CH265899A - Verfahren zur Herstellung von Metallkarbiden. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von Metallkarbiden.    Es ist bekannt, aus reduzierbaren Metall  verbindungen die entsprechenden     Metallkar-          bide    dadurch herzustellen, dass man die Me  tallverbindungen reduziert und die erhalte  nen Metalle     aufkohlt..     



  Es wurde nun gefunden, dass sieh dieser  Prozess besonders vorteilhaft durchführen       lässt,    wenn man die reduzierbare Metallver  bindung mit. einem Reduktionsmittel zu einer  Elektrode verformt, letztere als Anode in  einen     Elektrolysierst.romkreis    schaltet und in  einem als Elektrolyt dienenden Salzbad so  hoch erhitzt, dass Reduktion eintritt, wobei  man dafür Sorge trägt, dass an der Kathode  reaktionsfähiger     Kohlenstoff    zugegen ist, der  eine     Aufkohlung    des gebildeten Metalls be  wirkt, so dass dasselbe an der Kathode als  Karbid ausgeschieden wird.  



  Als Reduktionsmittel verwendet man vor  zugsweise Kohlenstoff, und die Verformung  des Gemisches aus der zu reduzierenden Me  tallverbindung und dem Reduktionsmittel zur  Elektrode erfolgt zweckmässig unter Mitwir  kung eines     Bindemittels,    wie Teer.  



  Als Ausgangsmaterialien eignen sich redu  zierbare Erze,     dieangereichertseinkönnen,    und  zwar nicht nur Oxyde, sondern auch andere  reduzierbare Metallverbindungen, wie Sulfide,  Karbonate     usw.       Als Salzbad verwendet man vorzugsweise       Halogenide,        Cyanide,        Borate    oder Phosphate  eines oder mehrerer Alkali- oder     Erdalkali-          metalle.       hie Freisetzung des Metalls erfolgt nach       den    gleichen Prinzipien wie sie im Schweiz.  Patent Nr. 261436 beschrieben wurden. Dazu  kommt als zusätzliche Massnahme, dass man  für die Anwesenheit von reaktionsfähigem  Kohlenstoff an der Kathode Sorge trägt.

   Dies  kann z. B. dadurch geschehen, dass bei Ver  wendung von Kohle als     Reduktionsmittel    das  gebildete gasförmige Kohlenoxyd     und        Kohlen-          dioxyd    zur Beschaffung des für die Ka.rbid  bildung erforderlichen Kohlenstoffs nutzbar  gemacht. wird.

   Die bei der Reduktion entstan  denen Gase     können    positive Ladung anneh  men und zur Kathode wandern.     Hierdureh     kommen Kohlenoxyd und Kohlendioxyd mit  dem an der Kathode sich ausscheidenden Me  tall in Berührung, und wenn die Temperatur  so hoch ist, dass das Gleichgewicht zwischen  Kohlenoxyd und Kohlendioxyd bei genügend  hohem     Kohlenoxydgehalt    liegt, tritt eine       Aufkohlung    des Metalls ein.

   Ausser durch die  Temperatur wird die     Kohlenstoffaufnahme          u.    a. durch den     Kohlenüberschuss    in der  Anode und durch den Abstand zwischen  Anode und Kathode     beeinflusst..    Es kann  ausserdem vorteilhaft sein, die Salzschmelze  aus einer Salzmischung bestehen zu lassen, die  an sich     aufkohlend    ist, z. B. ein normales, aus       Alkalichloriden    und     Alkalicyaniden    beste  hendes     Härtungsbad.     



  Zur Herstellung von Karbid enthaltendem  Hartmetall kann man beispielsweise von     Ko-          baltoxy    d,     Wolframsäure    und     Titanoxy    d sowie       #renügender    Menge an Kohlenstoff für die Re-           duktion    ausgehen.

       Durch    zweckmässige     NVahl     von Temperaturen und Kohlengehalt können  die an der Anode gebildeten Reaktionsgase  genügend hohen     Kohlenoxy        dgehalt    erhalten,  um an der Kathode die     karbidbildenden    Me  talle     aufzukohlen.    Die angegebenen Metalle       können        natürlich    durch andere für     Hartme-          tallherstellung    gebräuchliche Metalle ersetzt  werden;

       somit    kann beispielsweise     Titanoxyd     ganz oder teilweise durch     Wolfram-,        Nickel-          oder        Kobaltoxyd    ersetzt werden.  



  In gewissen Fällen     kann    es von Vorteil       sein,    der Anode Drehspäne oder anderes  Material     beizumischen,    um ihre Festigkeit zu  erhöhen     und/oder    die     Porosität    zu vermeh  ren. Überhaupt ist es     wünschenswert,    dass die  Anoden einen gewissen Grad von     Porosität     haben, damit die bei der Reduktion gebilde  ten Gase abgehen können. Auch andere  Methoden     zur        Erziehung    von     Porosität    und       Erleichterung    des Gasabganges können in  Frage kommen.  



  Die Anoden     können    aus einer Mischung  einer     fein    zerteilten     Metallverbindung,        eines     fein zerteilten     Reduktionsmittels    und eines  Bindemittels, beispielsweise Teer, hergestellt  werden. Die Mischung wird     zu    Stäben kom  primiert, welche einer Wärmebehandlung bei  erhöhten     Temperaturen,        beispielsweise    bei       einer    Temperatur von 150     bis    300  C, unter  worfen werden, wobei Stäbe     init    einer Festig  keit ähnlich derjenigen bei Graphit erhalten  werden.

   Die Anoden können auch nach der       Söderberg    Methode hergestellt werden. Die  Masse,     aus    der die Anoden hergestellt wer  den,     wird    nach dieser Methode     in    Metall  röhren gepackt, welche in die     Elektrolyt-          schmelze        hineintauchen.    Die Masse wird  nach unten     vorgeschoben    sowie nach und nach  getrocknet und gesintert. Die Anode kann  auch     reduzierbare        Verbindungen        mehrerer     Metalle enthalten.  



  Was die     Radzusammensetzung    betrifft,  sind die     Halogensalze    der     Alkali-    oder     Erdal-          kalimetalle    geeignet. Chloride und     Fluoride     der Metalle     Natrium,    Kalium,     Lithium    und  Kalzium haben sich als besonders geeignet       erwiesen.    Der     Zusatz    von     Salzen    derjenigen    Metalle, deren     Karbide    in Pulverform erhal  ten werden sollen, hat im allgemeinen die       Wirkung,

      dass das niedergeschlagene Pulver  mehr     grobkörnig    wird. Das Verfahren ist je  doch in keiner Weise an     die        Verwendung    von  Halogensalzen gebunden, sondern man kann  auch     beispielsweise    die     Cyanide,        Borate,     Phosphate     usw.    der Allkali- und/oder     Erdal-          kalimetalle    in geeigneten Mischungen verwen  den.     Zweckmässig    arbeitet man bei     Radtem-          peraturen    von 600 bis l000  C.  



  Die erhaltenen     Metallkarbide    können in  üblicher     Weise        auf        metallkeramischem    Wege  zu     Hartmetallwerkzeugen    verarbeitet werden.  



  Die     Erfindung    soll im nachstehenden an  Hand von zwei     Ausführungsbeispielen    näher  erläutert werden.  



       Beispiel   <I>Z:</I>  Aus einer     Mischung,    enthaltend     457o'          CrzO3,   <B>307, WO" 15%</B> Teer, Rest Graphit,  wird eine Anode geformt. Dieselbe     wird    in  einem     Salzbad;    bestehend aus<B>607,</B>     BaC12    und       40/1Ö        NaCl,    bei 800  unter     einer        Spannung     von 3 Volt in der Weise der Elektrolyse  unterworfen, dass die sich bildenden, kohlen  stoffhaltigen Gase (CO     und        C0;

  )        zu    der  Kathode gelangen können, an welcher dabei  ein     pulverförmiger    Niederschlag von     Chrom-          Wolfram-Doppelkarbid    abgeschieden     wird.          Beispiel   <I>2:</I>  Eine Mischung von 20     %        TiOz,    55     J        W03,     15     %    Teer, Rest Graphit, wird zu einer Anode  verarbeitet.

   Diese     wird        dann    in einer     Salz-          schmelze,    bestehend aus<B>50%</B>     NaCl    und     50 o          Na2C03,    bei 850  in der Weise     elektrolysiert,     dass die an die Kathode gelangenden, kohlen  stoffhaltigen Gase die direkte     Abscheidung     eines Pulvers von     Wolfram-Titan-Mischkarbid     bewirken.

Claims (1)

1. PATENTANSPRU CH Verfahren zur Herstellung von Metallkar- biden durch Reduktion von reduzierbaren Me tallverbindungen und Aiükohlung der erhal tenen Metalle, dadurch gekennzeichnet, dass man die reduzierbare Metallverbindung mit einem Reduktionsmittel zu einer Elektrode verformt, letztere als Anode in einen. Elek- trolysierstromkreis schaltet und in einem als Elektrolyt dienenden Salzbad so hoch erhitzt, dass Reduktion stattfindet, wobei man dafür Sorge trägt., dass an der Kathode reaktions fähiger Kohlenstoff zugegen ist,

   der eine Auf- kohlung des gebildeten Metalls bewirkt, so dass dasselbe an der Kathode als Karbid aus geschieden wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man zur Herstel lung der Anode eine Mischung aus einer fein zerteilten Metallverbindung, einem fein zer teilten Reduktionsmittel und einem Bindemit tel verformt und einer Wärmebehandlung unterwirft. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Anode wäh rend der Elektrolyse nach und nach in das Salzbad vorgeschoben wird. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man eine Anode verwendet, die reduzierbare Verbindungen mehrerer Metalle enthält. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man der Anode Stoffe einverleibt, die deren Festigkeit er höhen. 5. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man der Anode Stoffe einverleibt, die deren Porosität er höhen. 6. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man in einem Al kalihalogenidbad arbeitet. 7. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man die Elektro lyse bei einer Badtemperatur von 600 bis 1000 C durchführt.