DE1263576B - Verfahren zur Herstellung von Cermets - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von CermetsInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
C04b
Deutsche Kl.: 80 b-8/184
Nummer: 1263 576
Aktenzeichen: P 30307 VI b/80 b
Anmeldetag: 5. Oktober 1962
Auslegetag: 14. März 1968
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Cermets aus Metallcarbiden und einem metallischen
Binder mit speziellen Eigenschaften.
Cermets, also metallkeramische Körper, auch oft unter der Bezeichnung Sinterwerkstoff, Hartstoffe oder
Sinterhartmetall bekannt, wurden bisher im allgemeinen mit Hilfe von Eisenmetallen, also Eisen, Kobalt,
Nickel und deren Legierungen, durch Sintern oder Tränken gebunden. Diese bekannten Hartmetalle
zeichnen sich gegenüber metallischen Werkstoffen durch bessere Verschleißeigenschaften, Zunderfestigkeit,
Korrosionsbeständigkeit, Zeitstandfestigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit aus.
Nach einem Verfahren zur Herstellung solcher Sintercarbide oder Cermets wird eine feine Dispersion
von Carbid- und Metallpulvern kalt gepreßt und gesintert, wobei diese durch Mahlen der Komponenten
in einer Kugelmühle, vorzugsweise Naßmahlen, erhalten wurde. Während des Mahlens neigt die Metallkomponente
zur Reaktion mit dem Dispersionsmedium und/oder der -atmosphäre unter Bildung von Oxyden.
Um dies zu kompensieren, muß die Dispersion getrocknet und unter Wasserstoff reduziert
werden.
Die Dispersion, entweder trocken oder in Gegenwart eines geeigneten Bindemittels bzw. Schmiermittels,
wird in einer Form gepreßt und der so erhaltene Formling einer speziellen Sinterbehandlung und/oder Wärmebehandlung
zur Entfernung des Bindemittels unterworfen. Der Formling wird dann in die gewünschte
Form geschnitten oder gebrochen und einer zweiten weitgehenderen Sinterung entweder im Vakuum oder
in einer Wasserstoffatmosphäre unterworfen.
Nach einem anderen Verfahren zur Herstellung von Sintercarbiden wird heiß gepreßt unter gleichzeitiger
Anwendung von Wärme und Druck auf eine Mischung von Metall und Carbid, wodurch Cermets verbesserter
physikalischer Eigenschaften, wie geringerer Porosität, größerer Härte und besserer Verschleißfestigkeit gegenüber
entsprechenden Cermets, hergestellt nach dem Kaltpreßverfahren, erhalten werden. Die Mischung
der Komponenten wird im allgemeinen unter hydraulischem Druck in einer Graphitform verpreßt und die
Form entweder durch Widerstands- oder Induktionsheizung erwärmt. Das Heißpressen ist jedoch kostspieliger
als das Kaltpressen mit anschließendem Sintern, da die Graphitformen kaum wiederverwendet
werden können. Die Kosten für die Herstellung von Cermets nach dem Heißpreßverfahren können durch
Verwendung von Graphitformen für gleichzeitig zwei oder drei Gegenstände herabgesetzt werden; jedoch
liegt die Gleichmäßigkeit der so hergestellten Körper Verfahren zur Herstellung von Cermets
Anmelder:
E. I. du Pont de Nemours and Company,
Wilmington, Del. (V. St. A.)
Wilmington, Del. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls
ίο und Dr. E. v. Pechmann, Patentanwälte,
8000 München 90, Schweigerstr. 2
ίο und Dr. E. v. Pechmann, Patentanwälte,
8000 München 90, Schweigerstr. 2
Als Erfinder benannt:
Oswald Robert Bergmann, Camden, N. J.
(V. St. A.)
(V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 5. Oktober 1961 (143 125)
im allgemeinen unter der von einzeln hergestellten Cermets.
Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung von Sinterhartmeilen ist das Tränkverfahren. Bei diesem
Verfahren wird ein Carbidgerüst, d. h. vorgepreßtes oder verdichtetes Carbidpulver, das gegebenenfalls
gesintert sein kann, der gewünschten Menge einer Schmelze des Bindemetalls ausgesetzt, beispielsweise
durch Aufbringen einer Bindeschmelze, gesättigt mit dem Carbid, auf das Carbidgerüst. Dann wird in
einer reduzierenden Atmosphäre so lange erhitzt, bis das Bindemetall vollständig und gleichmäßig in das
Carbidgerüst eingedrungen ist, das ist in etwa 1 bis 4 Stunden.
Es ist auch bereits ein pulvermetallurgisches Verfahren zur Herstellung von Hartstoff bekannt, die aus
Borcarbiden mit einem gewissen Anteil an gebundenem Aluminium aufgebaut sind. Diese Hartstoffe zeichnen
sich durch eine Härte von über 9 nach Mohs aus und werden überall dort angewandt, wo eine Härte
bis gegen die Diamanthärte angestrebt wird. Diese Stoffe sind selbstverständlich außerordentlich spröde.
Zur Herstellung wird Borcarbid mit Aluminium heiß gepreßt, und zwar bei einer Temperatur zwischen
1800 und 19000C. Um die Bildung von relativ weichem
Aluminiumcarbid zu verhindern, muß die Temperatur so hoch sein; die Aluminiumcarbidbildung kann
jedoch nicht vollständig unterbunden werden. Neben dem Aluminiumcarbid liegen in den bekannten
809 518/633
3 4
Hartstoffen größere Mengen von Tonerde vor, jedoch bevorzugt wird ein Mengenverhältnis von etwa 10 bis
kein metallisches Aluminium. 30% Metall für die Anwendung als Werkzeugschnei-
Die Bildung einer mechanischen Verbindungszone den, insbesondere bis 20%.
oder möglicherweise einer neuen Phase zwischen Die erfindungsgemäßen Hartstoffe mit Aluminium-Carbid
und Metallbinder zeigt die Ausbildung eines 5 oder Magnesiumbindung sind gegenüber den bekann-Sintergefüges
an. Eine große Anzahl von Carbiden ten kobalt- oder nickelgebundenen Werkstoffen nicht
und Carbidmischungen wurden bereits erfolgreich nur wesentlich billiger, sondern auch wesentlich leichmit
einer Anzahl von Metallen nach einem oder ter. Aluminium und Magnesium überziehen sich
mehreren obiger Verfahren zu - Cermets verarbeitet. bekanntlich bei erhöhter Temperatur oberflächlich mit
Alle Versuche, Cermets mit Aluminium, Titan und io einer dünnen Oxydhaut. Diese bewirkt eine besonders
Magnesium zu sintern, hatten jedoch keinen Erfolg. hohe Zunderfestigkeit der erfindungsgemäßen Pro-
Wie von Engel in »Metal Progress«, 1951, Bd. 59, dukte. Man wird also solche Werkstoffe für Tempera-
S. 664, erwähnt, findet keine Verbindungsbildung turmeßgeräte, Lagerdichtungen, Ventilsitze, Turbinen-
zwischen Titancarbid und Aluminium, Titan und gehäuse und Flügel in Treibwerken, insbesondere,
Magnesium statt; es gelang also nicht, brauchbare 15 wo es auf eine hohe Stabilität unter atmosphärischen
Hartstoffe mit diesen Bindemetallen herzustellen. Bedingungen auch bei erhöhter Temperatur ankommt,
Nach Angaben von J. T. Norton, »Powder anwenden. Die aluminiumgebundenen Titancarbid-
Metallurgy Bulletin«, 1951, Bd. 6, S. 75, liegt ein werkstoffe nach der Erfindung besitzen ein spezielles
Merkmal für ein zufriedenstellendes Bindemittel für Anwendungsgebiet in der Aluminiumindustrie. Infolge
Carbide darin, daß der Binder eine flüssige Phase bei 20 der guten Leitfähigkeit des Aluminiums ist es ein sehr
der Sintertemperatur bildet, die die Carbidphase geeignetes Material für Elektroden bei der Schmelz-
»benetzt«. Diese Benetzung setzt einen innigen Kontakt flußelektrode zur Aluminiumgewinnung. Darüber
zwischen den Flächen des Carbides und des Binders hinaus lassen sich diese Körper auch sehr gut als
voraus. Der Oxydfilm jedoch, welcher sich leicht auf Kontaktmaterial in der Elektrotechnik bei hohen
Aluminium-, Titan- und Magnesiumflächen bildet, 25 Belastungen anwenden.
verhindert einen derartigen innigen Kontakt zwischen Bekannte Hartstoffe auf der Basis von Wolframcarbid-
und Metalloberflächen und schließt die Aus- carbid/Kobalt gestatten bei der Anwendung als
bildung von Sintergefügen nach einem obiger Ver- Schneidwerkzeuge nur Arbeitstemperaturen bis etwa
fahren aus. Ähnliche Probleme treten mit anderen 8000C infolge einer zunehmenden Oxydation. Einige
Metallen wie Kobalt und Nickel auf und werden durch 30 der erfindungsgemäßen Werkstoffe besitzen jedoch
Sintern in Wasserstoffatmosphäre vermieden, wodurch unter hohen Arbeitstemperaturen eine so geringe
die Metalloxydhaut reduziert wird. Dies geht jedoch Verzunderung, daß Schneidwerkzeuge mit den ernicht
mit Aluminium, Titan oder Magnesium ent- findungsgemäßen Produkten sehr hohe Arbeitstempehaltenden
Systemen, da sich deren Oxyde unter raturen, z.B. bis etwa 10000C zulassen. Die hohe
üblichen Arbeitsbedingungen, das ist Atmosphären- 35 Zunderfestigkeit insbesondere von Siliciumcarbiddruek
und Temperaturen bis etwa 15000C, nicht cermets macht diese besonders als Heizelemente
reduzieren lassen. geeignet.
Es zeigte sich, daß für verschiedene Anwendungs- Wie erwähnt, haben die aluminium-und magnesiumzwecke
die bekannten Hartstoffe mit Metallen der gebundenen Cermets nach der Erfindung dort beson-Eisengruppe
als Bindephase nicht zufriedenstellen und 40 dere Bedeutung, wo es auf die Werkstoffgewichte
außerdem die Kosten für z. B. kobalt- oder nickel- ankommt, also als Leichtbaustoff. Dies gilt insbesongebundene
Cermets beträchtlich sind. Darüber hinaus dere für die erfindungsgemäßen Werkstoffe aus
ist das Gewicht der bekannten Hartstoffe relativ hoch Borcarbid und Aluminium.
und daher für Anwendungszwecke im Rahmen der Weitere Anwendungsgebiete, insbesondere der titan-
Luft- und Raumfahrttechnik nicht zufriedenstellend. 45 gebundenen Cermets, liegen in feuerfestem Baumaterial,
Die Erfindung bringt nun ein Verfahren zur Her- z. B. für Tiegeln, da Arbeitstemperaturen bis etwa
stellung von Cermets mit Aluminium, Magnesium 18000C zulässig sind. Die bekannten Hartstoffe mit
und/oder Titan als Bindemetall, die sehr zweckmäßige Kobalt- oder Nickelbindung sind infolge des niederen
Werkstoffe mit hoher Verschleißfestigkeit, hoher Schmelzpunktes vom Kobalt und Nickel für so hohe
Korrosions- oder Zunderbeständigkeit auch bei hohen 50 Temperaturbeanspruchung nicht geeignet.
Temperaturen sind und insbesondere gegenüber den Die Erfindung soll durch keine Theorie über den
bekannten Cermets ein wesentlich geringeres Gewicht Mechanismus der Bildung der erfindungsgemäßen
aufweisen. Cermets, die mit Aluminium, Magnesium oder Titan
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur gebunden sind, eingeschränkt werden. Es erscheint
Herstellung eines Werkstoffes auf pulvermetallur- 55 jedoch eine kurze Diskussion des wahrscheinlichen
gischem Wege aus Carbid mit Metallbindung und ist Mechanismus einer bevorzugten Herstellungsmethode
dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemetall Alu- für verschiedene Abwandlungen und im Hinblick auf
minium, Magnesium und/oder Titan verwendet und die Unwirksamkeit der bekannten Verfahren vorteilein
Pulvergemisch von Carbid und Bindemetall aus haft zu sein.
Schockwellen, erhalten durch Detonation eines Spreng- 60 Die Oberflächen der Carbidpulverteilchen sind ein
mittels, verdichtet und dann einer Wärmebehandlung Gemisch in Berührung mit den Metalloberflächen',
unterzogen wird. Als Carbidkomponente verwendet das ist mit den Aluminium-, Magnesium- oder Titan-
man bevorzugt Titan-, Wolfram-, Silicium- oder pub/erteilchen, deren Oberflächen — wie erwartet —
Borcarbid, Das Mengenverhältnis der Carbidkompo- eine Oxydhaut aufweisen. Der Druck der Schock-
nentezu einem Bindemetall hängt weitgehend von dem 65 wellen durch die Detonation des Sprengstoffs, der an
speziellen Anwendungszweck des Fertigprodukts ab'. der Anordnung anliegt, preßt das Pulvergemisch
Im allgemeinen liegt das Mengenverhältnis bei 0,01 bis zusammen "und vergrößert damit auf mechanischem
1 Gewichtsteil Bindemetall auf 1 Gewichtsteil Carbid; Wege, dessen Dichte. Gleichzeitig verringert dieser
5 6
Druck wirksam die Korngröße der Pulver und zerreißt welcher seinerseits durch übliche elektrische Zündmechanisch
die Oxydhaut, so daß größere Ober- kapseln betägigt wird. Ein Linienwellengenerator ist
flächenbereiche des Carbidpulvers während weniger eine Vorrichtung zur Erzeugung von Knallwellen,
Mikrosekunden in innige Berührung mit sauerstoff- die gleichzeitig entlang einer Linie an einer Fläche
freiem Aluminium gelangen. 5 ankommen.
In jedem Fall wird das System Carbid—Metall auf Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand
eine Temperatur erhitzt, bei der das Metall eine der Figuren mehr erläutert.
flüssige Phase bildet, die die Carbidteilchen benetzt F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine An-
und unter dem Einfluß hoher Oberflächenkräfte in Ordnung zur Herstellung von Cermets in Zylinder-
die Räume zwischen den Carbidteilchen eindringt. io form;
Die Art der Wechselwirkung zwischen Carbid und F i g. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine An-
Metallphase ist abhängig von den Eigenschaften des Ordnung zur Herstellung von Cermets in Rohrform,
Carbids und Metalls und von den Bedingungen, unter und
denen das System Carbid—Metall verpreßt und F i g. 3 zeigt einen Längsschnitt durch eine Angebunden
wird. Eine einfache mechanische Wechsel- 15 Ordnung für die Herstellung eines Cermets, wobei die
wirkung oder die Ausbildung eines Übergangsgefüges Metallkomponente in keiner speziellen Form vorzwischen
Carbid und Metall, wobei das Metall in das gesehen ist.
Porenvolumen der Schüttung von Carbidteilchen Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren
eindringt und dieses im wesentlichen ausfüllt, ist für betreffen die entsprechenden Teile,
die Bildung der erfindungsgemäßen Cermets wesentlich. 20 Fig. 1 zeigt ein Metallrohr 1, gefüllt mit einer
Unter anderen Phänomenen, die bei der Bildung der Pulvermischung von Carbid und Metall 2, verschlossen
erfindungsgemäßen Körper in Erscheinung treten mit einem Metallstopfen 3. Die Außenwand des
können, sind Oberflächenreaktionen zwischen Carbid Metallrohrs 1 ist umgeben von einer Sprengmittel-
und Metall zu nennen, die zur Ausbildung einer neuen schicht 4. Diese ganze Anordnung ist in Wasser 5
Phase, das ist einer intermetallischen Verbindung oder 25 eingetaucht.
einer Legierung, einer gegenseitigen Lösung und Nach F i g. 2 befindet sich das Metallrohr 6 im
Wiederausscheidung usw. führen. wesentlichen konzentrisch in dem Metallrohr 1. Der
Durch Evakuieren der ganzen Anordnung vor der Ringspalt zwischen den beiden einander zugekehrten
Explosionsbehandlung wird die Porosität des Cermets Wänden der beiden Metallrohre ist mit der Pulverherabgesetzt. Eine zusätzliche Vorkehrung der Wärme- 30 mischung Carbid/Metall 2 gefüllt und der Ringspalt
behandlung eines noch umschlossenen Preßlings soll mit den Metallstopfen 3 abgeschlossen. Die mit Luft
die Möglichkeit einer Rückbildung von Metalloxyd gefüllte Metallröhre 7, an beiden Enden verschlossen,
nach Eindringen des Metalls zwischen die Carbid- wird innerhalb des Metallrohrs 6 im wesentlichen
teilchen ausschließen. Weiter muß — da Carbid- und konzentrisch gehalten, um die Energie der Schock-Metallpulver
vor der Verdichtung gut gemischt sind — 35 wellen, die in der Mitte der Anordnung zusammenwährend
des Bindens eine bestimmte Metallmenge laufen, aufzunehmen. Die Außenwand des Metallrohrs 1
nur eine relativ kurze Distanz fließen, bis die Poren ist mit einer Sprengmittelschicht 4 umgeben und das
zwischen den Carbidteilchen vom Metallbindemittel ganze in Wasser 5 eingetaucht, welches in den Ringvollständig erfüllt sind, und damit ist die Wahrschein- spalt zwischen Metallrohr 6 und Metallrohr 7 strömt,
lichkeit einer Rückbildung der Oxyde herabgesetzt. 40 Nach F i g. 3 ist das Metallrohr 6 innerhalb des
Wie oben ausgeführt, liegt die Wirkung der Schock- Metallrohrs 8 angeordnet, wobei dieses das Metall
wellen in dem Aufreißen der Oxydhaut auf dem enthält, welches in das zu bildende Cermet eingebracht
Metall und Vergrößerung der Berührungsflächen werden soll. Metallrohr 9, welches ebenfalls das in das
zwischen Carbid und oxydfreiem Metall. Der übliche herzustellende Cermet einzubringende Metall enthält,
Diffusionsprozeß versagt in dieser Richtung, da kein 45 ist ferner innerhalb des Metallrohrs 1 angeordnet,
Druck angewandt wird und der Oxydfilm unbe- wobei sich die Rohre 6 und 8 im wesentlichen konzen-
schädigt bleibt. Beim Kaltpressen und Heißpressen trisch innerhalb der Rohre 9 und 1 befinden. Der
wird auch in begrenztem Umfang der Oxydfilm zer- Ringspalt zwischen den zugekehrten Wänden der
stört; der Druck wirkt jedoch während einer relativ Rohre 8 und 9 ist mit dem gewünschten Carbidpulver
langen Zeit, z. B. mehr als 0,5 Sekunden, gegenüber 50 10 gefüllt und mit dem Metallstopfen 3 verschlossen,
der Druckwirkung der Schockwellen, welche sehr viel Das mit Luft gefüllte Rohr 7 ist an beiden Enden
kürzer ist, z. B. bis 10 \i.sec. Aus diesem Grund ist verschlossen und im wesentlichen konzentrisch in
beim Kaltpressen oder Heißpressen genügend Zeit Rohr 6 entsprechend F ig. 2 befestigt. Die Außenwand
zur Rückbildung des Oxyds vorhanden; es wird daher des Metallrohrs 1 ist von einer Sprengmittelschicht 4
keine innige Berührung zwischen Carbid und freiem 55 umgeben und das ganze in Wasser 5 getaucht, welches
Metall erreicht. auch in den Ringspalt zwischen den Rohren 6 und 7
Die Zusammensetzung, die Zündung, Ladung, strömt.
Detonationsgeschwindigkeit und Begrenzung der Die Zusammensetzung der Rohre 1 und 6 ist nicht
Sprengmittelschicht bei dem erfindungsgemäßen Ver- kritisch, da sie nur dazu dienen, das Carbid und das
fahren zur Herstellung von Cermets ist nicht kritisch. 60 Metall für die herzustellenden Cermets während der
Es ist für den Fachmann klar, daß eine genügende Detonation zu halten. Sie müssen jedoch eine aus-Sprengmittelmenge
angewandt werden soll, um ohne reichende Festigkeit besitzen, um den Detonations-Beschädigung
der Anordnung den Oxydfilm zu druck auszuhalten. Bei den Anordnungen nach zerstören, z. B. kann eine Schicht einer flexiblen F i g. 1 und 2 befindet sich eine Papierauskleidung
Sprengstoffzubereitung um die äußeren Rohre bei den 65 oder eine solche aus einem anderen geeigneten Material
bevorzugten Anordnungen entsprechend den Figuren zwischen den Rohrwänden und der Carbid-Metallgewickelt
werden. Die Sprengmittelschicht kann mit Mischung, um ein Eindringen des Metalls aus den
Hilfe eines Linienwellengenerators gezündet werden, Rohren in die Mischung zu verhindern.
7 8
Die Behälterrohre, d. h. Rohr 1 und 6, kann man sich leicht zu Platten strangpressen und hat eine
vor oder nach dem Verdichten mechanisch entfernen Detonationsgeschwindigkeit von etwa 4100 m/sec.
oder ausschmelzen. Die Bindung selbst kann unter Sprengmittel B ist eine Abwandlung des Spreng-
den verschiedensten üblichen Bedingungen hinsieht- mittels A und enthält 8 % — statt 10 % — Butyllich
Temperatur, Aufheizgeschwindigkeit, Kühige- 5 kautschuk-Terpenharz-Bindemittel und 2 % Polybuten
schwindigkeit, Atmosphäre usw. erfolgen. (»Polybuten Nr. 24« der Firma Oronite Chemical
Die Carbid- und Metallkomponenten können in ver- Company),
schiedensten Formen angewandt werden. Im allgemeinen ist eine Korngröße von unter 0,074 mm wünschens- Beispiel 1
wert; jedoch kann man Cermets auch unter Verwen- io
dung von Metallpulver einer Korngröße von 0,833 mm Ein Titancarbid-Aluminium-Cermet wurde auf f ol-
erfolgreich herstellen. Ist der Durchmesser des Rohr- gende Weise hergestellt:
behälters nach F i g. 3 sehr gering, so kann man eine Ein zylindrischer Aluminiumstopfen mit einem
ausreichende Menge der Metallkomponente in Form Durchmesser von 44,4 mm und einer Länge von
einer Auskleidung des Behälters anwenden, wodurch 15 31,7 mm wurde 25,4 mm in das eine Ende eines
die Notwendigkeit eines zentral angeordneten, mit nahtlosen Aluminiumrohrs mit einem Außendurch-Metallhülse
umgebenen Domes vermieden wird. messer von 50,8 mm, einer Wandstärke von 3,2 mm
Das Metall kann auch in Form von Drähten oder und einer Länge von 177,8 mm eingeschoben und
Stäben, die durch die Masse des Carbidpulvers eingeschweißt. Das Rohr war innen mit Papier
reichen, vorliegen. · 20 ausgekleidet. Es befand sich bis 25,4 mm vom offenen
Man kann auch Mischungen von Aluminium, Rohrende ein eingerütteltes Gemisch von 88 Teilen
Magnesium oder Titan, z. B. Legierungen mit einem Titancarbid einer Korngröße unter 43 μ und 12 Teile
oder beiden der anderen Metalle, sowie auch Kombina- Aluminiumpulver einer Korngröße unter 43 μ, wobei
tionen mit weiteren Materialien verwenden. Alle dieses Gemisch durch Mischen der Pulver während
anderen üblicherweise bei der Herstellung von Hart- 25 1 Stunde in einem Doppelkonusmischer erhalten wurde,
metallen oder Hartstoffen verwendeten Zusätze wie Das Gemisch hatte eine Dichte von etwa 2,15 g/cm3.
Netzmittel und jedes einzelne Carbid bzw. jede Ein zweiter Aluminiumstopfen mit 31,7 mm Länge
Mischung oder andere Kombination von Carbiden wurde nun 25,4 mm in die offene Seite des Rohres
kann in die Cermets nach der Erfindung eingebaut eingeschoben und verschlossen (Anordnung entwerden.
30 sprechend Fig. 1).
Bei Verwendung der Anordnungen entsprechend Eine rechteckige Platte aus Sprengmittel B mit einer
der F i g. 1 und 2 wird die Zusammensetzung der Gewichtsverteilung von 2,48 g/cm2 wurde um die
Cermets eingestellt durch entsprechende Mengen- Außenwand des Aluminiumrohrs geklebt, so daß sie die
Verhältnisse von Carbid und Metall. Die einzige ganze Länge des Rohres bedeckte. Ein dreieckiger
obere Begrenzung hinsichtlich des Metallgehaltes, der 35 Linienwellengenerator (entsprechend USA.-Patentin
die erfindungsgemäßen Cermets bei einer Anord- schrift 2 943 571) wurde an der Kante der Sprengmittelnung
entsprechend der F i g. 3 eingebaut werden kann, platte befestigt, die dem oberen Umfang der Aluliegt
in dem ursprünglichen Porenvolumen. miniumröhre entsprach. An der Spitze des Zeilen-Folgende
Beispiele erläutern das erfindungsgemäße generators wurde eine elektrische Zündkapsel 8 be-Verfahren.
Die in den Beispielen angegebenen Teile 40 festigt und das ganze in Wasser getaucht. Die Zündsind
Gewichtsteile. kapsel wurde gezündet, wodurch der Linienwellen-Die in den Beispielen verwendeten Sprengmittel generator gezündet wurde, welcher seinerseits die
werden in Form stranggepreßter, flexibler Platten der Zündung der Sprengmittelplatte bewirkte. Nach der
Zusammensetzungen A und B verwendet. Detonation wurden die Endverschlüsse abgeschnitten
Sprengmittel A enthält 20 % sehr feines Pentaery- 45 und die restliche Anordnung in einer Kohlendioxydthrit-tetranitrat,
70% Mennige und 10% Bindemittel atmosphäre 2 Stunden auf 8000C gehalten. Durch die
in Form einer 1:1-Mischung von Butylkautschuk und Wärmebehandlung schmolzen die zusammengedrückeinem
thermoplastischen Terpenharz; das ist eine ten Aluminiumrohre und wurden so ausgetragen.
Mischung von Polymeren des ß-Pinen der Formel Röntgenbeugungsaufnahmen einer Probe ergaben
(C10H16)^ (»Piccolyte« S-10 der Firma Pennsylvania 50 folgende Gitterstäbe d(A) und relativen Intensitäten
Industrial Chemical Corporation). Diese Masse läßt 1/I1:
. 2,78 | 2,69 | 2,51 | 2,40 | 2,31 | 2,17 | 1,93 | 0,833 | |
1/I1.. | . <5 | <5 | <5 | <5 | 10 | 100 | <5 | 10 |
d(k) . | . 1,53 | 1,31 | 1,25 | 1,08 | 0,994 | 0,968 | 0,883 | |
1/I1.. | . 45 | 25 | 10 | 5 | 5 | 15 | 15 | |
Diese Gitterabstände und relativen Intensitäten Härte von 1030 mit Diamantpyramide unter einer
entsprechen Titancarbid und den Aluminium-Titan- 60 Belastung von 1000 g. Die Zunderfestigkeit war sehr
Legierungen AlTi und Al3Ti (nach ASTM), woraus gut; so nahm das Gewicht einer aus dem Cermet
hervorgeht, daß eine Reaktion zwischen dem einge- geschnittenen Probe um weniger als 3,1 mg/cm2 bei
drungenen Aluminium und dem Titancarbidteilchen einer Temperatur von 11000C an der Luft zu.
unter Bildung einer echten metallurgischen Verbindung
stattgefunden hat. 65 B e i s ρ i e 1 2
Das so erhaltene Cermet hatte eine Dichte von
4,2 g/cm3; das ist etwa 90% der theoretischen Dichte, Ein Gemisch aus 95 Teilen Titancarbidpulver und
eine Querbruchfestigkeit von 19,60 kg/mm2 und eine 5 Teilen Aluminiumpulver, beide mit einer Korngröße
9 10
unter 43 μ,, wurde entsprechend Beispiel 1 gebunden. wendet. Wie aus folgenden Gitterabständen und
Vor der Detonation betrug die Dichte des Pulver- relativen Intensitäten hervorgeht, erfolgte eine metallur-
gemisches in dem Aluminiumrohr 2,77 g/cm3. In gische Verbindung. Die Gitterdaten entsprachen
diesem Fall wurde eine Platte des Sprengmittels B (ASTM-) Titancarbid, Aluminium und den Legierun-
mit einer Gewichtsverteilung von 2,175 g/cm2 ver- 5 gen AlTi und Al3Ti.
2,58 2,50 2,40 2,30 2,17 1,53
Ilh <5 90 <5 5 100 45
(/(A) 1,31 1,25 1,08 0,993 0,968 0,884 0,833
IIL 25 10 15 10 15 15 10
Beispiel 3 d{k) 2,50 2,34 2,29 2,16 2,02
Ilh 80 10 5 100 5
Nach Beispiel 2 wurde ein Titancarbid-Aluminium- d(k)
1,92 1,53 1,43 1,30 1,25
Gemisch zu einem Cermet gebunden, und zwar: I/11
1 40 1 20 10
Ein nahtloses Aluminiumrohr (Außendurchmesser 20
25,4 mm, Wandstärke 6,3 mm, Länge 203,2 mm) Diese entsprachen Titancarbid, der Aluminiumwurde
konzentrisch in ein zweites, nahtloses Alu- titanlegierung Al3Ti und freiem Aluminium (ASTM);
miniumrohr (Außendurchmesser 50,8 mm, Wand- daraus geht hervor, daß eine Reaktion zwischen dem
stärke 3,17 mm, Länge 177,8 mm) gestellt. Ein eindringenden Aluminium und dem Titancarbid-
Aluminiumstopf en von 31,7 mm Länge wurde 25,4 mm 25 teilchen unter Ausbildung einer echten metallurin
die eine Seite des Ringschlitzes zwischen den gischen Verbindung stattfand.
Wänden der beiden Rohre eingeführt und durch Die Dichte des Cermets betrug 4,23 g/cm3, das ist
Einschweißen der Ringschlitze verschlossen. Die etwa 91% der Theorie; das Material hatte eine Brucheinander
zugekehrten Wände der Aluminiumrohre festigkeit von 23,40 kg/mm2 in der Querrichtung. Die
waren mit Papier ausgekleidet; in den Ringspalt wurde 3° Härte der Masse mit Diamantpyramide unter einer
bis 25,4 mm vom oberen Ende ein Gemisch von Belastung von 1000 g war 1050 und lag damit im
88 Teilen Titancarbid und 12 Teilen Aluminium, Bereich handelsüblicher Schneidwerkzeuge. Ein Bohrbeide
in einer Korngröße unter 43 μ. entsprechend meißel konnte daraus zum Bohren von Stahl, Messing
Beispiel 1, eingerüttelt. Dichte etwa 2,1 g/cm3; ein und Aluminium herangezogen werden; er zeichnete
zweiter Aluminiumstopfen mit 31,7 mm Länge wurde 35 sich durch seine besondere gute Zunderfestigkeit bei
25,4 mm in das offene Ende des Ringspalts einge- hoher Temperatur aus. So betrug die Gewichtszunahme
schoben und fest geschweißt. Eine luftgefüllte Kupfer- einer Probe nach 12 Stunden bei 10250C in Luft
röhre, an beiden Enden verschlossen, mit einem weniger als 8 mg/cm2.
Außendurchmesser von 6,3 mm, einer Wandstärke . ■ 1 λ
Außendurchmesser von 6,3 mm, einer Wandstärke . ■ 1 λ
von 0,794 mm und einer Länge von etwa 196,8 mm 40 B e 1 s ρ 1 e 1 4
wurde konzentrisch in der inneren Aluminiumröhre Entsprechend Beispiel 1 wurde ein Gemisch von
so angeordnet, daß ein Teil des Kupferrohrs von etwa 51,1 Teilen Titancarbid und 48,9 Teilen Aluminium,
3,17 mm Länge über die ganze Anordnung hinaus- beide mit einer Korngröße unter 43 μ. in einer Anreicht
und entsprechend F i g. 2 an Ort und Stelle Ordnung entsprechend Beispiel 3, verbunden. Die
gehalten wird. 45 Röntgenbeugungsaufnahmen einer Probe des Cermets
Auf der Außenseite des äußeren Aluminiumrohrs zeigten folgende Gitterabstände und relativen Inwurde
eine Platte des Sprengmittels B mit einer tensitäten.
Gewichtsverteilung von 3,41 g/cm2 befestigt und mit ~β\ 2 50 2 34 2 31 217
einem Linienwellengenerator über eine elektrische T,T
<-Λ' «' 1Α' 1ΛΛ'
_,.. ,, ι -μ- η · ίτγ 11 ι · 1 ■*/ 1-ί
JU DO IU IUU
Zündkapsel Nr. 8 m Wasser, welches auch m den 50 1Λ \ 2 08 2 03 153 144
Ringspalt zwischen Außenwand des Kupferrohres j,t
g' «' ^ 2o'
und Innenwand des inneren Aluminiumrohres ein-
strömen konnte, gezündet. Nach der Detonation Diese entsprachen Titancarbid, der Aluminiumwurden
die Stopfen abgeschnitten und das Kupferrohr titanlegierung Al3Ti und freiem Aluminium, woraus
herausgezogen. Die restliche Anordnung wurde einer 55 hervorgeht, daß zwischen dem eindringenden Alu-Wärmebehandlung
entsprechend Beispiel 1 unter- minium und dem Titancarbidteilchen unter Bildung zogen, wodurch die zusammengepreßten Aluminium- einer echten metallurgischen Verbindung eine Rerohre
ausgeschmolzen wurden. aktion stattfand.
Die metallographische Untersuchung des so er- Das Material entsprach qualitativ dem Sinter-
haltenen Körpers zeigte, daß die Poren zwischen den 60 carbid von Beispiel 1 und hatte beispielsweise eine
Titancarbidteilchen vollständig von Aluminium durch- Bruchfestigkeit von 39,20 kg/mm2,
drungen waren. Mikrophotographien von polierten . -ic
drungen waren. Mikrophotographien von polierten . -ic
und geätzten Proben zeigten, daß die Aluminium- Beispiel j
bindephase eine mechanische Zwischenstruktur um Entsprechend Beispiel 1 wurde ein Gemisch von
jedes Titancarbidteilchen gebildet hat und daß kleine 65 88 Teilen Titancarbid mit einer Korngröße unter
Carbidteilchen in den Aluminiumadern gebildet 43 μ und 12 Teilen Aluminium mit einer Kornwaren.
Röntgenbeugungsaufnahmen einer Probe zeig- größe von etwa 0,833 mm hergestellt und in einer
ten folgende Gitterabstände und relativen Intensitäten. Anordnung entsprechend Beispiel 3 verbunden. Vor
der Detonation hatte die zwischen den einander zugekehrten Wänden der Aluminiumrohre eingerüttelte
Pulvermischung eine Dichte von 2,02 g/cm3. Das Sprengmittel war eine stranggepreßte Platte des
Sprengstoffs A mit einer Gewichtsverteilung von 2,175 g/cm2.
Die metallurgische Untersuchung zeigte eine relativ poröse MikroStruktur im Vergleich zu Cermets aus
d(A) 3,39
Hh <5
d(k) 1,53
Hh 40
Ein nahtloses Rohr aus weichem Stahl (Außendurchmesser 38,1 mm, Wandstärke 6,3 mm und Länge
177,8 mm) wurde in ein nahtloses Aluminiumrohr (Außendurchmesser 41,3 mm, Wandstärke 0,794 mm
und Länge 127 mm) so eingesetzt, daß ein 25,4 mm langes Stück des Stahlrohrs über beide Enden des
Aluminiumrohrs hinausragte. Ein zweites nahtloses Aluminiumrohr (Außendurchmesser 75 mm, Wandstärke
6,3 mm und Länge 127 mm) wurde in ein zweites nahtloses Rohr aus weichem Stahl (Innendurchmesser
76,2 mm, Wandstärke 3,2 mm und Länge 177,8 mm) so eingesetzt, daß 25,4 mm des Stahlrohrs
jede Seite des Aluminiumrohrs überragte. Das erste Rohrpaar wurde konzentrisch in das zweite Rohrpaar
eingesetzt und ein Stahlstopfen (31,7 mm Länge) 25,4 mm in das eine Ende des Ringspalts zwischen den
einander zugekehrten Wänden der Aluminiumrohre eingeführt und damit verschlossen. Der Raum zwischen
den Aluminiumrohren wurde bis 25,4 mm vom offenen Ende der Rohranordnung mit einer gerüttelten
Packung Titancarbid einer Korngröße unter 43 μ gefüllt. Diese Pulverpackung hatte eine Dichte
von etwa 2,3 g/cm3.
Ein zweiter Stahlstopfen (31,7 mm Länge) wurde 25,4 mm in das offene Ende der Bohranordnung eingeführt
und festgeschweißt.
Die ganze Anordnung wurde auf einen Druck von 2,5 ■ 10~*mmHg evakuiert, und zwar auf übliche
Weise über ein Kupferrohr, das durch einen Stopfen Aluminium mit einer Korngröße unter 43 μ entsprechend
obigen Beispielen. Die Dichte des Cermets betrug 3,75 g/cm3, die Härte mit Diamantpyramide 765
und die Bruchfestigkeit in Querrichtung 14,50 kg/cm2. Es wurden folgende Gitterabstände und relativen
Intensitäten entsprechend einer Reaktion zwischen Aluminium und Titancarbidpartikeln unter Bildung
einer metallurgisch verbundenen Struktur gefunden.
2,50 | 2,34 | 2,30 | 2,16 | 2,01 |
85 | 10 | 5 | 100 | <5 |
1,43 | 1,30 | 1,25 | 1,22 | |
<5 | 20 | 10 | <5 |
reichte. Eine mit Luft gefüllte Kupferröhre, an beiden Seiten verschlossen (Außendurchmesser 12,7 mm,
Wandstärke 0,794 mm und Länge etwa 196,8 mm) wurde konzentrisch in das innere Stahlrohr eingeführt
und entsprechend Beispiel 3 fixiert.
Bei diesem Beispiel war das Sprengmittel eine stranggepreßte Platte des Sprengstoffs A mit einer
Gewichtsverteilung von 3,41 g/cm2. Die Sprengmittelplatte war an der Außenseite des äußeren Stahlrohrs
angebracht und an ihr ein Linienwellengenerator sowie eine elektrische Zündkapsel Nr. 8 befestigt. Die
Anordnung wurde in Wasser getaucht; dieses drang auch in den Zwischenraum zwischen Kupferrohr und
innerem Stahlrohr, und das Sprengmittel wurde gezündet, nach der Detonation das Kupferrohr
herausgenommen und die restliche Anordnung, ohne zu öffnen, 2 Stunden auf 800° C in einem Muffelofen
erhitzt, woraufhin der Ofen abgekühlt wurde. Die Endverschlüsse wurden abgeschnitten, das innere
Stahlrohr aufgeschnitten und mechanisch entfernt. Es wurde gefunden, daß das Titancarbid vom Aluminium
aus den Aluminiumrohren durchdrungen war. Der Rest der Aluminiumrohre wurde beim Erhitzen der
Anordnung auf 800° C in einer Kohlendioxydatmo-Sphäre ausgeschmolzen und das äußere Stahlrohr
mechanisch entfernt.
Metallographische Untersuchungen und Mikrophotographien des erhaltenen Cermets zeigten ein
Mikrogefüge ähnlich dem aus Beispiel 1. Bei Röntgenbeugungsaufnahmen ergaben sich folgende Gitterabstände
und relativen Intensitäten.
d(k) 2,51 2,31 2,18
1/I1 85 20 100
d(k) 1,31 1,25 1,17
1/I1 25 20 5
Diese entsprachen (ASTM) Titancarbid und den Aluminiumtitanlegierungen AlTi und Al3Ti, woraus
hervorgeht, daß zwischen dem eindringenden Aluminium und dem Titancarbidteilchen eine Reaktion
unter Bildung einer echten metallurgischen Verbindung stattfand.
Die Dichte des Cermets betrug 4,44 g/cm3, das sind etwa 95,3% der theoretischen Dichte. Das Material
hatte eine Querbruchfestigkeit von 37 kg/mm2. Die Härte mit einer Diamantpyramide unter einer Belastung
von 1000 g war 1160 und lag damit im Bereich der handelsüblichen Schneidwerkzeuge. Ein
Schneidmesser aus diesem Material eignete sich zum Schneiden von Stahl, Messing und Aluminium; es
zeichnete sich durch seine besondere Zunderfestigkeit 1,93
10
10
1,08
10
10
1,68
5
5
0,996
10
10
1,53
45
45
0,969
15
15
bei hohen Temperaturen aus. So betrug z. B. die Gewichtszunahme einer Probe nach 12 Stunden bei
1025°C weniger als 7 mg/cm2.
Es muß noch darauf hingewiesen werden, daß Legierungen ungefähr entsprechend der intermetallischen
Verbindung AlTi einen Schmelzpunkt über 1200°C, gute Zunderfestigkeit und eine größere Härte
als andere Titanlegierungen besitzen. Die erfindungsgemäßen Titancarbid—Aluminium-Cermets zeigen bei
erhöhten Temperaturen hohe Festigkeit und überragende Temperaturwechselbeständigkeit, wodurch
sie einem wiederholten Aufheizen auf 900° C und Abschrecken ohne Reißen widerstehen. Die Cermets
besitzen im allgemeinen eine Querbruchfestigkeit von über 31,70 kg/mm2, wobei ein gleichmäßiger, me-
13 14
tallischer Bruch auftritt und kein kreidiges Zerkrümeln Proben zeigten eine Struktur ähnlich den Massen
erfolgt. obiger Beispiele. Die Röntgenbeugungsaufnahmen
Die verringerte, gleichmäßige Kristallitgröße trägt zeigten jedoch, daß keine wesentliche Reaktion
zur Härte der erfindungsgemäßen Cermets bei, welche zwischen den Komponenten stattfand,
in der Größenordnung von handelsüblichen Schneid- 5 . . „
werkzeugen liegt, das ist mit Diamantpyramide Beispiel
zwischen 850 und 1700. Die Cermets lassen sich lang- Es wurde ein Gemisch von 80 Teilen Siliciumcarbid sam mit einer Siliciumcarbid-Schneidscheibe und und 20 Teilen Aluminium, beide mit einer Korngröße Schleifmaterial, wie es zum Schneiden von Stahl, unter 43 μ entsprechend dem Beispiel 3, verarbeitet. Messing und Aluminium dient, vorzugsweise vor dem io Die Dichte der Pulverpackung zwischen den Alu-Sintern, trennen. miniumrohren vor der Detonation betrug etwa
in der Größenordnung von handelsüblichen Schneid- 5 . . „
werkzeugen liegt, das ist mit Diamantpyramide Beispiel
zwischen 850 und 1700. Die Cermets lassen sich lang- Es wurde ein Gemisch von 80 Teilen Siliciumcarbid sam mit einer Siliciumcarbid-Schneidscheibe und und 20 Teilen Aluminium, beide mit einer Korngröße Schleifmaterial, wie es zum Schneiden von Stahl, unter 43 μ entsprechend dem Beispiel 3, verarbeitet. Messing und Aluminium dient, vorzugsweise vor dem io Die Dichte der Pulverpackung zwischen den Alu-Sintern, trennen. miniumrohren vor der Detonation betrug etwa
Ein Vergleich mit Daten aus der Literatur zeigt, daß 1,38 g/cm3.
die Titancarbid—Aluminium-Cermets nur die halbe Nach der Detonation wurden die Verschlüsse
Verzunderungsgeschwindigkeit als die entsprechenden abgeschnitten und das Kupferrohr ausgezogen. Die
nickel- und kobaltgebundenen Hartstoffe unter ahn- 15 restliche Anordnung wurde in einer Kohlendioxyd-
lichen Bedingungen besitzen. atmosphäre 1 Stunde bei 800° C gehalten. Während
. -17 des Erhitzens schmolzen die Aluminiumrohre aus.
Beispiel / Das Cermet ließ sich leicht auf dunklen, metallischen
Beispiel / Das Cermet ließ sich leicht auf dunklen, metallischen
Es wurde ein Gemisch von 95 Teilen Wolframcarbid Glanz polieren. Die Dichte betrug 3,07 g/cm3, das
und 5 Teilen Aluminium, beide einer Korngröße unter 20 sind etwa 98,7% der theoretischen Dichte; die
43 μ, 1 Stunde in einem Doppelkonusmischer gemischt Röntgenbeugungsaufnahmen zeigten die Phasen
und nach Beispiel 3 verbunden. Die Dichte der Pulver- a-SiC(III), «-SiC(VI) und Aluminium. Es sind keine
packung zwischen den benachbarten Wänden der Anzeichen einer nennenswerten Reaktion zwischen
Aluminiumrohre vor der Detonation betrug etwa den Komponenten zu entnehmen.
3,0 g/cm3. 25 . .
3,0 g/cm3. 25 . .
Es wurde eine stranggepreßte Platte des Spreng- Beispiel y
Stoffs B mit einer Gewichtsverteilung von 2,17 g/cma Es wurde ein Gemisch von 80 Teilen Borcarbid
verwendet. einer Korngröße unter 20 μ und 20 Teilen Aluminium
Nach der Detonation wurden die Aluminiumrohre einer Korngröße unter 43 μ entsprechend Beispiel 8
mechanisch ausgezogen und das Kupferrohr entfernt. 30 behandelt. Die Dichte der Pulvermischung vor der
Ein Teil des Pulverkörpers wurde in einem Vakuum- Detonation betrug etwa 0,85 g/cm3,
ofen 1 Stunde auf 8000C erhitzt. Das Cermet hatte eine Dichte von 2,42 g/cm3, das
ofen 1 Stunde auf 8000C erhitzt. Das Cermet hatte eine Dichte von 2,42 g/cm3, das
Die Dichte des Wolframcarbid—Aluminium-Cer- ist etwa 95,3 % der theoretischen Dichte. Die Röntgenmets
betrug 7,61 g/cm3, das ist etwa 51 % der theo- beugungsaufnahmen ergaben folgende Gitterabstände
retischen Dichte, und die Härte mit Diamantpyramide 35 und relativen Intensitäten, von denen die Mehrzahl
war 517. Die metallographischen Untersuchungen und (ASTM) dem Borcarbid und dem Aluminium zuMikrophotographien
von polierten und geätzten zuordnen sind.
d(A) 4,48 4,00 3,76 3,34 2,92 2,80 2,68 2,56 2,36 2,34 2,09 2,03
1/I1 5 10 30 5 25 10 20 45 100 25 10 20
d(A) 1,94 1,84 1,81 1,75 1,71 1,62 1,55 1,50 1,46 1,44 1,40 1,34
1/I1 5 10 <5 45 5
<5 <5 10 10 10 10 5
d(A) 1,32 1,31 1,30 1,25
I/h 5 5 5 <5
Es gibt eine ganze Anzahl nichtidentifizierter 50 Dichte der Pulverpackung vor der Detonation betrug
Linien, woraus hervorgeht, daß eine beschränkte 2,43 g/cm3. Nach der Detonation wurde das Kupfer-Reaktion
zwischen den Komponenten stattfand. Es rohr entfernt und die Aluminiumrohre mechanisch
trat jedoch keine bemerkenswerte Volumenänderung ausgetragen. Der verbleibende Körper wurde an der
auf, die oft die Reaktion von Borcarbid mit anderen Luft 2 Minuten auf 7000C erhitzt.
Metallen unter Bildung von Boriden begleitet. Eine 55 Die Dichte des Cermets betrug 3,94 g/cm3, das ist derartige Volumenänderung würde zu einem weichen, etwa 82,6 % der theoretischen Dichte, und die Härte kreidigen Gefüge führen. mit einer Diamantpyramide war 970. Das Mikro- _ . . . . gefüge des Cermets war ähnlich dem obiger Beispiele Beispiel 10 und zeigte foigende Gitterabstände und relativen
Metallen unter Bildung von Boriden begleitet. Eine 55 Die Dichte des Cermets betrug 3,94 g/cm3, das ist derartige Volumenänderung würde zu einem weichen, etwa 82,6 % der theoretischen Dichte, und die Härte kreidigen Gefüge führen. mit einer Diamantpyramide war 970. Das Mikro- _ . . . . gefüge des Cermets war ähnlich dem obiger Beispiele Beispiel 10 und zeigte foigende Gitterabstände und relativen
Es wurde ein Gemisch von 95 Teilen Titancarbid 60 Intensitäten, woraus sich die Bildung einer neuen
und 5 Teilen Magnesium, beide mit einer Korngröße Phase, und zwar Magnesiumcarbid, zwischen den
unter 43 μ entsprechend Beispiel 8, behandelt. Die Komponenten erkennen läßt.
d{k) 3,22 2,60 2,50 2,45 2,16 1,53 1,30 1,25 1,08 0,993 0,968 0,884
I/h <5 <5 80 5 100 50 25 15 10 10 15 25
d(A) 0,883
I/h 10
Es wurde ein Gemisch von 45,4 Teilen Titancarbid und 54,6 Teilen Titänpulver, beide mit einer Korngröße unter 43 μ, hergestellt und entsprechend
Beispiel 8 behandelt. Die Dichte der Pulverpackung vor der Detonation war etwa 1,56 g/cm3.
Nach, der Detonation wurden die Kupfer- und AIurainiumrohre
mechanisch ausgetragen. Der erhaltene Körper wurde an der Luft 10 Sekunden mit Hufe to
eines Acetylenbrenners so hoch erhitzt, daß die Metallphase schmolz.
Das erhaltene Cermet hatte eine Dichte von 4,4 g/ein3, das sind etwa 93,5 °/0 der theoretischen
Dichte, Härte RCa = 79 und eine 'Querbruchfestigkeit von 14,80 kg/mm2. Die Röntgenbeugungsaufnahmeri
-zeigten keine neue Phase. Die Titanlinien waren jedoch gegen größere Gitterabstände verschoben,
woraus sich eine gewisse Löslichkeit des reinen Metalls unter Bildung einer festen Lösung
ergibt. Es wurden folgende Gitterabstände und relativen Intensitäten gefunden.
d{k) 2,57 2,50 2,36 2,26 2,17 1,74 1/I1 .. 10 55 45 50 100 15
Die metallographischen Untersuchungen ergaben, daß das Carbidkorn vollständig eingebettet war in
eifler metallischen Gründmasse.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung eines Werkstoffes auf pulvermetallurgischem Wege aus Carbid mit
Metallbindung, dadurch gekennzeichnet,
daß als Bindemetall Aluminium, Magnesium und/oder Titan verwendet, ein Pulvergemisch
von Carbid und Bindemetall in einem Behälter durch Schockwellen, erhalten bei der Detonation
eines an den Behälter anliegenden Sprengmittels, verdichtet und dann einer Wärmebehandlung
unterzogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man an Stelle eines Pulvergemischs von Carbid und Bindemetall das Carbid in einer
Hülse des Bindemetalls der Detonation aussetzt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 345 541;
deutsche Auslegeschrift Nr. 051011;
belgische Patentschrift Nr. 529 357;
britische Patentschrift Nr. 746 867;
Journal of Am. Ceram. Soc, 41 (1), S. 29 bis 35 (1961);
Deutsche Patentschrift Nr. 345 541;
deutsche Auslegeschrift Nr. 051011;
belgische Patentschrift Nr. 529 357;
britische Patentschrift Nr. 746 867;
Journal of Am. Ceram. Soc, 41 (1), S. 29 bis 35 (1961);
Nuclear Eng., 5 (51), S. 353 bis 357 (1960);
Metal Progress, Mai 1951, S. 664 bis 667;
Powder Metallurgy Bulletin, 6, 1951, S. 75.
Metal Progress, Mai 1951, S. 664 bis 667;
Powder Metallurgy Bulletin, 6, 1951, S. 75.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
809 518/633 3.68 © Bundesdruckerei Berlin
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