2. československá socialistickÁ
REPUBLIKA
Vydáno 15. září 1961
Vyloženo 15. března 1961
PATENTNÍ SPIs č.
100866
Třída 40 b, l.
Právo k využití vynálezu přísluší státu podle 3 odst. 6 zák. . 34/1957 Sb.
- Dr. inž. RUDOLF ŠTEFEC, KLADNO
Způsob aluminotermické výroby slitin
Přihlášeno 26. listopadu 1959 (PV 6819-59) Platnost patentu od 26. listopadu 1959
Předložený vynález se týká způsobu aluminotermické výroby slitin z
vysokotavitelných složek, které jsou doprovázeny nežádoucími nízkotavitelnými
složkami. ·
U kovů pro žáropevné účely se často žádá, aby neobsahovaly nízkotavitelné prvky
nebo složky, o nichž je známo, že silně snižují odolnost proti tečení a lomu při
zvýšených teplotách. Tak např. u slitin na základě niklu, chromu, titanu a hliníku se
žádá co nejnižší obsah příměsí, jako olova, antimonu, cínu, zinku, kadmia aj., tajících
při nízkých teplotách. Dále ve ferroniobu, používaném pro výrobu žáropevných kovů, se
žádá nízký obsah cínu, který nejčastěji doprovází niob v nerostných surovinách.
Pro snížení obsahu nízkotavitelných příměsí jsou známy mimo chemických cest dva
pochody využívající vakuové techniky:
Buď se kov nebo slitina přetaví v indukční vakuové peci, popřípadě se v ní slitina
nataví z vhodných komponent, přičemž při indukčním tavení nebo přetavování se ve
vakuu odstraní podstatná část nízkotavitelných složek, nebo se kov či slitina přetaví ve
vakuové obloukové peci metodou tzv. odtavné elektrody, čímž se rovněž při teplotě
přetavení vakuově odstraní značná část nízkotavitelných složek.

3. Jestliže se takto podaří získat výchozí suroviny s dostatečnou čistotou, tj. v daném
případě s nízkým obsahem hízkotavitelných složek, pak se i při natavení za přístupu
vzduchu získají dostatečně jakostní žáropevné kovy.

5. 40
2 100866
Tyto metody jsou však nevýhodné v tom, že zařízení tavicích nebo přetavovacích
vakuových pecí, a to jak indukčních, tak obloukových, je mimořádně nákladné. Provoz
tohoto zařízení je poměrně složitý a při protavení pece nebo vodou chlazené kokily
někdy i nebezpečný.
Naproti tomu je známa vakuová aluminotermie, respektive metalotermie vůbec, jejíž
pochodů se využívá k zabránění oxydace redukčního , kovu nebo kovu vyredukovaného. Jako
příklad slouží výroba thoria vakuovou redukcí kysličníku thoričitého vápníkem nebo vakuová
alumino
termická metoda pro výrobu čistého barya nebo vápníku.
Způsob podle předloženého vynálezu umožňuje levnou, jednoduchou a bezpečnou
výrobu slitin ze složek vysokotavitelných, jako je . např. Cr, W, Mo, Co, Nb, Ti, Ni, které
jsou doprovázeny nežádoucími nízkotavitelnými složkami, např. Sn, , Sb, , Cd, a to
pomocí aluminotermické reakce. Podstata způsobu spočívá v tom, že aluminotermická
reakce se provádí za vytvoření vakua za tlaku přibližně 10-1 mm Hg sloupce, při kterém
nízkotající složky vyprchají.
Způsob podle vynálezu vysvětlují tyto příklady provedení: 1. V uzavřené nádobě,
napojené na odsávací zařízení, jímž lze v nádobě dosáhnout vakua 10-1 mm , se umístí
kelímek s vhodnou žárovzdornou keramickou vystýlkou. V kelímku je taková směs
kysličníku niklu, chromu a titanu s práškovým nebo krupicovitým hliníkem, která po
aluminotermické reakci dá slitinu o složení: 20% Cr, % Ti, 1% Al, zbytek nikl. Po snížení
tlaku v nádobě na 10-1 mm Hg sloupce se zavede aluminotermická reakce vhodnou
iniciací, např. odporově elektricky ohřátým odporovým drátem, procházejícím částečně
směsí v kelímku. -
Při probíhající aluminotermické reakci se pokračuje v odsávání plynů a par z nádoby pro
odstranění nízkotavitelných složek ze vznikající slitiny. Ve vakuování se může pokračovat i po
skončení aluminoterInické reakce.
. V nádobě, napojené na odsávací zařízení, jímž lze dosáhnout vakua, 1 mm Hg sloupce,
se umístí kelímek s vhodnou žárovzdornou keramickou vystýlkou. Nad kelímkem je v téže
nádobě zásobník s aluminotermickou směsí, která je schopná dát pro reakci slitinu se složením:
20% Cr10% Co, % Mo, % W, 2% Ti, 2% Al, zbytek nikl. Zásobník je vybaven dávkovačem, který
umožňuje postupně sypat aluminotermickou směs do kelímku. Po snížení tlaku v nádobě na 1
mm Hg sloupce se vsype ze zásobníku do kelímku dávka aluminotermické směsi, která se
vhodným způsobem, např. odporovým ohřevem, uvede k reakci. Reakce se udržuje v plynulém
chodu vhodným postupným nebo plynulým dávkováním ze zásobníku směsi. Také při takto
provedené aluminotermické reakci se odstraní podstatná část nízkotavitelných příměsí.
3. V zařízení popsaném v příkladě 2 a podle postupu popsaného ve stejném příkladě se ve
vakuu 10-1 mm Hg provede aluminotermická reakce se směsí složenou v podstatě z technicky

6. čistého kysličníku niobu, železa a hliníkového prášku. Technicky čistý kysličník niobu obsahuje
také příměs kysličníku cínu. Při aluminotermické reakci provedené ve vakuu se odstraní
podstatná část címu, čímž se dosáhne velmi jakostního ferroniobu, vhodného pro výrobu
žáropevných slitin a ocelí na svářecí elektrody. - -
Předmět patentti
Způsob aluminotermické výroby slitin ze složek vysokotavitelných, jako např. Cr, W, Mo,
Nb, Co, Ti, Ni, které jsou doprovázeny složkami

8. 3 100866
nízkotajícími jako nečistotami, např. Sn, , Sb, Zn, Cd, vyznačený tím,
že aluminotermická reakce se provádí za vytvoření vakua za tlaku přibližně 10-1 mm Hg
sloupce, při kterém nízkotající složky vyprchají.
Severografia, n. p, závod 03