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Verfahren zur Herstellung von Formlingen aus Stoffen verschiedenen
Schmelzpunktes Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von
Formlingen aus einem Gemisch mindestens zweier Stoffe verschiedenen Schmelzpunktes,
wobei das Gemisch zum überwiegenden Teil aus mindestens einem der hochschmelzenden
Metalle Wolfram, Molybdän und Tantal besteht,' während den Rest niedriger schmelzende
Metalle ausmachen. Es ist bekannt, Gemische aus hochschmelzenden und niedriger schmelzenden
Metallen in der Weise herzustellen, daß man das Gemisch zuerst bei einer unterhalb
des Schmelzpunktes des niedrigst schmelzenden. Stoffes liegenden Temperatur durch
Pressen verfestigt und hierauf einer mechanischen Verdichtung bei stark erhöhtem
Druck unterhalb der Schmelztemperatur des niedrigst schmelzenden Gemischteiles unterwirft.
Auf diese Weise gelangt man zu einem Sinterkörper, dessen Formgebung naturgemäß
von der Preßform abhängt und daher irgendwelche Profile nicht aufweisen kann. Es
ist daher erforderlich, für eine Profilierung, beispielsweise zur Erzielung von
stabförmigen Gegenständen, diese Körper einer Weiterbehandlung zu unterwerfen. Dies
ist bisher nur derart geschehen, daß man gehämmert, geschmiedet oder auch gewalzt
hat. Es sind zwar auch schon, von pulverförmigen Gemischen ausgehend, Formlinge
in der Strangpresse hergestellt worden. Jedoch handelt es sich hierbei um Stoffe,
die in überwiegendem Maße aus duktilem Eisen, und: zwar in der Form des Eisenschwammes
bestanden, denen hochschmelzende Bestandteile, wie beispielsweise Molybdän, nur
in solchen Mengen zugesetzt waren, wie es erforderlich ist, um einen sonderlegierten
Stahl zu erzeugen. Um Gemenge von Metallen verschiedener Härte einer Formgebung
zuzuführen, ist auch der . Vorschlag gemacht worden, einen harten, pulverförmigen
Bestandteil, wie Wolfram, in einen weichen Bestandteil, wie Blei, einzureiben, so
daß ein Körper mit nur verhältnismäßig geringem Gehalt an hartem Metall entstand.
Erkenntnisse über diese beiden Verfahren konnten indes nicht zur Lösung der Aufgabe
beitragen., wie Formlinge herzustellen seien, die in überwiegendem Maße aus den
hochschmelzenden Metallen Wolfram, Molybdän und Tantäl bestehen. Es mußte daher
das Hämmern, Schmieden oder auch Walzen beibehalten werden, obwohl es hierbei erforderlich
war, gewisse Vorsichtsmaßnahmen anzuwenden, damit der gesinterte Körper bei dieser
Behandlung seinen Zusammenhang nicht
verlor. Außerdem befriedigt
die Härte und die Homogenität der auf diese Weise hergestellten Körper nicht immer.
Diese Schwierigkeiten bzw. Nachteile der bekannten Verfahren werden gemäß der Erfindung
beseitigt, und zwar wird dies dadurch erreicht, daß die Verdichtung in der zweiten
Stufe durch Pressen durch Düsen o. dgl. z. B. mit Hilfe einer Strangpresse erfolgt
und bei einem gegenüber dein Preßdruck der ersten Stufe erhöhten, zweckmäßig mindestens
doppelt so hohen Druck und einer etwa 7o bis 9o °/o des Schmelzpunktes des niedrigst
schmelzenden Gemischanteiles betragenden Temperatur. Es können so Profilkörper in
einfacher Weise hergestellt werden, die sowohl bezüglich der Härte als auch der
Homogenität den gestellten Anforderungen voll entsprechen. Im besonderen kann beispielsweise
wie folgt verfahren werden: Mindestens ein Metall der ersten, höher schmelzenden
Gruppe, beispielsweise Wolfram, wird in zerkleinertem Zustand mit mindestens einem
Metall der zweiten, niedriger schmelzenden Gruppe, beispielsweise Silber oder Kupfer,
im gewählten Verhältnis gemischt. Beispielsweise kann der Silbergehalt 4. bis 611/0
oder der Kupfergehalt 6 bis 2o0/, betragen. Die Metallpulver werden innig gemischt,
beispielsweise in Kugelmühlen, durch mehrere Stunden. Das erhaltene Gemenge wird
in eine Form gepreßt, welche für die spätere Weiterbehandlung zweckentsprechend
ist, aber nicht die endgültige Form darstellt. Nach dem Pressen oder während des
Pressens wird Wärme in solchem Maße zugeführt, daß das Gemisch verdichtet wird.
Hierbei kann das Gemisch vorgesintert werden, indem zumindest der niedriger schmelzende
Bestandteil bis nahe an seinen Schmelzpunkt, ohne diesen selbst zu erreichen, erhitzt
wird. Dieser niedriger schmelzende Bestandteil wird dabei in einen plastischen oder
teigigen Zustand gebracht. Würde man das so behandelte Gemisch abkühlen lassen,
so würde ein mehr oder minder lose gefritteter oder vorgesinterter, auf jeden Fall
poröser Körper erhalten werden.
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Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung läßt man aber
das so behandelte Gemisch regelmäßig nicht erst abkühlen, sondern benutzt die zu
seiner Verdichtung aufgewandte Wärme bei der nachfolgenden Behandlung. Diese besteht
erfindungsgemäß darin, daß man das vorgesinterte oder lose gefrittete Gemisch durch
Düsen beispielsweise in Stahlmatrizen einpreßt, welche dem aufgenommenen Gemisch
die gewünschte Endform erteilen. Dieses Strangpressen erfolgt jedenfalls mit außerordentlich
hohem Druck, der auf den rotglühenden Körper in solchem Maße ausgeübt wird, daß
die Fließgrenze (Beginn der Plastizität) mindestens eines der anwesenden niedriger
schmelzenden Metalle mit Sicherheit erreicht wird.
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Würde beispielsweise ein Gemisch aus Wolfram und Kupfer gewählt sein,
so würde es bei etwa 8oo bis goo° C vorbehandelt werden mit dem Erfolg, daß ein
Fritten oder Vorsintern erfolgt, worauf der glühende Körper durch Stahldüsen unter
sehr hohem Druck hindurchpreßt und in der gewünschten. Fertigform von Stäben erhalten
wird, deren Querschnitt demjenigen der Düsen entspricht. Das durch die Düsen gepreßte
Gemisch kann aber gemäß der Erfindung des weiteren auch durch eine Form aufgenommen
werden, in welcher der durch die Düsen gepreßte und noch heiße, formbare Strang
in die gewünschte Gestalt zweckmäßig unter Ausübung eines hohen Druckes umgeformt
wird. Ebenso kann aber auch der gepreßte Strang vor dem Erkalten. bzw. Erstarren
beliebig abgeteilt werden, so daß man beispielsweise Platten mit parallelen oder
zueinander geneigten, ebenen oder beliebig sonst gestalteten Stirnflächen erhält,
je nach der Form des Werkzeuges, das zum Abteilen des Stranges verwendet wird. Bei
dem erwähnten Gemisch würden beim Pressen beispielsweise Drücke zwischen 5ooo und
r5oookg je Quadratzentimeter verwendet werden, je nach der Menge des Wolframs. Bei
geringeren Mengen Wolfram im Gemisch, etwa 8o °/o und darunter, wird ein Druck von
etwa 5ooo kg ausreichen, während bei größeren Mengen Wolfram der Druck zu steigern
ist.
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Die Temperatur, bei welcher das Pressen erfolgt, muß, wie früher erwähnt,
unterhalb des Schmelzpunktes des oder der niedriger schmelzenden Metalle liegen,
da sonst das Gemisch zu geringen inneren Reibungswiderstand hätte und zii leicht
durch die Preßdüsen fließen würde, wodurch die gewünschte Ausübung außerordentlichen
Verdichtungsdruckes in der Düse unmöglich gemacht würde. Andererseits darf die Temperatur
nicht zu niedrig sein, da sonst die aufzuwendenden Drücke für die praktische Durchführung
unwirtschaftlich -v#@erden, um das Fließen des Gemisches zu erreichen, also ein
niedriger schmelzendes Metall in einen. Zustand plastischer Bildsamkeit zu bringen.
Im allgemeinen wird darum die Temperatur in der Strangpresse auf einer Höhe gehalten,
die etwa 70 bis 9o % jener Temperatur beträgt, bei welcher das anwesende
niedrigst schmelzende Metall für sich allein unter sonst gleichen Verhältnissen
schmelzen würde.
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Besonders gute Ergebnisse werden erreicht, wenn der Verformungsgrad
zwischen dem
vorgesinterten Rohkörper (gefritteten Metallgemisch)
und dem aus den Düsen austretenden Endkörper ungefähr ioobis 2oooio, vorteilhaft
aber noch viel höher gewählt wird.
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Dadurch, daß die Fließgrenze mindestens eines anwesenden niedriger
schmelzenden. Metalls erreicht wird, wird das höher schmelzende Metall vollkommen
von dem niedriger schmelzenden umhüllt und ein gleichmäßig dichter, porenfreier
Körper erhalten, der frei von Lunkern und Gaseinschlüssen und somit außerordentlich
homogen ist.
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Falls bei den gewählten Behandlungstemperaturen unerwünschte Oxydationen
eintreten könnten, kann die betreffende Verfahrensstufe des Vorsinterns oder/und
Pressens. im Vakuum oder in reduzierender oder inerter Atmosphäre stattfinden. Jede
andere hierzu dienliche Maßnahme ist selbstverständlich ebenso, anwendbar.
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Der erhaltene Körper kann selbstverständlich einer thermischen und/oder
mechanischen Nachbehandlung unterworfen werden. Eine thermische Nachbehandlung kann
beispielsweise im Ausglühen (Weichglühen) bei Temperaturen bestehen, die etwa
50 bis 6o °% der Schmelztemperatur des niedrigst schmelzenden, im Körper
anwesenden: Metalls entspricht. Die thermische Nachbehandlung kann aber auch ein
Härten oder eine sonstige Strukturänderung bezwecken. Die mechanische Nachbehandlung
kann in Hämmern, Walzen, Schmieden, Stauchen, Drehen, Bohren bestehen, wodurch Platten,
Bleche oder sonstige Formstücke erhalten werden können. Im übrigen muß der die Strangpresse
verlassende Körper durchaus nicht einen Vollkörper darstellen, sondern kann auch
ein Hohlkörper sein, wie beispielsweise ein Rohr. Hierzu wird der Werkstoff über
einen in der Düse vorgesehenen Dorn gepreßt. Die gemäß- der Erfindung zu erzeugenden
Körper bestehen überwiegend äus einem oder mehreren der Metalle Wolfram, Molybdän
und Tantal. Der Rest wird gebildet aus mindestens einem der Metalle Kupfer, Silber,
Gold, Aluminium, Blei, Zinn, Zink, Eisen, Kobalt, Nickel und Chrom. Auch die Metalle
Platin, Zirkon, Titan, Vanadin können verwendet werdern