger particles of powdered beryllium, so that the remaining beryllium particles are surrounded by an expandable coating phase made of a silver beryllium alloy.



   The agent, lithium fluoride-lithium chloride, destroys the oxide film on the beryllium or segregates to the metal oxide interface, thereby reducing the surface energy of the liquid metal with respect to the beryllium oxide film. The agent simply causes the liquid to wet the beryllium.



   About 60 to 85 percent by weight of beryllium and other alloys consisting of silver have been made with success. The agent prevented the expulsion of the liquid silver-beryllium alloy from the compact body by the forces of surface energy, i.e. H. prevented the formation of very fine round droplets of the silver-beryllium alloy on the surface of the beryllium sample. 2 shows a beryllium sample 20 which has an expelled alloy 21 of silver and beryllium on its surface. Samples from which the silver-beryllium alloy has been expelled have coarse porosity and as a result are weak, brittle, and of little commercial value.



   The composition of the agent used is about 50% by weight lithium fluoride and about 50% by weight lithium chloride. The agent works in such a way that when the pressed powder mixture is heated or sintered to the temperature at which the liquid phase is formed, the expulsion of the melt from the sample is eliminated.



  It was also found that a solution of the beryllium in silver was promoted, as can be seen from the round beryllium particles in the microstructure.



   If the beryllium is present in amounts of more than 75% by weight, it has been found that the amount of lithium fluoride-lithium chloride agent should exceed 0.5% by weight of the total amount of the metals. It has been found that the optimal amount of agent is about 0.5 to about 2.0 weight percent of the total amount of metals present. It is believed that the amount of lithium fluoride-lithium chloride agent required is related to the amount necessary to cover the entire beryllium surface. Thus, the minimum amount of agent required would be a function of the surface area of the powdered beryllium. The use of lithium fluoride-lithium chloride in a ratio other than 1: 1 is also possible.

  However, it is believed that a mixture of equal parts will give optimal results.



   Using the method of the present invention and the lithium fluoride-lithium chloride agent, a compact body containing up to 85% by weight of beryllium was produced without applying pressure during sintering. The alloy was sintered to about 95-99 o / o of its theoretical density and had a density of between 2.19 and 2.29 g / cm3. The good strength and low density of beryllium were retained, and the beryllium-silver alloy obtained had good ductility. By essentially surrounding the beryllium particles with an expandable coating phase made of a silver-beryllium alloy mother metal, the beryllium and the mother metal are continuously deformed under stress.



   The graphic representation of the beryllium-silver phase in FIG. 1 shows that beryllium-silver mixtures with a beryllium content of over about 2.3% by weight form a melt and are in equilibrium at temperatures of over about 10100 ° C with essentially pure beryllium. The composition of the silver-beryllium alloy melt is determined by the temperature of the melt and is independent of the beryllium content, while the relative amount of solid beryllium and mother metal at the sintering temperature is determined by the temperature and by the weight percent beryllium content in relation to the weight percent silver content. Beryllium silver mixtures have been sintered at a variety of temperatures between 1050 and 12500 C.

  At each temperature at which the compact body was sintered, structures in the liquid phase were obtained. It has been found that when the amount of liquid is less than about 5% by weight, sintering in the liquid phase proceeds slowly and porosity appears in the materials. It has also been found that when the amount of liquid is over about 35% by weight, the solid beryllium particles are unable to keep their structure unchanged and, as a result, sagging of the pressed compact can be observed.



  For a given alloy, sintering temperature ranges can be predicted from the phase graph; these temperature ranges have been determined through experiments.



   The table below provides microstructure calculations for quenched, metastable, and equilibrium structures.



   Phase in a beryllium-silver alloy
60 wt.% Beryllium and 40 wt.% Silver sintering temp. % By weight% by volume% by volume% density of the above liquid beryllium composition (particle) composition 105Q 46.5 20.2 79.8 2.72
1100. 53.4 33.3 66 2.72
1150 3.5 45.2 54.8 2.72
1200 80.0 70.0 30.0-2.72
1225 ---- ---
1250 ---- ---- ---- 2.72 aumtempe- atur Aequiv. 10.35 89.35 2.72
75 wt / o beryllium and 25 wt .;

  ; 4 silver
1050 29.1 10.5 89.5 2.29
1100 33.3 15.8 84.2 2.29
1150 39.6 23.8 76.2 2.29
1200 50.0 36.8 63.2 2.29
1225 63.3 52.7 47.3 2.29 awmtempe- atur Aequiv. 5.45 94.5 2.29
85 wt% beryllium and 15 wt% silver
1050 17.7 5.8 94.2 2.07
1100 20.3 8.7 91.3 2.07
1150 23.5 12.6 87.4 2.07
1200 30.0 20.0 80.0 2, -07
1225 37.5 29.0 71.0 2.07
1250 75.0 68.0 32.0 2.07 aumtempe atur Aequiv. 2.95 96.8 2.07
It can be seen that the density of the alloy is between that of beryllium and that of aluminum. Alloys containing from about 60 to about 75 percent by weight beryllium can be sintered to a density of from about 96 to about 99 percent by a single sintering.

  Alloys containing about 85% by weight of beryllium require double pressing and sintering to achieve about 95% theoretical density.



   It was found that when cooling from the sintering temperature of the beryllium, the beryllium particles react by peritectic reaction with the silver-enriched liquid, with a new phase, delta, being formed below a temperature of about 10100 ° C. The delta phase, which is in equilibrium with the solid beryllium between about 1010 and 8500 C, contains about 18% by weight of beryllium. A further cooling to a temperature of about 850 to about 7600 C leads to a reaction of the delta phase with solid beryllium particles to form a gamma phase, which is identical with the beryllium particles. The gamma phase contains about 12% by weight of beryllium.

  At about 7600 C, the gamma phase reacts with the beryllium particles to form essentially solid silver that is in equilibrium with essentially pure beryllium.



   Since reactions in the solid state are generally slow, it is possible to maintain either the gamma or delta phase at room temperature during normal cooling of the composition due to the sluggish diffusion. Since the presence of the gamma phase or the delta phase in the microstructure of the composition would have an adverse effect thereon from the standpoint of extensibility, either a predetermined isothenne residence time at 7500 C or reheating to 7500 C is required in order to achieve to solve the gamma or delta phase present in the microstructure. It has been found that the gamma or delta phase can be dissolved by keeping the alloy at 7500 ° C. for about 24 hours or by reheating it to this temperature.

  It has also been found that it is possible to maintain the structure and composition that existed at elevated temperature by quenching the alloy from a temperature in excess of 10100C. It can be seen that quenching essentially eliminates the heat treatment step; however, quenching involves very rapid cooling rates.



   Fig. 3 shows a 500 times enlarged microphotograph of a composition of 25 wt. O / o silver in beryllium after it has been treated by any suitable etchant, such as. B. a dilute solution of ammonium hydroxide and hydrogen peroxide, was etched. The surfaces 10 are beryllium particles. The dark areas 11 are the delta or gamma intermediate phases surrounding the beryllium particles.



   4 shows the appearance of the composition consisting of 25% by weight of silver in beryllium after a heat treatment at 7500 ° C. for about 24 hours in an argon atmosphere. It is noticeable that the delta or the gamma phase has been removed. In the figure, surfaces 10 are the sintered beryllium particles and surface 12 is the expandable silver-beryllium mother alloy that surrounds the sintered beryllium particles.



   Example 1 shows the expulsion of a liquid from a beryllium sample and Examples 2 through 4 illustrate the preparation of beryllium-silver compositions by sintering in the liquid phase.



   Example I (comparison)
Expulsion of the liquid silver-beryllium alloy from the solid beryllium sample if the lithium fluoride-calcium chloride agent is not used in the manufacture of a beryllium-silver composition.



   A mixture of about 75% by weight of beryllium with a particle size of 0.075 mm or less diameter was mixed in a ball mill with about 25% by weight of powdered silver of an appropriate particle size. The mixture was prepared by any suitable method, e.g. By means of an automatic press, pressed at a suitable pressure to form a fresh compact body firm enough to be handled. It was found that a pressure of about 1000 to 1400 kg / cm 'produced a fresh compact body which had a density of about 50 to 60 o / o theoretical and was sufficiently firm to be handled.

  Sintering of the compact body was carried out in an argon atmosphere at about 11500 ° C. for about one hour. As a result of the surface energies of the solid beryllium and the liquid formed, this method led to the liquid being driven out of the sample and finally solidifying into round spheres on the surface of the sample.



   Example 2
Manufacture of an alloy of about 60% by weight of beryllium and about 40% by weight of silver.



   A mixture of about 60% by weight of beryllium having a particle size of 0.075 mm or less in diameter was mixed in a ball mill with about 40% by weight of powdered silver having an appropriate particle size. Also mixed in the ball mill with the powdery beryllium and the powdery silver was 1.0% by weight, based on the total amount of the metals, of an agent consisting of equal parts of lithium fluoride and lithium chloride.



   Mixtures of powdered beryllium and powdery silver were also produced with the mixture, this amounting to 0.5 and 2.0% by weight of the total amount of metals. The mixture was prepared by any suitable method, e.g. Pressed at a suitable pressure by means of an automatic press to form a fresh compact body firm enough to be handled. It was found that a pressure of about 1000-1400 kg / cm2 resulted in a fresh compact body that had a density of about 50 to 60 o / o theoretical and was firm enough to be handled.

  Sintering of the compact was carried out in an argon atmosphere at about 11500 ° C. for about 1 hour. Using the above procedure, compositions were prepared at each of the following temperatures: 1050, 1100, 1200, 1225 and 12500 C.



  Each of the obtained alloys was subjected to a heat treatment using the methods described above.



   Example 3
Manufacture of an alloy of about 75% by weight beryllium and about 25% by weight silver.

 

   The procedure of Example 2 was followed using 75 weight percent beryllium and 25 weight percent silver. Using the procedure described above, compositions were made at each of the following temperatures: 1050, 1100, 1150, 1200, 1225 and 12500 C.



   Example 4
Manufacture of an alloy of about 85% by weight beryllium and about 15% by weight silver.



   The procedure of Example 2 was followed using about 85 wt. O / o beryllium and about 15 wt. O / o silver. Using the procedure described above, alloys were produced at each of the following temperatures: 1050, 1100, 1150, 1200, 1225 and 12500 C.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS I. Verfahren zur Herstellung von Berylliumlegierungen mit einem anderen Metall durch Sintern in flüssiger Phase, dadurch gekennzeichnet, dass pulverförmiges Beryllium und ein anderes pulverförmiges Metall zusammen mit einem Mittel vermischt werden; die Mischung zur Bildung eines kompakten Körpers in einer Pressvorrichtung gepresst wird; und der gebildete kompakte Körper auf die Sintertemperatur des Berylliums erhitzt wird, wobei das erwähnte Mittel bewirkt, dass das Beryllium im anderen Metall zurückgehalten wird, wodurch eine Verdrängung des anderen Metalles aus der Legierung verhindert wird. I. A process for the production of beryllium alloys with another metal by sintering in the liquid phase, characterized in that powdered beryllium and another powdery metal are mixed together with an agent; the mixture is pressed in a pressing device to form a compact body; and the formed compact body is heated to the sintering temperature of the beryllium, said agent causing the beryllium to be retained in the other metal, thereby preventing displacement of the other metal from the alloy. II. Berylliumlegierung, erhalten laut Verfahren gemäss Patentanspruch I. II. Beryllium alloy, obtained according to the method according to claim I. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass vorbestimmte Mengen von pulverförmigem Beryllium und einem anderen Metall in Pulverform zusammen mit einer vorbestimmten Menge eines aus der aus Alkali- und Erdalkalihalogeniden bestehenden Gruppe ausgewählten Mittels vermischt werden, wobei das erwähnte Mittel ein günstiges Ober flächenenergie-Gleichgewicht zwischen dem erwähnten Beryllium und dem anderen Metall schafft, so dass das andere Metall das erwähnte Beryllium bei der Sintertemperatur des Berylliums allmählich löst, wobei eine Berylliumlegierung entsteht und diese mit Hitze behandelt wird. SUBCLAIMS 1. The method according to claim I, characterized in that predetermined amounts of powdered beryllium and another metal in powder form are mixed together with a predetermined amount of an agent selected from the group consisting of alkali and alkaline earth metal halides, said agent having a favorable surface energy - Creates equilibrium between the mentioned beryllium and the other metal so that the other metal gradually dissolves the mentioned beryllium at the sintering temperature of the beryllium, whereby a beryllium alloy is formed and this is treated with heat. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Metall Silber ist. 2. The method according to claim I, characterized in that the second metal is silver. 3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte vorbestimmte Menge Beryllium etwa 60 bis 85 Gew.- /o beträgt und der Rest Silber ist und das erwähnte Mittel etwa 0,5 bis 2,0 Gew.-O/o der Gesamtmetallmenge ausmacht. 3. The method according to dependent claim 2, characterized in that said predetermined amount of beryllium is about 60 to 85 wt. / O and the remainder is silver and the agent mentioned is about 0.5 to 2.0 wt Total amount of metal. 4. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erwähnte Mittel Lithiumfluorid Lithiumchlorid ist. 4. The method according to dependent claim 1, characterized in that said agent is lithium fluoride lithium chloride. 5. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Littiiumfluorid zu Lithiumchlorid etwa 1:1 beträgt. 5. The method according to dependent claim 4, characterized in that the ratio of lithium fluoride to lithium chloride is about 1: 1. 6. Verfahren nach Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erwähnte Erhitzen des erwähnten Berylliums, des erwähnten Silbers und des erwähnten Mittels etwa 1 Stunde in einer Argonatmosphäre bei einer Temperatur von etwa 1050 bis 12500 C erfolgt. 6. The method according to sub-claims 1 and 2, characterized in that the mentioned heating of the mentioned beryllium, the mentioned silver and the mentioned agent takes place for about 1 hour in an argon atmosphere at a temperature of about 1050 to 12500 C. 7. Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte vorbestimmte Menge Beryllium 75 Gew.-O/o beträgt und der Rest Silber ist und das erwähnte Mittel 1 Gew.-O/o der gesamten Metallmenge ausmacht. 7. The method according to dependent claim 3, characterized in that the aforementioned predetermined amount of beryllium is 75 wt. O / o and the remainder is silver and the mentioned agent makes up 1 wt. O / o of the total amount of metal. 8. Verfahren nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erwähnte Mittel aus gleich grossen Teilen Lithiumfluorid und Lithiumchlorid besteht. 8. The method according to dependent claim 7, characterized in that said agent consists of equal parts of lithium fluoride and lithium chloride. 9. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnte Legierung zur im wesentlichen theoretischen Dichte gesintert wird. 9. The method according to dependent claim 1, characterized in that the alloy mentioned is sintered to an essentially theoretical density. 10. Binäre Legierung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 60 bis 85 Gew.-O/o Beryllium und der Rest aus Silber besteht. 10. Binary alloy according to claim II, characterized in that it consists of 60 to 85% by weight of beryllium and the remainder of silver.
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