PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69030311T2 24.07.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0448721
Titel RIESENKÖRNER UND EINKRISTALLE AUS CHROM UND IHRE HERSTELLUNG
Anmelder Tosoh Corp., Shinnanyo, Yamaguchi, JP
Erfinder KUNIYA, Tsutomu, Yokohama-shi Kanagawa 245, JP;
HANAWA, Koichi, Kawasaki-shi Kanagawa 215, JP;
TANAKA, Hiroshi, Machida-shi Tokyo 194, JP;
SEKINE, Shinji, Kawasaki-shi Kanagawa 214, JP
Vertreter Vossius & Partner, 81675 München
DE-Aktenzeichen 69030311
Vertragsstaaten AT, DE, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 28.09.1990
EP-Aktenzeichen 909144271
WO-Anmeldetag 28.09.1990
PCT-Aktenzeichen JP9001260
WO-Veröffentlichungsnummer 9105070
WO-Veröffentlichungsdatum 18.04.1991
EP-Offenlegungsdatum 02.10.1991
EP date of grant 26.03.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.07.1997
IPC-Hauptklasse C22C 27/06
IPC-Nebenklasse C22C 1/04   C30B 29/52   B22F 3/24   C30B 1/02   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft Riesenkörner und Einkristalle aus Chrom und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Obwohl Chrom ausgezeichnete Korrosions- und Hitzebeständigkeit aufweist, wird es gegenwärtig nur als Zusatz zur Herstellung von Legierungen verwendet. Chrom wurde nicht als einzelne Substanz außer als Targetmaterial zum Sputtern verwendet. Der Hauptgrund ist die Brüchigkeit von Chrom, die der Brüchigkeit an den Korngrenzen zugeordnet wird, und die plastische Verarbeitung von Chrom ist daher sehr schwierig. Es war praktisch unmöglich, Chromformteile mit komplizierten Formen zu erhalten, da die Herstellung solcher Formteile in der Praxis auf Verfahren mit geringer Ausbeute beruhen muß, zum Beispiel einer Entnahmeverarbeitung und Drahtschneiden. Das Problem der Brüchigkeit an den Komgrenzen eines Metalls, wie Chrom, kann durch Herstellen von Einkristallen überwunden werden, bei denen keine solchen Grenzen vorhanden sind.

Ein Verfahren zur Erzeugung von Einkristallen aus Metallen, zum Beispiel Molybdän, wurde in JP-A-59-141498 offenbart und verwendet Umkristallisation. Das Verfahren stützt sich als wesentliche Bedingung für die Erzeugung von Einkristallen auf die Addition eines Zusatzes, der Befestigungselement genannt wird, (z.B. CaO oder MgO) zu einem Einkristallbestandteil, und strenge quantitative Einstellung der Menge des zugegebenen Befestigungselements ist erforderlich. Offensichtlich ist ein gegenwärtig weit verbreitetes Verfahren zum Erhalt von Einkristallen aus Chrom das Zonenfließverfahren. Dieses Verfahren leidet jedoch unter den Problemen, daß die Produktivität pro Zeiteinheit beschränkt ist, die verfügbaren Produkte in der Form auf einen Stab mit relativ kleinem Durchmesser beschränkt sind und die erforderliche Apparatur sehr kompliziert ist. Es war äußerst schwierig, Chrom als Einkristalle mit relativ großer Größe oder komplizierter Form zu erhalten.

Durch die Fähigkeit, leicht großformatige Chromeinkristalle beliebiger Form zu erhalten, würde das Problem geringer Ausbeuten, das sich aus gegenwärtigen Verarbeitungsverfahren ergibt, überwunden sein und die Anwendung auf elektronische Teile, bei denen Formteile mit relativ komplizierter Form erforderlich sind, könnte erwartet werden, wobei so der Anwendungsbereich für Chrom beträchtlich verbreitert werden könnte.

Die Erfinder haben umfassende Untersuchungen bezüglich der Herstellung von Chromeinkristallen durch eine sekundäre Umkristallisation durchgeführt, wobei Aufmerksamkeit auf das Verhalten der im Chrombestandteil vorhandenen Verunreinigungen, z.B. Ti, Al, Si und Ca, gerichtet wurde. Sie haben festgestellt, daß diese Verunreinigungen einen bevorzugten Einfluß auf die Erzeugung von Chromeinkristallen ausüben und haben festgestellt, daß die Erzeugung von Chromeinkristallen durch zuerst Sintem von Chrom, das mindestens eine dieser Verunreinigungen als unvermeidbaren Bestandteil enthält, von Chrom, zu dem mindestens ein Element ausgewählt aus Ti, Al und Ca in einem festgelegten Bereich zugegeben wurde, oder von Chrom, zu dem diese zugegeben wurden und das ferner Cobalt enthält, und dann Wärmebehandlung des gesinterten Materials unter relativ milden Bedingungen, d.h. eine sekundäre Umkristallisation, erreicht werden kann.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung von Riesenkörnern oder Einkristallen aus Chrom, wie in Anspruch 1 definiert, bereit.

EP-A-0 342 992 (Tosoh) offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Einkristalls aus Chrom durch Sintern eines Chromformteils, um dadurch eine thermische Verformung an ihm zu bewirken, und Wärmebehandlung des entstandenen thermisch verformten Chromformteils. Das Verfahren erreicht hohen Wirkungsgrad an Kristallwachstum und stellt ein Einkristall-Chromformteil mit komplizierter Form her.

Die Erfinder haben ferner festgestellt, daß, wenn ein durch Sintern des vorstehend beschriebenen Chrommaterials und eine Verformungsbearbeitung des gesinterten Materials erhaltenes Formteil verwendet wird, die anschließende Wärmebehandlung unter relativ milden Bedingungen durchgeführt werden kann. Die in der vorliegenden Anmeldung bezeichneten Riesenkörner verhalten sich im wesentlichen wie ein Aggregat aus relativ großen Einkristallen.

Das Läutern von metallischem Chrom wird mit einem Verfahren, wie Reduktionsschmelzen und elektrolytisches Läutern durchgeführt. Chromerze, die als Rohstoffe bei diesen Verfahren verwendet werden, enthalten Bestandteile, wie Fe, Al, Si, Ni und Cu, zusätzlich zu Chrom. Das mit dem elektrolytischen Läuterungsverfahren erhaltene Chrom, von dem angenommen wird, daß es die industriell höchste Reinheit ergibt, enthält im erhaltenen Zustand noch Verunreinigungen, wie 20 bis 1000 ppm Fe, 1 bis 20 ppm Al, 30 bis 600 ppm Si, 1 bis 20 ppm Ti und 1 bis 100 ppm Ca. Bei der vorliegenden Erfindung ist, obwohl bevorzugt wird, das durch das elektrolytische Läuterungsverfahren erhaltene Chrom vom Standpunkt der Reinheit des erhaltenen Produkts zu verwenden, es auch möglich, durch übliche Reduktionsschmelzarbeit erhaltenes Chrom zu verwenden, wobei Chrom und andere Bestandteile in festgelegten Mengen im oxidierten Zustand gemischt und dann metallisiert werden.

Bei der vorliegenden Erfindung gibt es als Verfahren zur Zugabe der erforderlichen Mengen der Zusätze zum Chrombestandteil ein Verfahren, bei dem die Zusätze zum Erhalt von Chrom, wie Chromoxid, vorher zum Chrombestandteil gegeben werden.

Dieses Verfahren ist bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt. Jedoch kann die Zugabe mit jedem Verfahren durchgeführt werden, sofern die Einmischung anderer Verunreinigungen vermieden werden kann und eine gleichförmige Zusammensetzung erhalten werden kann. Die Menge der Zusätze zum Chrombestandteil beträgt 0.0002 Gew.-% als Oxide der Zusätze (diese Menge zeigt die Menge der zuzugebenden Zusätze) als Untergrenze bis 0,1 Gew.-% als Oxide in Chrom als Obergrenze. Geringere Mengen als 0,0002 Gew.-% haben keine signifikante Wirkung der Zugabe der Zusätze, und 0,1 Gew.-% übersteigende Mengen bewirken übermäßige Befestigungswirkungen der Chromgrenzen, was die Herstellung eines Einkristalls schwierig macht.

Da die vorstehend beschriebenen Zusätze, sogar wenn sie innerhalb des Bereichs von 0,0002 Gew.-% bis 0,1 Gew.-% (als Oxide in jedem Fall) zugegeben werden, manchmal lokal im Chrom abgeschieden werden können, sind Mengen bevorzugt, die 0,03 Gew.-% nicht übersteigen.

Es gibt keine besondere Einschränkung bezüglich des Verfahrens des Einmischens des Co-Bestandteils in den Chrombestandteil. Co kann zum Chrom direkt oder in jedem Stadium der Metallisierung von Chrom zugegeben werden, sofern das Chrom eine festgelegte Menge an Co beim Sintern des Chroms enthält.

Der Gehalt an Co beträgt 0,01 bis 3 Gew.-%. Geringere Mengen Co als 0,01 Gew.-% haben keine signifikante Wirkung der Zugabe, und 3 Gew.-% übersteigende Mengen beeinflussen die Erzeugung von Einkristallen aus Chrom nachteilig. Ferner sind die Mengen der anderen Bestandteile, die in Kombination mit Co zu verwenden sind, die gleichen wie vorstehend beschrieben.

Bei der vorliegenden Erfindung macht das Vorhandensein von Co die Bedingungen der nachfolgenden Hitzebehandlung milder. Es wird angenommen, daß das der katalytischen Wirkung von Co bei der Umkristallisation von Chrom zuzuordnen ist.

Chrom, das als Ausgangssubstanz beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, ist das Chrom wie vorstehend beschrieben und wird üblich pulverisiert und gesintert. Das Sintern wird mit gemäß einem gewöhnlich verwendeten Verfahren, wie Brennen und isostatisches Heißpressen (HIP), durchgeführt, sodaß das gesinterte Material eine Verformung erleidet. Die Sintertemperatur beträgt üblicherweise 1200ºC oder mehr, ist aber nicht höher als der Schmelzpunkt von Chrom, die Sinterdauer, obwohl nicht besonders beschränkt, beträgt zehn Minuten oder mehr, und der Sinterdruck beträgt vorzugsweise 10&sup8; Pa (1000 Atm) oder mehr. Die Form des gesinterten Materials kann durch geeignete Wahl des zum Sintern zu verwendenden Formbehälters eingestellt werden. Ferner ist es möglich, ein gesintertes Material (Formteil) mit relativ komplizierter Form durch Vorformen vor der Wärmebehandlung herzustellen.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann das so durch Sintern erhaltene Formteil einer Verformung unterzogen werden, wobei die Bedingungen der nachfolgenden Wärmebehandlungen milder gemacht werden. In diesem Fall ist die Verformung nicht besonders beschränkt und schließt allgemein verwendete Verfahren, zum Beispiel Walzen, Schmieden, Pressen und Extrusionsbearbeitung ein. Zum Beispiel wird das Walzen bei etwa 700ºC oder niedriger mit einem Walzverhältnis von 30 bis 90 % durchgeführt.

Das so erhaltene Chromformteil wird dann wärmebehandelt (sekundäre Umkristallisation). Diese Wärmebehandlung wird bei einer Temperatur von 1300ºC oder Höher, aber niedriger als der Schmelzpunkt des Chroms (1860ºC), vorzugsweise für 30 Minuten oder mehr in einer reduzierenden Atmosphäre, wie einer Wasserstoffatmosphäre, durchgeführt, obwohl diese Bedingungen abhängig davon, ob das gesinterte Chrom eine Formver-:nderung erfahren hat oder der zum Chrom gegebenen Art der Zusätze, variieren.

Bei der Verwendung von Co enthaltendem Chrom, wie vorstehend beschrieben, kann die Wärmebehandlung bei relativ niedrigen Temperaturen (1300ºC) durchgeführt werden. Wenn die Wärmebehandlungstemperatur niedriger als 1300ºC ist, ist die Erzeugung von Einkristallen aus Chrom unzureichend.

Das mit vorstehend beschriebener Wärmebehandlung erhaltene Chrom ist ein Einkristall und kann durch das Röntgenreflexionsverfahren nach Laue bestätigt werden.

Beste Weise der Durchführung der Erfindung

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung in bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben, das sollte aber nicht als den Schutzbereich der Erfindung einschränkend aufgefaßt werden.

Beispiel 1

Chromoxid, zu dem (ein) zuzugebende(s) Oxid(e) in einer Menge bis zu 0.2 Gew.-%, wie in der Tabelle gezeigt, in einem Naßverfahren zugegeben worden war(en), wurde 10 Stunden in Wasserstoff bei 1550ºC reduziert, um metallisches Chrom zu erhalten, das danach mit einem isostatischen Heißpreßverfahren gesintert wurde, um Rohblöcke zu erhalten. Die Sinterbedingungen sind eine Temperatur von 1200 bis 1300ºC, ein Druck von 1,2 - 2 × 10&sup8; Pa (1200 bis 2000 Atm) bzw. eine Stunde Zeitdauer. Jedes der gesinterten Materialien wurde bei 500ºC bei 30 bis 90 % warmgewalzt und das erhaltene gewalzte Material zu einer Größe von 200 mm × 50 mm × 10 mm geschnitten und 3 Stunden einer Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre bei 1500ºC unterzogen, wobei ein Einkristall aus Chrom erhalten wurde. Von diesem wurde mit dem Röntgenreflexionsverfahren nach Laue bestätigt, daß es ein Einkristall war. Die Kristallbeschaffenheit des Chroms ist zusammen mit dem Gehalt der Zusätze im Chrom angegeben (Tabelle 1).

Tabelle 1

Beispiel 2

Wie in Beispiel 1 erhaltene Rohblöcke (Sintertemperatur: 1100 bis 1300ºC) wurden jeweils zu einer Größe von 200 mm × 50 mm × 50 mm geschnitten und 3 Stunden einer Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre bei 1600ºC unterzogen, wobei ein Einkristall aus Chrom erhalten wurde. Von diesem wurde mit dem Röntgenreflexionsverfahren nach Laue bestätigt, daß es ein Einkristall war. Die Kristallbeschaffenheit des Chroms ist zusammen mit dem Gehalt an Zusätzen im Chrom angegeben (Tabelle 2).

Tabelle 2

Beispiel 3

Wie bei Beispiel 2 erhaltene Rohbiöcke wurden jeweils bei 500ºC mit einem Walzverhältnis von 30 bis 90 % gewalzt, zu einer Größe von 200 mm × 50 mm × 50 mm geschnitten und dann 3 Stunden einer Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre bei 1500ºC unterzogen, wobei ein Einkristall aus Chrom erhalten wurde. Von diesem wurde mit dem Röntgenreflexionsverfahren nach Laue bestätigt, daß es ein Einkristall war. Die Kristallbeschaffenheit des Chroms ist zusammen mit dem Gehalt an Zusatzen im Chrom angegeben (Tabelle 3).

Tabelle 3

(Co-Gehalt: 0,1 Gew.-%, Sintertemperatur: 1250ºC, Sinterdruck 1,5 × 10&sup8; Pa, 1500 Atm.)

Beispiel 4

Chromoxid, zu dem TiO&sub2; in einer Menge von bis zu 0,2 Gew.-%, wie in Tabelle 4 gezeigt, in einem Naßverfahren zugegeben worden war, wurde in Wasserstoff 10 Stunden bei 1550ºC reduziert, um metallisches Chrom zu erhalten, das danach mit einem isostatischen Heißpreßverfahren gesintert wurde, um Rohblöcke zu erhalten. Die Sinterbedingungen sind eine Temperatur von 1200 bis 1300ºC, ein Druck von 1,2 - 2 × 10&sup8; Pa (1200 bis 2000 Atm.) bzw. eine Stunde Zeitdauer. Jedes der gesinterten Mate nahen wurde bei 500ºC mit 30 bis 90 % warmgewalzt und das erhaltene gewalzte Material zu einer Größe von 200 mm × 50 mm × 10 mm geschnitten und 3 Stunden einer Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre bei 1500ºC unterzogen, wobei ein Einkristall aus Chrom erhalten wurde. Von diesem wurde mit dem Röntgenreflexionsverfahren nach Laue bestätigt, daß es ein Einkristall war. Die Kristallbeschaffenheit des Chroms ist zusammen mit dem TiO&sub2;-Gehalt im Chrom (Tabelle 4), der Temperatur und dem Druck beim Sintern (Tabelle 5) und dem Walzverhältnis des gesinterten Materials (Tabelle 6) angegeben. Im Vergleich dazu war, obwohl bei 1000ºC gesintertes Chrom wie es war wärmebehandelt wurde, die Kristallbeschaffenheit ein feines Korn. Die gleichen Verfahren wurden durchgeführt, um gewaizte Materialien aus Chrom zu erhalten, zu denen TiO&sub2; gegeben wurde. Jedes der gewaizten Materialien wurde zu einer Größe von 200 mm × 50 mm × 10 mm geschnitten und 3 Stunden einer Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre bei 1200 bis 1600ºC unterzogen. Die Beziehung zwischen der Temperatur der Wärmebehandlung und dem Kristallkornwachstum ist in Tabelle 7 gezeigt.

Tabelle 4
Tabelle 5
Tabelle 6
Tabelle 7

Beispiel 5

Chromoxid, zu dem TiO&sub2; in einem Naßverfahren zugegeben worden war, so daß es einen TiO&sub2;-Gehalt von 10 ppm im reduzierten Material nach Reduktion von Chromoxid aufwies, und 0,1 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% Cobaltoxid ferner auf ähnliche Weise gegeben worden war, wurde 10 Stunden in Wasserstoff bei 1550ºC reduziert, um metallisches Chrom zu erhalten, das danach mit einem isostatischen Heißpreßverfahren gesintert wurde, um Rohblöcke zu erhalten. Die Sinterbedingungen sind eine Temperatur von 1200 bis 1300ºC, ein Druck von 1200 bis 2000 Atm. bzw. eine Stunde Zeitdauer. Der Rohblock wurde zu einer Größe von 200 mm × 50 mm × 50 mm geschnitten und 3 Stunden einer Wärmebehandlung bei 1500ºC in einer Wasserstoffatmosphäre unterzogen, wobei ein Einkristall aus Chrom erhalten wurde. Von diesem wurde mit dem Röntgenreflexionsverfahren nach Laue bestätigt, daß es ein Einkristall war. Die Kristallbeschaffenheit des Chroms ist zusammen mit dem Co-Gehalt im Chrom (Tabelle 8), TiO&sub2;-Gehalt (Tabelle 9) und der Temperatur und dem Druck beim Sintern (Tabelle 10) angegeben.

Beispiel 6

Mit dem gleichen Verfahren wie bei Beispiel 5 erhaltene gesinterte Materialien wurden jeweils zu einer Größe von 200 mm × 50 mm × 50 mm geschnitten und 3 Stunden einer Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre bei 1200 bis 1600ºC unterzogen. Die Beziehung zwischen der Temperatur der Wärmebehandlung und dem Kristallkornwachsturn ist in Tabelle 11 gezeigt.

Tabelle 8
Tabelle 9
Tabelle 10
Tabelle 11

Beispiel 7

Wie in Beispiel 4 erhaltene Rohblöcke (Sintertemperatur: 1100 bis 1300ºC) wurden jeweils zu einer Größe von 200 mm × 50 mm × 50 mm geschnitten und 3 Stunden einer Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre bei 1600ºC unterzogen, wobei ein Einkristall aus Chrom erhalten wurde. Von diesem wurde mit dem Röntgenreflexionsverfahren nach Laue bestätigt, daß es ein Einkristall war. Die Kristallbeschaffenheit des Chroms ist zusammen mit dem TiO&sub2;-Gehalt im Chrom (Tabelle 12) und der Temperatur und dem Druck beim Sintern (Tabelle 13) angegeben.

Beispiel 8

Mit den gleichen Verfahren wie bei Beispiel 7 erhaltene gesinterte Materialien wurden jeweils zu einer Größe von 200 mm × 50 mm × 50 mm geschnitten und 3 Stunden einer Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre bei 1200 bis 1600ºC unterzogen. Die Beziehung zwischen der Wärmebehandlungstemperatur und dem Kristallkornwachstum ist in Tabelle 14 gezeigt.

Tabelle 12
Tabelle 13
Tabelle 14

Beispiel 9

Wie in Beispiel 8 erhaltene Rohblöcke wurden jeweils bei 500ºC mit einem Walzverhältnis von 30 bis 90 % gewalzt, zu einer Größe von 200 mm × 50 mm × 50 mm geschnitten und dann 3 Stunden einer Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre bei 1500ºC unterzogen, wobei ein Einkristall aus Chrom erhalten wurde. Von diesem wurde mit dem Röntgenreflexionsverfahren nach Laue bestätigt, daß es ein Einkristall war. Die Kristallbeschaffenheit des Chroms ist zusammen mit dem Co-Gehalt im Chrom (Tabelle 15), dem TiO&sub2;-Gehalt (Tabelle 16), der Temperatur und dem Druck beim Sintern (Tabelle 17) und dem Walzverhältnis (Tabelle 18) angegeben.

Beispiel 10

Mit dem gleichen Verfahren wie bei Beispiel 9 erhaltene gewalzte Materialien wurden jeweils zu einer Größe von 200 mm × 50 mm × 10 mm geschnitten und 3 Stunden einer Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre bei 1200 bis 1600ºC unterzogen. Die Beziehung zwischen der Temperatur der Wärmebehandlung und dem Kristallkornwachstum ist in Tabelle 19 gezeigt.

Tabelle 15

(TiO&sub2;-Gehalt: 10 ppm, Sintertemperatur: 1250ºC, Sinterdruck: 1,5 × 10&sup8; Pa (1500 Atm.))

Tabelle 16

(Co-Gehalt: 0,1 Gew.-%, Sintertemperatur: 1250ºC, Sinterdruck: 1,5 × 10&sup8; Pa (1500 Atm.))

Tabelle 17

(Si-Gehalt: 80 ppm, Co-Gehalt: 0,1 Gew.-%)

Tabelle 18

(Ti-Gehalt: 10 ppm, Co-Gehalt: 0,1 Gew.-%, Sintertemperatur: 1250ºC, Sinterdruck: 1,5 × 10&sup8; Pa (1500 Atm.))

Tabelle 19

Beispiel 11

Mit dem elektrolytischen Läuterungsverfahren erhaltenes hochreines Chrom wurde mit einem warmen isostatischen Preßverfahren gesintert. Die chemische Analyse des Chroms, wie hier verwendet, gibt folgendes wieder:

Cr; 99,98 Gew.-%, Si: 80 ppm, Ti: 10 ppm, Al: 10 ppm, Ca: 20 ppm

Die Sinterbedingungen sind eine Temperatur von 1200 bis 1300ºC, eine Stunde Zeitdauer bzw. ein Druck von 1200 bis 2000 Atm. Jedes der gesinterten Materialien wurde zu einer Größe von 200 mm × 50 mm × 50 mm geschnitten und 3 Stunden einer Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre bei 1600ºC unterzogen, wobei ein Einkristall aus Chrom erhalten wurde. Von diesem wurde mit dem Röntgenreflexionsverfahren nach Laue bestätigt, daß es ein Einkristall war. Die Einflüsse der Temperatur und des Drucks beim Sintern auf das Wachstum der Kristallkörner sind in Tabelle 20 gezeigt. Zum Vergleich ist die Kristallbeschaffenheit eines bei 1000ºC gesinterten Kristalls ebenfalls in der Tabelle aufgeführt.

Beispiel 12

Mit den gleichen Verfahren wie bei Beispiel 11 erhaltene gesinterte Materialien wurden jeweils in gleicher Größe geschnitten und 3 Stunden einer Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre bei 1200 bis 1600ºC unterzogen. Die Beziehung zwischen der Temperatur der Wärmebehandlung und dem Kristallkomwachstum ist in Tabelle 21 gezeigt.

Tabelle 20
Tabelle 21

Beispiel 13

Wie in Beispiel 11 erhaltene gesinterte Materialien wurden jeweils bei 500ºC mit 60 % warmgewalzt, zu einer Größe von 200 mm × 50 mm × 50 mm geschnitten und dann 3 Stunden einer Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre bei 1600ºC unterzogen, wobei ein Einkristall aus Chrom erhalten wurde. Von diesem wurde mit dem Röntgenreflexionsverfahren nach Laue bestätigt, daß es ein Einkristall war. Die Einflüsse der Temperatur und des Drucks beim Sintern auf das Kristaliwachstum sind in Tabelle 22 gezeigt. Im Vergleich dazu war, obwohl ein bei 1000ºC gesintertes Material, wie es war, wärmebehandelt wurde, der umkristallisierte Zustand ein feines Korn.

Beispiel 14

Mit den gleichen Verfahren wie bei Beispiel 13 erhaltene gewalzte Materialien wurden in gleicher Größe geschnitten und 3 Stunden einer Wärmebehandlung in einer Wasserstoffatmosphäre bei 1200 bis 1600ºC unterzogen. Die Beziehung zwischen der Temperatur der Wärmebehandlung und dem Kristallkornwachstum ist in Tabelle 23 gezeigt.

Tabelle 22
Tabelle 23

Möglichkeit für eine Anwendung in der Industrie

Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung können Riesenkörner oder Einkristalle aus Chrom mit beliebiger Form mit gutem Wirkungsgrad hergestellt werden, und es ist möglich, Formteile mit komplizierter Form aus den erhaltenen Riesenkörnern oder Einkristallen aus Chrom herzustellen. Außerdem ist es möglich, wenn die gesinterten Chrommaterialien einer Verformungsbearbeitung unterworfen werden, die sekundäre Umkristallisation unter relativ milden Bedingungen durchzuführen.


Anspruch[de]

1. Verfahren zur Herstellung von Riesenkörnern oder Einkristallen aus Chrom, umfassend eine Wärmebehandlung, bei einer Temperatur von 1300ºC oder höher aber niedriger als der Schmelzpunkt von Chrom, eines Chromformteils, zu dem wenigstens ein Element, gewählt aus der Gruppe Ti, Al und Ca, in einer Menge von 0,0002 Gew.-% als Untergrenze bis 0,1 Gew.-% als Obergrenze, berechnet als ein Oxid davon, zugegeben wurde, oder eines Chromformteils, das Co in einer Menge von 0,01 Gew.-% bis 3 Gew.-% enthält und zu dem wenigstens ein Element, gewählt aus der Gruppe Ti, Al und Ca, in einer Menge von 0,0002 Gew.-% als Untergrenze bis 0,1 Gew.-% als Obergrenze, berechnet als ein Oxid davon, zugegeben wurde, wobei jedem Chromformteil eine Formveränderung durch Sintern verliehen wurde, und die vorstehend genannten Mengen die Gesamtsumme der Zusätze sind.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei ein Chromformteil, das gesintert und einer Verformungsbearbeitung unterworfen wurde, wärmebehandelt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein Formteil, das gesintert und durch ein Preßverfahren geformt wurde, wärmebehandelt wird.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com