DE886078C - Verfahren zur Herstellung von Metallgegenstaenden - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von MetallgegenstaendenInfo
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B22F3/001—Starting from powder comprising reducible metal compounds
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Description
- Verfahren zur Herstellung von Metallgegenständen Den pulvermetallurgischen Preßverfahren sind enge Anwendungsgrenzen: ;gezogen, weil die Metallpulver den Gesetzen der hydrostatischen Druckfortpflanzung nicht genügen, daher können auch Teile mit Unterschneldungen, sehr komplizierten Absätzen und Querscbnittsübergängen nicht hergestellt werden. Man hat zwar zahlreiche Versuche nmtern,ommlen, die Metallpulver zu plastifizieren und dadurch die Herstellung komplizierter Körper zu ermöglichen; aber praktisch verwertbare Ergebnisse sind bisher nicht erzielt worden.
- Die Erfindung beschreibt nun einen ganz neuen Weg zur Herstellung von Metallteilen auch kompliziertester Form. Sle benutzt als Ausgangsprodukte Metallsalze, die den Gesetzen der hydrostatischen Fortpflanzung viel eher gehorchen als Metallpulver._ Außerdem lassen sie sich zumeist bei viel niedrigeren Temperaturen durch Schmelzen: @umd Gießen verarbeiten,als die Metalle.
- Die Erfindung besteht darin, daß man bei der Herstellung von Metallgegenständen von einem .Metallsalz ausgeht, das durch einen chemischen; Prozeß in Metall übergeführt werden kann, rund das Metallsalz durch Pressen oder Gießen zu einem Gegenstand" formt, der in seiner Gestalt und seinen. Dimensionen dem :endgültig gewünschten Teil ,ähnlich ist, wobei runter ,ähnlich der mathematische Ähnlichkeitsbegriff verstanden werden soll. Dann überführt man, diesen Gegenstand durch eine chemische Reaktion in. Metall und nimmt eine Nachpressung auf die endgültigen Maße und Dichte vor.
- Die Erfindung läßt sich in einer großen. Anzahl von Ausführungsarten verwirklichen, die sich in folgende drei Hauptgruppen unterteilen: i. Verarbeitung von Metallsalzen durch Pressen, z. Verarbeitung von M etallsalzein durch Gießen, 3. Verarbeitung von Gemischen aus Metallsalzen und Metallpulvern bzw. Metallspänen.
- Im einzelnen wird bei der Herstellung von Metallgegenständen nach dem Verfahren der Erfindung folgendermaßen vorgegangen: i. Gruppe i Vena;rb-eitung von Metallsalzen durch Pressen Während das Verpressen von Metallpulvern infolge der Adhäsionskräfte, 'die die einzelnen Körner aufeinander ausüben, sehr große Kräfte benötigt, lassen sich Metallsalze mit viel geringerem Kraftaufwand zu Formkörpern verarbeiten. So sind z. B. bei den meisten Metallpulvern Drücke von 8 bis i o Tonnen pro Quadratzentimeter nötig, um einen Körper mit einer relativen Dichte von 95% zu erzeugen. Dagegen lassen sich die Halogensalze der gleichen Metalle schon mit einem Druck von o,8 bis 1,2 Tonnen pro Quadratzentimeter zu einem Gegenstand von 95% Dichte verpressen. Es hat also bedeutende Vorteile, die erste Formgebung der Gegenstände im. einem Zustam4d vorzunehmen, in dem das Material leicht formbar ist, und erst dann den metallischen Zustand herzustellen. Einmal kamen die Maschinenkapazität besser ausgenutzt werden und zum. anderen ist der Werkzeugverschleiß geringer. Darüber hinaus können einige Stadien der Metallpulverherstellung vermieden bzw. mit der Herstellung der Formteile gekuppelt werden.
- Am geeignetsten für die Durchführung des Verfahren:s der Erfindung haben sich bisher die Halogenverbindungen der Metalle erwiesen, wounit jedoch nicht .gesagt sein soll, daß seine An-#vendbarkeit auf diest beschränkt ist. Man kann auch Mischungen mehrerer Metallsalze, sei es von dem gleichen Metall oder zum Zwecke der Legierungsbildung von verschiedenen Metallen, benutzen.
- In der ersten Verfahrensstufe werden die Metallsalze in der Kälte oder bei erhöhter Temperatur zu Formkörpern, verpreßt. in einer zweiten Verfahrensstufe folgt dann die Überführung in Metall durch eine geeignete chemische Reaktion. Bei. Halogenverbindungen hat sich die Reduktion anit Wasserstoff bewährt. Bei der Reduktion müssen Bedingungen gewählt werden, unter denen eine Restbildung in dem Preßling vermieden wird. Der hohe Dichteunterschied zwischen den Metallverbindungen und den Metallen führt bei der Reduktion zu einem starken Schrumpfen, insbesondere wenn, sie bei hoher Temperatur vorgenommen wird. Diesem Umstand anuß bei der Bemessung der Teile Rechnung getragen werden. Gleichzeitig oder nach der Umsetzung zu Metall wird eine Vorsintervng vorgenommen. Nach: dem Erkalten haben die so, herY gestellten Metallteile eine Dichte von ¢o bis 5o%. Sie werden nun kalt oder warm auf ihre endgültige Dichte n;a!chverdichtet und, sofern es zur Steigerung der Festigkeit oder Zähigkeit notwendig ist, einer weiteren Warmbehandlung durch Sintert. oder Normalisieren unterzogen. Die Anwendung von zwei Verdichtungsaperatione@n verlangt bei der Festlegung der Maße des Preßlings Berücksichtigung der Dichteunterschiede zwischen Metallverbindung und Metall. Um bei Teilen mit mehreren Höhen am gleichen Stück eine homogene Verdichtung zu erreichen, müssen die verschiedenen Höhen am Vorpreßling eine Profilverzerrung aufweisen, die dem Dichteunterschied zwischen dem reduzierten Metallrohling und dem Fertigbeil entspricht.
- Die nachstehenden Anwendungsbeispiele mögen weitere Einzelheiten der klarlegen. Anwiendiumgsbeispiel i Eine Mischung aus Kupferchlorür und Eisen-II-Chlorid, bei der die Metalle Kupfer und Eisen im Verhältnis 350/6 Kupfer und 65% Eisen gemischt sind, wird mit einem Druck von o,8 Tonnen pro Quadratzen timeter zu Platten von 15 mm Höhe verpreßt. Die Preßlinge werden bei 65o° beginnend 2 Stunden mit Wasserstoff reduziert. Während der Reduktion. wird -die Temperatur langsam auf 92o° erhöht. Nach .dem Erkalten werden die Platten mit Wasser gewaschen !und mit einer HöhenabnaMne von 40 0/0 vorgewalzt. Sie werden dann, bei 65o° zwischengeglüht und auf Bandmaterial von i mm Stärke fertiggewalzt. Dias Endprodukt ist eine Kupfer-Eisen-Pseudolegierung von 40 kg pro Quadratmillimeter Festigkeit und 6% Dehnung. Anwendiungsbeispiel z Wasserfreies Eisen-Il-'Chlorid wird bei i56° zu flachen Bratpfannen verpreßt. Dieselben werden bei -73o' beginnend mit Wasserstoff reduziert. Während der Reduktion wird die Temperatur bis auf i i 5o° gesteigert. Nach: dem Erkalten werden die Teile mit einem Druck von 8Tonner prq Quadratzen .'ticneter fertiggepreßt -und hierauf direkt emailliert. Die bei der Emailleerung auftretende hohe Temperatur dient gleichzeitig der Rekristallisation und endgültigen Verfestigung.
- 2. Gruppe 2 Verarbeitung von Metallsalzen durch Gießen Die Schmelzpunkte der Schwermetallhalogeniden liegen wesentlich niedriger .als .die der entsprechenden Metalle. So, schmelzen z. B. die Chloride der wichtigsten, Gebrauchsmetalle, wie Eisen, Mangan, Nickel, Kobalt und Kupfer, alle unterhalb 86o°, während die Schmelzpunkte der entsprechenden Metalle, mit Ausnahme des Kupfers, das schon, mit 1o88° schmilzt, alle oberhalb 126o° liegen. Während ;also die Schmelzpunkte der Schwermetalle so hoch liegen, daß sie nicht mehr miu Hilfe des Spritzgußverfahrens zu Formstücken verarbeitet werden: können, lassen sieh die Chloride der entsprechenden Metalle noch ohne weiteres nach dieser Technik .verarbeiten. Man hat also die Möglichkeit, aus den, Metallchloriden S.pritzgußteile von sehr komplizierter Form herzustellen. Natürlich kann man auch jedes andere Gießverfahren zu ihrer Formgebung anwenden. Die Umsetzung der Metallverbindung zu Metall und die Weiterverarbeitung- geschieht dann wie bereits bei. Gruppe i beschrieben. Nur ist bei der Verarbeitung der Chloride besonders darauf zu achten, daß etwa noch vorhandene Salzreste vor der Schlußverdichtung entfernt werden, da es sonst zu Korrosionsschäden an den fertigen Teilen kommen könnte. Die Entfernung der Salzreste geschieht z. B. durch Waschen -oder Extrahieren mit Wasser oder Alkohol. Die folgenden Anwendungsbeispiele beschreiben weitere Einzelheiten. Anwendungsbeispiel 3 Eisen-II-Chlorid mit .einem Zusatz von 20% Kupferchlorid wird geschmolzen und bei 720° in Stahlformen zu Rohren von i m Länge und 35 mm lichter Weite vergossen. Die Rohre werden bei 63o° mit Wasserstoff reduziert und nach beendeter Reduktion im gleichen Arbeitsgang bei I 100° 2 Stunden vorgesintert. Nach dem Erkalten werden die verbliebenen Salzrückstände mit Wasser ausgelaugt und die Rohre durch Kalthämmern auf eine Dichte von 7,7 verdichtet. Nach einer Glühung von io5o° besitzen sie eine Festigkeit von 45 kg pro Quadratmillimeter und eine Dehnung von 12%. Anwendungsbeispiel 4 Eine Schmelze aus 88% Eisen-II-Chlorid und 12 % Manganchlorid wird bei 630° auf einer Spritzgußmaschine zu Zahnrädern verspritzt. Nach dem Entformen werden dieselben bei 6oo° beginnend mit Wasserstoff reduziert. Während der Reduktion wird die Temperatur langsam bis auf i ioo° gesteigert -und gleichzeitig dem Gas Petroleumdampf zugesetzt, um eine Aufkohlung der Preßlinge zu erzielen. Nach beendigtem Reduktions-, Kohlungs-,und Vorsinterungsprozeß werden die Teile mit Wasser extrahiert und dann mit einem Druck von 8 Tonnen pro Quadratzentimeter fertiggepreßt. Es folgt eine Schlußsinterung von 2 Stunden Dauer bei i 12o°. Anwendungsbeispiel 5 Eine Mischung von Chloriden der drei Metalle Eisen, Nickel, Molybdän, in der .die Metalle im Verhältnis 2o zu 6o zu 2o vorhanden sind, wird geschmolzen und zu flachen Tafeln gegossen. Dieselben werden bei 700° mit Wasserstoff, der mit Natriumdampf gesättigt ist, reduziert. Die Reduktionstemperatur wird langsam 'auf i ioo° gesteigert. Nach dem Erkalten wird die Metallplatte mit Alkohol extrahiert und dann bei 95o° nachgewalzt. Nach einer Blankglühung unter Wasserstoff wird die Legierung kalt fertiggewalzt.
- 3. Gruppe 3 Verarbeitung von Gemischen aus Metallsalzen mit Metallpulvern bzw. Metallspänen Die Dichte der nach Gruppe i oder 2 hergestellten Metallkörper vor der zweiten Verarbeitung ist sehr niedrig und liegt bei: etwa 40 'bis '5o%. E5 ist möglich, dadurch zu dichteren Körpern zu kommen, daß man nicht von reinen Metallsalzen, sondern von Gemischen aus solchen mit Metallpulvern oder Metallspänen ausgeht. Die Einbuße an Formbarkeit; die sich dabei ergibt, ist nur gering, während die Dichte des Rohlings von 40 bis auf 70% :erhöht werden kann. Durch die chemische Reaktion, die bei der Umwandlung zu Metall eintritt, werden die zugesetzten Metallteilchen, mehr fest in das Werkstück eingebaut, so daß kein Festigkeitsverlust eintritt. Für diese Verfahrensvariante gelten die nachstehenden _ Anwendungsbeispiele.
- Anwendungsbeispiel 6 Eine Mischung aus 7o% Eisenpulver und 30% Eisen-II-Chloridwird bei 750° in :einer S,pritzgußmaschine zu Buchsen vergossen. Nach dem Entformen werden dieselben bei 73o° mit Wasserstoff zu Metall reduziert. Die Reduktionstemperatur wird langsam bis auf i2oo° gesteigert. Nach dem Erkalten werden die Stücke mit Wasser gewaschen, kalibriert und in diesem Zustand direkt als Sinterlager verwendet. Anwendungsbeispiel 7 Eine Mischung ,aus 250'o Eisen-II-Chlorid und 75010 ;auf eine Korngröße von etwa o, 5 imm vorzerkleinerten Drehspänen aus einem Kohlenstoffstahl mit o,35% Kohlenstoff wird bei 75o° a-uf einer Spritzgußmaschine zu Türgriffen verarbeitet. Nach dem Entformen werden die Teile bei 700° finit Wasserstoff reduziert, wobei die Temperatur langsam auf IIoo" erhöht wird. Der auf diese Weise reduzierte und vorgesinterte Metallgegenstand wird nach der Entfernung der verbliebenen Salzreste rnit ,einem Druck von 8 Tonneu pro Quadratzentimeter nachgepreßt und bei 122o° 2 Stunden fertiggesintert.
- Die beiden letzten Anwendungsbeispiele zeigen, daß es auf diese Weise sehr leicht möglich ist, aus heterogenen Mischungen von Metallteilchen und Metallsalzen homogene Metallgegenstände herzustellen. Dieser Weg kann auch, dazu verwendet werden, irgendwelche massiven Metallteile, wie Gewindebluchsen, Bolzen u. d,gl., in einem Sinterteil zu verankern. Das Massivteil wird dann einfach mit der Metallverbindung umspritzt oder umpreßt und durchläuft dann den im vorstehenden mehrfach geschilderten Fabrikationsgang.
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung van Metallgegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände aus Metallsalzen :oder aus Mischungen von Metallsalzen mit Metallen in feinzerkleinertem Zustand durch Pressen oder Gießen geformt werden, die so hergestellten Formkörper durch eins chemische Umsetzung zu Metall umgesetzt und die so gewonnener Metallteile einer Nachverdichtung mit oderohne nachfolgende Wärmebehandlung unterzogen werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch ge- kennzeichnet, daß die erfindungsgdmä;B:e Arb!eits- weise zum Befestigen von Ma@ssivteil@en in, Sinter- körpern benutzt wird. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Verpressung der Metall- salze bzw. Mischungen von Metallsalzen mit feinverteilten Metallen zu Formstücken: bei er- höhter Temperatur erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, @daß die Tein- peratur während der Umsetzung zu Metall lang,- sam gesteigert wird, so daß im gleichen Arbeä.ts- gang mit ider Umsetzung eine Vorsinterung erfiolgt. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beider Fest- legung der Maße für das Rohteil der Dichte ,unterschied zwischen Rohteil und Fertigteil' be- rücksi;cdhtiigt wird Bund biel Teilen nu.,t mehreren Höhen am: gleichen Stück das Rohteil zum Zwecke der homogenen Nachverdichtung eine Profilverzerrung gegenüber dem Fertigteil auf- weist. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch ;gekennzeichnet, daß Mischungen von zwei ioder mehreren Metallsglzen verwendet werden wind dadurcheine Legierungsbildung er- mögliclit wird. 7. Verfahren stach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch ,gekennzeichnet, 4aß die Nach- verdichtung in. der Wärme vorgenommen wird. B. Metallgegenstände, hergestellt nach einem, mehreren oder allen der vorstehenden An- sprüche.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| SE886078X | 1948-12-27 |
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| DEH10886A Expired DE886078C (de) | 1948-12-27 | 1951-12-25 | Verfahren zur Herstellung von Metallgegenstaenden |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE886078C (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1120701B (de) * | 1957-05-25 | 1961-12-28 | Svenska Metallverken Ab | Verfahren zur Herstellung von aus Metall und darin feinstverteiltem Metalloxyd bestehenden Werkstoffen |
| DE1146256B (de) * | 1957-08-07 | 1963-03-28 | Philips Nv | Verfahren zur Herstellung stabilisierter, im wesentlichen aus Wolfram bestehender Elektroden zum Lichtbogenschweissen mit Hilfe eines Schutzgases |
| FR2421019A1 (fr) * | 1978-03-30 | 1979-10-26 | Crucible Inc | Procede pour l'elaboration de produits par la metallurgie des poudres d'alliage formant un hydrure |
-
1951
- 1951-12-25 DE DEH10886A patent/DE886078C/de not_active Expired
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1120701B (de) * | 1957-05-25 | 1961-12-28 | Svenska Metallverken Ab | Verfahren zur Herstellung von aus Metall und darin feinstverteiltem Metalloxyd bestehenden Werkstoffen |
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| FR2421019A1 (fr) * | 1978-03-30 | 1979-10-26 | Crucible Inc | Procede pour l'elaboration de produits par la metallurgie des poudres d'alliage formant un hydrure |
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