DE1558529A1

DE1558529A1 - Grundzusammenstellungen von Beryllium und Verfahren und Mittel zum Herstellen solcherZusammenstellungen

Info

Publication number: DE1558529A1
Application number: DE19671558529
Authority: DE
Inventors: Krock Richard Howard; Arlington Jones Clintford Ross
Original assignee: Mallory Metallurgical Products Ltd
Current assignee: Mallory Metallurgical Products Ltd
Priority date: 1966-02-11
Filing date: 1967-02-09
Publication date: 1970-04-16
Also published as: BE693954A; FR1572139A; CH501732A; US3490959A; AT285191B; GB1129504A; NL6702040A

Description

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MALLORI METALLURGICAL PRODUCTS LTD 78 Hatton Garden, London, E.C.1, Grossbritannien

GrundZusammenstellungen von Beryllium und Verfahren und Kittel zum Herstellen solcher Zusammenstellungen

Die Erfindung betrifft GrundZusammenstellungen von Beryllium und insbesondere Verfahren und Mittel zum Herstellen solcher GrundZusammenstellungen durch Sintern einer flüssigen Phase.

Sintern der flüssigen Phase unterscheidet sich von anderen Arten von Sinterverfahren dadurch, dass das Sintern eines Verbundstoffs in der Gegenwart einer flüssigen Phase durchgeführt wird. Dieses Sintern mit einer flüssigen Phase umfasst das Erhitzen der komprimierten Sintermetallbestandteile auf eine Temperatur, bei welcher eine vorbestimmte Menge der flüssigen Phase in Erscheinung tritt. In diesem Zustand xiird einer der Ketallbestandteile, nämlich der feste, allmählich im andern Metallbestandteil, dem flüssigen, aufgelöst. Die Mengen dieser Bestandteile sind jedoch soj dass beim Gleichgewicht stets eine feewisse Menge der festen Phase besteht. Es wird angenommen, dass die Flüssigkeit den Feststoff benetzt und fünstige Energiebedingungen an der Oberflaeh© erzeugt, die zwischen der flüssigen und festen Phase wirksam sind und das Losen in der flüssigen Phase gestatten.

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Bisher hat man beim Entwicklen gewisser Legierungen durch Sintern in der FItEssigkeitsphase gefunden, dass der Feststoff die Flüssigkeit aus dem Verbundstoff verdrangt. So kommt es a.B. beim Verwenden bekannter Flüssigkeitsphasen-Sinterverfahren bei einer Beryllium-Silber-Legierung zum Ausstossen des Silbers aus der Probe. Es wird angenommen, dass das ungunstige Oberflachenenergiegleichgewicht, das das Ausstossen der Flüssigkeit bewirkt, auf einen zähen, dauerhaften Film aus Berylüumoxyd zurückzuführen ist, der auf jedem Berylliumteilchen vorhanden ist.

Beryllium hat verschiedene ^inschenswerte physikalische Eigenschaften, welche es zu einem geeigneten Werkstoff für eine ganze Reihe von Anwendungszwecken machen, z.B. für leichte Zahnrader und Getriebe, leichte Befestigungsmittel, Teile von Flugzeugen u.dgl. Eine der wünschenswerteren Eigenschaften von Berylliummetall ist seine Eichte von 1,32 g/cmr', verglichen mit einer Dichte von 2,7 g/cnr für Aluminium, ein hoher Elastizitätsmodul von 2,812 χ 10 kg/cm , verglichen mit 2,109 x 10 kg/cm für Stahl, eine hohe Schmelztemperatur von 1285⁰C, eine ausserordentlich hohe spezifische Steifigkeit, gute Festigkeit, ausgezeichnete Massgenauigkeit, eine niedrige NeutronenabSorptionskapazität, seine ausserordentliche wirksame Eignung zum Verlangsamen und Reflektieren von Neutronen und ein gutes Korrosionsverhalten in Luft und Wasser. Metallisches Beryllium ist leichter als metallisches Aluminium und hat einen Schmelzpunkt, der ungefähr doppelt so hoch liegt wie der des Aluminiums. Ausserdem ist Beryllium für Röntgenstrahlen ausserord entlich durchlassig. Diese Eigenschaft, zusammen mit dem höhen Schmelzpunkt, macht Beryllium besonders für Fenster in Röntgenröhren geeignet· Dagegen hat das Beryllium jedoch einen grossen Nachteil, der seine kommerzielle

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Anwendung wesentlich begrenzt, nämlich den, dass es bei normaler Zimmertemperatur von Natur aus spröde ist.

Dieses Fehlen von Zähigkeit im Beryllium ist seiier Kristallstruktur zuzuschreiben, die dicht und hexagonal ist. Bei einer Verformung richten sich'die Grundebenen der dichtgepackten Hexagonalstruktur entlang der Arbeitsrichtung aus, da sie am leichtesten gleiten. Da Gleiten senkrecht zur Grundebene kristallographisch sxhwerr ist, ist die Duktilitat von Beryllium senkrecht zur primären Bearbeitungsrichtung praktisch überhaupt nicht vorhanden.

Man hat bereits verschiedene lösungen vorgeschlagen, um metallisches Beryllium genügend nachgä&ig zu machen, um eine weitere kommerzielle Anwedung des Metalls zu ermöglichen. Man hat Querwalzen und Quer— schmieden als Erzeugungsverfahren vorgeschlagen, welche die Nachgiebigkeit des Berylliums verbessern könnten. Diese Methoden setzten die Anzahlen der Grundebenen herab in der Richtung des Walzvorgangs und führten zu besserer Nachgiebigkeit. Die Verbesserung, die dadurch erzielt werden konnte, war jedoch keineswegs befriedigend. Die Tatsache, dass Beryllium bei Zimmertemperatur als spröde bezeichnet werden muss, blieb bestehen, selbst nach Anwenden der vorgenannten Verfahren, wenn man sich mit der Duktilitat senkrecht zur Fertigungsrichtung befasste. Ausserdem eignet sich das vorgenannte Verfahr en überhaupt nicht für die Fertigung, wo diese ausschliessloch entlang einer Achse vor sich geht, wie beim Gesenkschmieden, Ziehen oder Strangpressen·

In den letzten Jahren hat man sich mit der Erzeugung von Berylliumlegierungen befasst, die nicht die dem Beryllium eigene Strodigkeit aufweisen, dabei aber gewisse seiner besonderen Eigenschaften haben,

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wie z.B. seine niedrige Dichte zusammen mit seiner hohen Festigkeit. Die USA-Patentschrift 3 082 521 beschreibt wahrstoeinlich die erste geschmeidige Beryllium-Silber-Legierung, die dadurch hergestellt wurde, dass der Teil schnell von der Temperatur abgeschreckt wurde, bei der er flüssig war. Der Berylliumgehalt überstieg hier jedoch nicht einen toert von 86,3 Atomprozent, was ungefähr einem Wert von 30 Gewi&tsprozent entspricht. Obwohl die Berylliumlegierung geschmeidig war, war ihre Dichte hoher als die des Aluminiums und ungefähr gleich der des Titans.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, dass Berylliumlegierungen durch Vorpressen und Sintern einer Mischung von Metallen in Pulverform erzeugt werden könnten. Dies fuhrt jedoch zum Ausstossen des Gerüstmetalls oder der Gerüstmetalle aus der Berylliumprobe und zum Erstarren des oder der Gerüstmetalle in Klumpen auf der Oberflache des Feststoffs. Man kann annehmen, dass das Ausstossen des Gerüstraetils oder der Gerüstmetalk auf die Oberflachenenergien des festen Berylliums und der verschiedenen gebildeten Flüssigkeiten zurückzuführen ist. Das ungünstige Gleichgewicht der Oberflachenenergien dürfte auf einen zähen, festen Film von Berylliumoxyd zurückzuführen sein, der auf jedem Berylliumteilchen vorhanden ist.

Es wurde ein Verfahren entwickelt zum Herstellen einer Zusammenstellung von Beryllium mit einem Metall, z.B. mit Silber, enthaltend bis zu 85 Gewichtsprozent Beryllium, wodurch eine Zysammenstellung geschaffen wird, deren Dichte kleiner ist als die von Aluminium, und die sich durch hohe Festigkeit und gute Schmiegsamkeit auszeichnet. Diese Schraiegsamkeit ist auf die erhaltene Makrostruktur der Zusammenstellung zurückzuführen.

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;Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Mittel zu schaffen, welches das Flüssigkeitsphasensintern von Beryllium mit einem beigemischten anderen Metall fördert, und eine schmiegsame Berylliumzusammenstellung anzugeben, welche eine niedrige Dichte mit hoher Festigkeit vereinigt.

Die Erfindung schafft daher ein Verfahren zum Herstellen von Grund-Zusammenstellungen von Beryllium mit einem anderen Metall durch Sintern in der Flüssigkeitsphase, wobei Teile von Beryilliumpulver und einem anderen Metallpulver gemischt und in einer Matrize verpresst werden, um eine rohe Zusammenstellung zu bilden, die nachher gesintert wird, wobei der Mischung von Pulvern vor dem Pressen ein Mittel beigegeben wird, welches das Ausstossen des anderen'Metalls aus dem gesinterten Verbundstoff verhindert, entweder durch Zerstören des Ctxydfilms auf dem Berylliumteilchen und/oder dirch Abwandern zur Metalloxyd-Grenzschicht, um die Oberflächenenergie des flüssigem Metalls gegenüber dem Berylliumoxyd film herabzusetzen, sodass das flussige Metall das feste Metall langsam auflöst.

Dieses Mittel entstammt vorzugsweise der die Alkali- und Irdalkalihalogenide enthaltenden Gruppe·

Die Erfindung umfasst auch eine binäre Metallzusammenstellung, die ungefähr 60 bis 85 Gewichtsprozent Beryllium und den Rest Silber enthält.

Weitere Kennzeichen und Vorteile dar Erfindung gehen aus der folgenden, beispielsweisen Beschreibung anhand der b^Lieg&iden Zeichnungen hervor. Fig· 1 ist ein Phasendiagramm fur binEre Legierungen von Beryllium

und Silber»
Fig. 2 iat eine Mikrophotographie eines? BerylHumprobe und zeigt eine von der Frobs dureh di@ OberflAtoflncnesiiflkrSfte dos festen

U 0 § § 1 ö / 0 ο 5 h _ia^.

Berylliums und der versfaiedenen gebildeten Flüssigkeiten

ausgestossenes Gertistmetall,
Fig. 3 ist eine Mikrophotographie einer Zusammenstellung von 25 Gewichtsprozent Silber in Beryllium und zeigt eine Belta-

oder Gamma-Zwischenphase, die die Berylliumteilchen umgibt, Fig. 4 ist eine Mikrophotographie einer Zusammenstellung »on 25 Gewichtsprozent Silber in Beryllium und zeigt die Abwesenheit der &- oder Y-Zwischenphase.

Allgemein betrifft die Erfindung Mittel und Verfahren zum Herstellen einer formbaren Zusammenstellung von Beryllium mittels Sintern in der flUssigen Phase, umfassend zwischen etwa 60 und 85 Gewichtsprozent Beryllium und den Rest in Silber.

Das Verfahren zum Herstellen der Beryllium-Silber-Legierung durch Flussigkeitsphasen-Sintem umfasst im wesentlichen das Mischen von Beryllium und Silber in Pulverform in einem vorbestimmten Verhältnis mit einer vorbestimmten Menge eines der Gruppe der Alkali- und Erdalkalihalogenide entnommenen Mittels. Diese Teile werden in einer Matrize zur Grundmasse verpresst· Dieser Verbundstoff wird dann auf die Sintertemperatur erhitzt. Bei dieser Temperatur schafft das Mittel ein günstiges Gleichgewicht der Oberflächenenergie zwischen dem Beryllium und dem Silber, sodass das Silber langsam das Beryllium bei der Sintertemperatur auflost. Dann wird die Zusammenstellung abgeschreckt oder wärmebehandelt um die Bildung einer Y- oder δ-Phase in der Legierung im wesentlichen zu verhindern.

Insbesondere umfasst die erfindungsgemSsse Methode das Mischen von Berylliumpulver zu etwa 60 bis 85 Gewichtsprozent mit Silberpulver als Rest. Ein Reagenzmittel, beatehend «us Lithiuefluorid-lithiUMChlorid

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in einer Menge von 0,5 bis 2,0 Gewichtsprozent der ganzen Zugabe, wird mit dem Beryllium- und Silberpulver gemischt. Das Reagenzmittel enthält die genannten Bestandteile im Verhältnis von etwa 1:1 (geftichtsmässig). Das Beryllium, Silber und Reagenzmittel werden zum rohen Verbundstoff verpresst. Dieser rohe Verbundstoff wird in einer nichtoxydierenden Atmosphäre, z.B. in Argon auf eine Temperatur zwischen etwa 1050⁰C und 1250⁰C erhitzt. Bei dieser Temperatur schafft das Reagenzmittel ein günstiges Gleichgewicht der Oberflächenenergie zwischen dem Beryllium und dem Silber, sodäss das Silber das Beryllium langsam aufzulösen vermag. Die Eikrostruktur der sich ergebenden Zusammenstellung besteht aus Beryjliumteilchen, die von einer formbaren Phase einer Silber-Beryllium-Gerüstmetallegierung umgeben sind. Die Legierung wird auf ihre theoretische Dichte gesintert. Dann wird die Legierung abgeschreckt oder wärmebehandelt, um im wesentlichen die Bildung einer Y-Phase oder einer δ-Phase hintanzuhalten.

Zum Durchfuhren der Erfindung wird ein auf Beryllium hergestellter Grundverbund stoff durch geeignete Kittel, wie sie aus der Metallkeramik bekannt sind, erzeugt. Ein derartiges Verfahren umfasst das Mischen von Berylliumpulver mit Silberpulver und mit einem aus gleichen Teilen von Lithiurafluorid und Lithiumchlorid bestehenden Reagenzmittels. Die Pulver Kerden mittels einer Kugelmühle mit dem Flussmittel gemischt. Die gemischten Pulver werden mittels an sich bekannter metallurgischer Verfahren zu einem rohen Verbundstoff verpresst, z.B. in einer Matrize auf einer hydraulischen oder automatischen Presse oder durch Eingeben der Pulver in eine Gummi- oder Plastikform und Pressen in einer hydrostatischen Presse. Der rohe Verbundstoff wird in einer nichtoxydierenden Atmosphäre, z.B. in Argongas, bei etwa 1050⁰C bis 1250⁰C gesintert. Es ist zu bemerken, dass die Sinterteraperatur unter dem bei 1277⁰C

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liegenden Schmelzpunkt des Beryllium, jedoch über dem bei 960,8⁰C liegenden Schmelzpunkt des Silbers liegt. Bas Silber löst die kleineren Berylliumteilchen auf und löst auch die Oberfläche der grösseren Teilchen des Berylliurapulvers, sodass die übrigen Berylliumteilchen von einer formbaren Phase einer Silber-Beryllium-Legierung umgeben sind.

Das aus Lithiumfluorid und Lithiumchlorid bestehende Reagenzmittel zerstört entweder den Oxydfilm auf dem Beryllium oder setzt sich an der Metalloxydgrenzfläche ab, und senkt die Überflächenenergie des flUssigen Metalls gegenüber dem Berylliumoxydfilm. Einfacher gesagt, bewirkt dieses Mittel das Benetzen des Berylliums durch die Flüssigkeit.

Zusammenstellung enthaltend etwa 60 bis 85 Gewichtsprozent Beryllium und den Rest Silber wurden erfolgreidi hergestellt. Das Reagenzmittel verhinderte das Ausstossen der flüssigen Silber-Beryllium-Legierung durch die Oberflächenkräfte, d.h., es verhinderte das Ausbilden sehr kleiner, runder Tröpfchen der Silber-Beryllium-Legierung auf der Oberfläche der Berylliumprobe. Fig. 2 zeigt eine Berylliumprobe 20, auf deren Oberfläche eine ausgestossene Legierung 21 aus Silber und Beryllium zu sehen ist. Proben, aus welchen die Silber-Beryllium-Legierung ausgestossen wurde, sind grossporig und infolgedessen schwach, spröde und kommerziell praktisch unbrauchbar.

Die Zusammenstellung des benützten Reagenzmittels umfasst etwa 50 Gewichtsteile Lithiumfluorid und 50 Gewichtsteile Lithiumchlorid. Infolge der Wirkung dieses Mittels wird beim Erhitzen oder Sintern der verpressten Pulvermischung auf eine Temperatur, bei welcher sich die flüssige Phase ausbildet, das Ausstossen dieser flüssigen Phase vermieden. Es hat sich auch herausgestellt, dass das Auflösen des Berylliums im Silber verbessert wurde, wie aus den runden IDerylliumteilcher. in der Fikrostruktur zu ersehen ist.

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Wenn das Beryllium in Kengen von mehr als 75 Gewichtsprozent vorhanden war, stellte es sich heraus, dass die gewichtsmassige Menge des Lithiumfluorid-Lithiumcholrid-Mittels 0,5 Gewichtsprozent der gesamten Ketalleinxvage betragen sollte. Die optimale Menge dieses Mittels afceint im Bereich von 0,5 bis 2,0 Gewichtsprozent zu liegen, berechnet auf die gesamte Metalleinwage. Es wird angenommen, dass die Kenge des Lithiumfluorid-Lithiumchlorid-i-Iittels der Menge zugeordnet ist, welche notwendig ist, um die ganze Oberfläche des Berylliums ' zu bedecken, sodass die Minimalraenge eine Funktion der Oberfläche des Berylliumpulvers darstellt· Das 1-ü.ttel kann auch mit einem anderen Verhältnis zwischen üthiumfluorid und Iathiumchlorid benützt . werden, τ-robei jedoch eine Mischung zu gleichen Teilen die besten Ergebnisse zu' zeitigen scheint.

i-3-t dem erfindungsgemässen Verfahren und der Zugabe des Lithiumfluorid-Iäthiurachlorid-Reagenzmittels wurde ein Verbundstoff hergestellt, der bis zu C5 Gewichtsprozent Beryllium enthielt, ohne das Sintern unter Druck durchzuführen. Die Zusammenstellung wurde auf 95 bis 99 Prozent ihrer theoretischen Dichte gesintert und hatte eine Dichte von 2,19 bis 2,29 Gramm/cm . Das Produkt hatte die gute Festigkeit und geringe Dichte des Berylliums und zeichnete sich durch eine gute Verformbarkeit aus. Durch das Umgeben der Berylliumteilchen mit einer formbaren Phase eines Gerüstmetails aus einer Silber-Beryllium-Legierung deformierte sich das Beryllium und das Gerüstttietall dauernd unter Belastung·

Das BeryHium-Silber-Phasendiagramm in Figur 1 zeigt, dass Beryllium-Silber-Kischungen mit Berylliumgehalten von mehr als etwa 2,3 Gewichtsprozent eine Schmelze bilden und bei Temperaturen über ca 1010⁰G mit im wesentlich«! reinem Beryllium im Gleichgewicht stehen. Die Zusammensetzung der Silber-Beryllium-Legierungsschmelze wird durch die Temperatur

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der Schmelze bestimmt und ist von der Gewichtsprozentmenge des Berylliums unabhängig, während die relative Menge von festem Beryllium und Gerüstmetall bei der Sintertemperatur durch die Temperatur selbst und auch durch die Gewichtsprozentmenge des Berylliums gegenüber der Gewichtsprozentmenge des Silbers bestimmt wird. Beryllium-Silber— Mischungen wurden bei einer Reihe von Temperaturen zwischen 1050⁰G und 1250⁰C gesintert. Bei jeder Temperatur, bei welcher das Sintern durchgeführt wurde, wurden Flüssigkeitsphasenstrukturen erzielt. Es wurde gefunden, dass, wenn die Flüssigkeit weniger als 5 Volumprozent betrug, das Sintern in der flüssigen Phase langsam vor sich ging und das Ergebnis porös war. Gleichermassen hat sich auch herausgestellt, dass, wenn die flüssige Phase einen Wert von 35 Volumprozent überstieg, die festen Berylliumteilchen die Struktur nicht mehr beibehalten konnten und es infolgedessen zum Durchsacken des verpressten Verbunstoffs kommen konnte. Für eine bestimmte Legierung lasst sich daher der Temperaturbereich für das Sintern aus dem Phasendiagramra bestimmen, und diese Temperaturbereiche wurden durch Experimente bestätigt.

Im Folgenden werden Berechnungen der JCkrostruktur gegeben, abgeschreckte» metastabile und im Gleichgewicht befindliche Strukturen:

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PHASE DI DER BERILLUM-SILBER-LBGIERUMG 60 Gewichtsprozent Beryllium und 40 Gewichtsprozent Silber

Sinter Gew.-Prozent Volumprozent Volumprozent Dichte der temperatur Flüssigkeit Flüssigkeit Be(Teilchen) Zusammenstellung

1050	46,5	Gewichtsprozent	Gewicht sprozent	20,2	79,8	2,72
1100	¹ 53,4	29,1	17,7	33,3	66,7	2,72
1150	63,5	33,3	20,3	42,2	54,8	2,72
1200	80,0	39,6	23,5	70,0	■30,0	2,72
1225	—	50,0	' 3O₉O	-	-	2,72
I25O	-	63,3	37,5	-	-	2,72
Zimmertemp.-Äquivalent	Zimmertemp.—äquivalent	75,0	10.35	89,35	2,72 •1
75	85	Zimmertera«-äquivalent	Beryllium und 25	Gewichtsprozent	Silber
1050	1050	10.5	89,5	2,29
1100	1100	• 15,8	84,2	2,29
1150	1150	23,8	76,2	2,29
1200	1200	36,8	63.2	2,29
I225	I225	52,7	47,3	2,29
1250	5,45	94,5	2,29
Beryllium und 15	Gewichtsprozent	Silber
5.8	94,2	s, 07
8,7	91,3	2.07.
12,6	87,4	2,07
.20,0	80,0	2,07
29,0	71,0	2,07
68„Q	32,0	2,07
2*95	96,8	2,07

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Es ist zu bemerken, dass die Dichtewerte der Zusammenstellung zwischen der Dichte des Berylliums und der des Aluminiums liegen. Zusammenstellungen mit zwischen 60 und 75 Gewichtsprozenten Beryllium können in einem Vorgang auf ungefähr 96 - 99 Prozent der Dichte gesintert werden. Zusammenstellungen mit etwa 85 Gewichtsprozent Beryllium erfordern ein doppeltes Verpressen und Versintem, um ungefähr 95 Prozent der theoretischen Dichte zu erreichen.

Es wurde gefunden, dass beim Kühlen von der Sintertemperatur des Berylliums, die Berylliumteilchen mit der silberreichen Flüssigkeit unter einer peritektischen Reaktion reagieren, wodurch bei einer unter etwa 1010⁰C liegenden Temperatur eine neue δ-Phase gebildet wird. Die δ-Phase, die mit dem festen Beryllium zwischen etwa 1010⁰C und 85O⁰C im Gleichgewicht steht, enthält ungefähr 18 Gewichtsprozent Beryllium. Weiteres Kühlen herunter auf eine Temperatur zwischen 85O⁰C und etwa 76O⁰C führt zu dber Reaktion der δ-Phase mit den festen Berylliumteilchen und zur Bildung einer Y-Phase, die mit den Berylliumteilchen im Gleichgewicht steht. Die Y-Phase enthält ungefähr 12 Gewichtsprozent Beryllium. Bei etwa 76O⁰C reagiert die Y-Phase mit den Berylliumteilchen und es kommt zur Bildung von im wesentlichen festem Silber, das im Gleichgewicht mit dem im wesentlichen reinen Beryllium steht.

Da die Reaktionen im festen Aggregatzustand allgemein langsam verlaufen, ist es beim normalen Kühlen der Zusammenstellung möglich, entweder die Y-Phase oder die δ-Phase bei Zimmertemperatur infolge der langsamen Diffusion beizubehalten. Da die Gegenwart der Y-Phase oder der δ-Phase in der MLkrostruktur der Legierung einen die Formbarkeit beeinträchtigenden Einfluss haben würde, muss entweder isothermisch für eine bestimmte Zeit bei 750⁰C gehalteil, oder auf 75O⁰C wieder

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erhitet werden, um die in der Mikrostruktor vorhandene Y- oder δ-Phase aufzulösen. Man hat gefunden, dass die Y-Phase oder die δ-Phase ' aufgelöst werden kann» indem die legierung 24 Stunden lang auf 75O°C gehalten_g oder wieder auf diese Temperatur srwSrmt wird_e Ausserdem hat sich auch gezeigt₉ dass dia Hoehtemperaturstruktur und «Zusammenstellung beibehalten werden kann* indem die legierung von einer über 1010⁰G liegenden Temperatur abgeschreckt wird,, Es ist zu ersehen, dass das Absehrecken die ^amebehanaiUmg.^ wesentlichen beseitigt, dabei aber sehr schnelle Kühlgeschwindigkeiten erfordert.

PIg. 3 zeigt in 500-facher VergrUsserung eine Mikrophotographie einer Zusammenstellung von 25 Gewichtsprozent Silber in Beryllium nach Xtzen mit einem geeigneten Ätzmittel, a»B« mit mit einer verdünnten lösung von Jtaoniumhydroxyd und Wasserstoffhyperoxyd. Die Zonen sind Berylliumteilchen« Die dunkeln Zonen 11 sind die die BerylliurateÜDhen umgebenden δ— odor Y-Zwisrchenphasene

Fig 4 zeigt das Aussehen der Zusammenstellung von 25 Gewichtsprozent Silber in Beryllium nach "Wärmebehandlung bei 75O⁰C in einer ArgonatmosphSre -wahrend einer Zeit von 24 Stunden, Es ist zu bemerken» dass die δ- oder Y-$hase verschwunden ist» Die Zonen 10 sind die gesinterten Berylliumteilchen und die Zonen 12 das formbare Silber~Beryllium-Legierungsgerust, welches di© gesinterten Berylliumteilchen umgibt«

Beispiel 1 zeigt das Ausstossen der Flüssigkeit aus der Berylliumprobe und die Beispiele 2 bis 4 zeigen die Herstellung von Silber-Beryllium-Zusammenstellungen durch Sintern in der flüssigen Phase.

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Beispiel 1

Beispiel 1 zeigt das Ausstossen der flussigen Beryllium-Silber-Legierung aus dem festem BerylliumkSrper, wenn das IithiumfluoridlAthiumchlorid-Reagenzmittel bei der Herstellung st er Beryllium-Silber-Zusamraenstellung nicht benützt wird.

Eine Mischung von ca 75 Gewichtsprozent Beryllium mit einer Teilchengrösse von Maschengrosse 200 oder darunter wurde in einer Kugelmühle mit einem Silberpulver geeigneter Grosse zu 25 Gewichtsprozent gemischt. Die Mischung wurde durch geeignete Mittel, z.B. eine automatische Presse zu einem Verbundstoff verpresst, der sich handhaben liess. Es stellte sich heraus, dass Drücke von ca 1050 kg/cm bis 1400 kg/cm einen rohen Verbundstoff herstellten, welcher ungefähr 50 bis 60 Prozent der theoretischen Dichte hatte und sich handhaben liess· Das Sintern dieses Verbundstoffs wurde in einer Argonatmospha"re bei ca 1150⁰C im Laufe einer Stunde durchgeführt. Infolge der Oberflachenenergien des festen Berylliums und der sich bildenden Flüssigkeit, führte dieses Verfahren zum Ausstossen der Flüssigkeit und zu ihrem Erstarren in der Form kleiner Kügelchen auf der Oberfläche der Probe.

Beispiel 2

Eine Zusammenstellung von ca 60 Gewichtsprozent Beryllium und ca 40 Gewichtsprozent Silber.

Eine Mischung von ca 60 Gewichtsprozent Beryllium mit einer Teilchengröße entsprechend einer SiebnawchengrSsse Nr.200 oder darunter wurde in einer Kugelmühle mit 40 Gewichtsprosent Silber entsprechender Teilchengrosse gemischt. Zugleich wurde in der Kugelmühle ait dem Beryllium- und Silberpulver etwa 1 Gewichtsprozent (berechnet auf die ganze Metall-

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einwage einer aus gleichen Teilen von lithiumfluorid und Lithiumchlorid bestehenden laschung beigemischt. Mischungen von Beryllium- und Silberpulver -wurden auch ir.it einer Zugabe des Reagenzmittels von 0,5 Gewichtsprozent und 2,0 Gewichtsprozent (gemessen an der gesepten Ketalleinwage) zubereitet. Die gemischte Miscijung wurde mittels einer geeigneten Presse verpresst, um ein en Verbundstoff zu erhalten, der sich handhaben liess. Bei einem Druck von 1OjK) kg/cm bis 1400 kg/cm wurde ein roher Verbundstoff von ca 50 - 60 Prozent der theoretischen Dichte erzielt, der genügend fest war, um sich handhaben zu lassen. Das Sintern dieses VerbandStoffs wurde in einer Argonatmosphare bei ca 1150⁰C während einer Stunde durchgeführt. Eine individuelle Zusammenstellung nach Massgabe der vorangehenden Vorschrift wurde für jede der Temperaturen von 1050°G_s 110O⁰G, 1200°G,1225°C und 125O⁰C zubereitet. Alle diese Zusammenstellungen wurden auf die vorbeschriebene Art und Weise Wärmebehandelt.

Beispiel β

Eine Zusammenstellung von ca 75 Gewichtsprozent Beryllium und ca 25 Gewichtsprozent Silber.

Der Vorgang nach Beispiel 2 wurde wiederholt, jedooh mit 75 Gewichtprozent Beryllium und 25 Gewichtsprozent Silber. Individuelle Zusammen stellungen wurden zubereitet bei ca 105O⁰C, 1100⁰C, 1200°C,1225°C und 1250^oC_a zusätzlich zur ersten bei 1150⁰C, wobei das vorbeschriebene Verfahren ©ingesetst wurde.

Beispiel 4

Eine Zusammenstellung von ca 85 Oewiehtsprozeit Beryllium und ca 15 Gewichtsprozent Silber.

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Der Vorgang nach Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch mit 85 Gevjichtsprozent Beryllium und 15 Gewichtsprozent Silber. Individuelle Zusammenstellungen wurden bei jeweils 105O⁰C, 1100⁰C, 115O⁰C, 120O⁰C, 1225⁰C und 125O⁰C zubereitet und wärmebehandelt.

Die im Vorangehenden beschriebene Erfindung beschränkt sich nicht auf die Beispiele und kann in vielen Hinsichten abgewandelt und abgeändert werden, ohne die Offenbarung zu verlassen.

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η o 9 81 η / o rs s /.

Claims

Patentansprüche

•1« Verfahren zum Herstellen von GrundZusammenstellungen von Beryllium und einem anderen Metall durch Sintern in der flüssigen Phase, wobei Teile von Berylliumpulver und dem Pulver des andern Metalls gemischt und in einer Matrize verpresst werden, um einen rohen Verbundstoff zu schaffen, welcher nachher gesintert wird, dadurch gekenneeichnet, dass vor dem Vorpressen der Pulvermischung ein Reagenzmittel zugegeben wird, welches das Ausstossen dieses anderen Metalls aus der Zusammenstellung verhindert, ändern es entweder den Oxydfilm auf dem Berylliumteilchen zerstört und/oder zur Metalloxyd trennflSche abwandert, um die Oberflachenenergie des flüssigen Metalls gegenüber dem Berylliumoxydfilm zu verringern, sodass das flüssige Metall langsam das feste Metall auflost·

Z, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der Pulvermischung zugeführte Reagenzmittel der Gruppe der Alkali- und Erdalkalihalogenide entnommen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 zum Herstellen einer Berylliumausammenstellung durch ELüssigkeitsphasensintern, dadurch gekennzeichnet, dass vorbestimmte Mengen von Berylliumpulver und Pulver des zweiten Metalls mit einer vorbestimmten Menge eines Reagenzmittels gemischt werden, welches der Gruppe der Alkali- und Erdalkalihalogenide entstammt, und dass diese Pulvermischung in einer Matrize zu einem rohen Vwrbundstoff verpresst wird, worauf dieser Verbundstoff auf die Sintertemperatur des Berylliums erhitzt wird, wobei das Reageasmittel ein günstiges Oberfläohenenergiegleichgewicht zwischen dem Beryllium und dfera andern Metall herstellt

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sodass dieses andere lletall das Beryllium langsam bei der Sintertetnperator auflöst, um eine Berylliumlegierung zu bilden, Kelche
dann wärraebehandelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprache 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Metall Silber ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, dass die
vorbestirnmte Xenge Beryllium ungefähr zwischen 60 und 85 Gewichtsprozent beträgt, wobei der Rest Silber ist, und dass das
Reagenzmittel zwischen 0,5 und 2,0 Gewichtsprozent der gesamten
Metalleinwage beträgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5$ dadurch gekennzeichnet, dass das Reagenzmittel Iithiumfluorid und Iathiumchlorid umfasst.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhitzen des Verbundstoffs aus Beryllium, dem anderen
Metall und dem Reagenzmittel auf eine Temperatur zwischen etwa
105O⁰C und 1250⁰C erfolgt und während einer Stunde fortgesetzt wird, wobei der Verbundstoff in einer Argonatmosphäre gelagert ist,

8· Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die yorbestimmte Menge des Berylliums 75 Gewichtsprozent und die des Silbers den Rest beträgt, wobei die Menge des Reagenzmittels 1 Gewichtsprozent ist, gemessen an der gesamten Metalleinwage.

9· Verfahren nach Anspruch 6, dadirch gekennzeichnet, dass das Reagenzraittel zu gleichen Gefcichtsteilen aus I&thiurafluorid und aus
lithiumchlorid besteht.

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10. Eine binare Ketallverbindungf, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwischen 60 und 85 Gswichtsprozent Beryllium und den Rest Silber enthält.

11_β Eine binäre Metallverbindung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet ,' dass das Beryllium ungefähr 75 Gewichtsprozent der Zusammenstellung beträgt.

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