AT134127B - Verfahren zur Herstellung mechanisch sehr fester Körper beliebiger Form aus Wolframkarbid. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung mechanisch sehr fester Körper beliebiger Form aus Wolframkarbid. 



   Es sind Verfahren zur Herstellung mechanisch sehr fester Körper beliebiger Form aus den Karbiden der hochschmelzbaren Metalle, insbesondere Wolframkarbid, bekanntgeworden, bei denen diese Metallkarbide zunächst im Schmelzprozess hergestellt, alsdann gepulvert und dann mit oder ohne Beimengungen einem zweiten Erhitzungsprozess unterworfen wurden, welcher bis zum Schmelzpunkt oder nahezu bis zum Schmelzpunkt ging. Diese Verfahren, welche aus zwei Teilen bestehen, bieten   Umständlichkeiten,   und die erzielten Produkte lassen häufig zu wünschen übrig. Sie erfordern auch grosse Aufmerksamkeit geschulter Personen. 



   Das vorliegende Verfahren ist erheblich einfacher und bietet bessere Ergebnisse. Es bietet den Vorteil, dass die zweite Erhitzung bzw. zweite   Schmelzung   fortfällt, u. zw. braucht man hiebei nicht unbedingt Wolframkarbid, sondern man kann auch das metallische Wolfram, z. B. Rohwolfram, selbst verwenden. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass man als Ausgangsmaterial entweder das Anhydrid der Wolframsäure oder das hoehreduzierte pulverförmige Wolframoxyd oder das reduzierte Metall verwendet, die alle noch viel Sauerstoff enthalten. Diesen Stoffen werden einige Prozent Thorium oder Uranoxyd oder Tantal bzw. Tantaloxyd beigemengt, deren Schmelzpunkte genügend hoch gelegen sind. Das Schmelzen erfolgt dann in den Formen selbst. 



   Verwendet man Wolframmetall, insbesondere ungeschmolzenes Rohwolfram, so wird dieses vorteilhaft mit Thoriumkarbid vermischt und in den Formen zum Schmelzen gebracht. 



   Das Verfahren wird im ersten Fall so durchgeführt, dass Wolframsäure oder-anhydrid mit den obenangeführten Zusätzen zu Presslingen geformt wird. Diese Presslinge können vorteilhaft in solchen Kohleschiffchen, denen die Gussform daneben angefügt ist, im schräg gestellten Kohlerohrofen bis zur   Reaktions-oder Schmelztemperatur   erhitzt werden. Das Kohlematerial des Schiffchens sowie die Kohleatmosphäre im Innern des Kohlerohres führen bei der entsprechenden Reaktionstemperatur zunächst die Reduktion der Metalloxyde zu Metallen und hierauf weiter die Kohlung der Metalle herbei. Die gekohlten Metalle besitzen im Augenblick des Niederschmelzens und kurze Zeit danach den bis zur gewünschten Sättigung nötigen Kohlenstoffgehalt. Die Schmelzmasse fliesst sofort in die eigentliche Gussform und füllt diese aus.

   Die Gussform mit dem Inhalt wird, unmittelbar nachdem das Metall eingeflossen ist, aus dem Ofen herausgestossen. Würde das Metall im Schmelzflusse längere Zeit der Kohleeinwirkung ausgesetzt werden, so würde Übersättigung des Metallgemisches mit Kohlenstoff stattfinden. 



  Der überschüssige Kohlenstoff wird im Augenblick des Erstarrens als Graphit ausgeschieden. Die Sättigungsgrenze eines solchen Metallgemisches mit Kohlenstoff beträgt 4'5-5% und ist durch Analysenergebnisse erwiesen. Dieser Kohlenstoffgehalt entspricht bei Anwendung von reinem Wolfram einem Eutektikum von Karbid mit Wolfram bzw. reinem Wolframkarbid in der Zusammensetzung WC. Bis zu diesem Gehalte an Kohlenstoff ist das Metallgemisch eutektisch (leicht schmelzend) und daher sehr gut. 



   Wenn man gemäss dem zweiten Fall nicht die Metalloxyde, sondern in erster Linie die reinen Metalle oder Rohmetalle verwendet, erübrigt sich der Vorgang der Reduktion, wodurch das Verfahren wesentlich abgekürzt wird ; im übrigen treten dieselben Reaktionsvorgänge auf wie vorher angegeben. 



   Besonders harte, mechanisch sehr feste Körper von absolut homogenem Gefüge entstehen, wenn man Thoriumkarbid mit Wolfram vermischt und ein Schmelzen in den Formen herbeiführt. 

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   Das Thoriumkarbid hat einen Kohlenstoffgehalt von etwa 12-14% ; die Kohlung des Schmelzkörpers findet daher zum Teil durch das zugesetzte Thoriumkarbid statt. 



   Beim Niederschmelzen   des Wolfram-Thoriumkarbid-Gemisches   findet sofort eine Abgabe des
Kohlenstoffes an das kohlearme Wolfram statt, welches sich einerseits mit dem Kohlenstoff des Thoriumkarbides, anderseits aber auch mit dem Kohlenstoff des Kohleschiffchens (der aus Kohle bestehenden Form) sättigt. Das Legierungsgemisch besitzt auch hier einen   Sättigungskohlenstoffgehalt   von   4'5-5.   



   Das Abgiessen kann im übrigen vorteilhaft in derselben Weise erfolgen, wie dies im ersten Fall beschrieben wurde. Man kann dabei etwa 100 Gewichtsteile ungeschmolzenes Rohwolfram und 5-10 Gewichtsteile Thoriumkarbid verwenden. 



   Das in dem Metallgemisch vorhandene Thorium bzw. ungesättigte Thoriumkarbid verleiht ihm neben der besonderen Härte eine grosse Zähigkeit, was seine Anwendungsmöglichkeit erhöht. Sollte das Wolframmetall etwas sauerstoffhaltig sein, so bewirkt das Thoriumkarbid auch gleichzeitig eine Reduktion des anwesenden Oxyds zu Metall. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung mechanisch sehr fester Körper beliebiger Form aus Wolframkarbid durch Schmelzen in Formen, die man im Augenblick des Niederschmelzens der grössten Hitzeeinwirkung entzieht, dadurch gekennzeichnet, dass man das Anhydrid der Wolframsäure oder das hochreduzierte pulverförmige Wolframoxyd oder das reduzierte Wolfram, welche alb noch sehr viel Sauerstoff enthalten, unter Zugabe einiger Prozent Thorium, Uranoxyd, Tantal oder Tantaloxyd einem   Schmelzprozess   unterzieht.

Claims (1)

1. 2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Wolframmetall, insbesondere ungeschmolzenes Rohwolfram, mit Thoriumkarbid vermischt und in den Formen zum Schmelzen gebracht wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass 100 Gewichtsteile ungesehmolzenes Rohwolfram mit 5 bis 10 Gewichtsteilen Thoriumkarbid vermischt und dem Schmelzprozess unterworfen werden.