DE940096C - Verfahren zur Verminderung des maximal erforderlichen Pressdruckes zur Strangpressverformung von pyrophoren Legierungen - Google Patents

Verfahren zur Verminderung des maximal erforderlichen Pressdruckes zur Strangpressverformung von pyrophoren Legierungen

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DE940096C
DE940096C DEG8012A DEG0008012A DE940096C DE 940096 C DE940096 C DE 940096C DE G8012 A DEG8012 A DE G8012A DE G0008012 A DEG0008012 A DE G0008012A DE 940096 C DE940096 C DE 940096C
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DE
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iron
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DEG8012A
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Walter Dr Bungardt
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Evonik Operations GmbH
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TH Goldschmidt AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06CDETONATING OR PRIMING DEVICES; FUSES; CHEMICAL LIGHTERS; PYROPHORIC COMPOSITIONS
    • C06C15/00Pyrophoric compositions; Flints

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

Werden pyrophore Mischmetall-Eisen-Legierungen bei iooo bis 12000 geschmolzen und in auf etwa 600 bis 7000 vorerhitzte gußeiserne Kokillen vergossen, dann erhält man Gußbolzen. Diese werden bei etwa 4500 der Strangpreßverformung unterworfen, um daraus Zündsteinstränge zu erhalten, die dann in die handelsüblichen Längen unterteilt werden. Je nach dem Eisengehalt der Legierungen und je nach der verarbeiteten Mischmetallqualität sind bei der Strangpreßverformung verschieden hohe Preßdrucke notwendig. Bei steigendem Eisengehalt nimmt der maximal erforderliche Preßdruck beträchtlich zu. Aber auch durch den unterschiedlichen Verunreinigungsgrad der verarbeiteten Mischmetallsorte, der von der chemisehen Zusammensetzung des verarbeiteten Erzes abhängig ist, wird der Preßdruck wesentlich beeinflußt. Er steigt um so höher an, je größer der Verunreinigungsgrad des Mischmetalls ist.
Eingehende Versuche haben ergeben, daß es möglich ist, durch Zumischen und Zulegieren von Metallen zu den pyrophoren Mischmetall-Eisen-Legierungen, deren molare Bildungswärme, bezogen auf ι Grammatom Sauerstoff, ungefähr gleich groß oder größer als diejenige von Cer ist, den Preßdruck bei der Strangpreßverformung ganz wesentlich zu senken. Die verbesserte Wirkung dieser Metallzusätze beruht auf zwei allgemeinen
Voraussetzungen. Damit der Preßdruck bei der Strangpreßverformung erniedrigt wird, ist es notwendig, daß die innere Reibung des im Strangpreßverfahren zu verpressendeii Metalls vermindert wird. Das ist dadurch möglich, daß störende Verunreinigungen, z. B. Oxyde, Nitride, Hydride oder ähnliche Verunreinigungen, die entweder im, Mischmetall selbst enthalten sind oder durch die gewollten Legierungszusätze — im Falle der pyrophoren ίο Mischmetall-Eisen-Legierungen z. B. Eisen — in den gegossenen Preßbolzen eingebracht werden, beseitigt bzw. herausgenommen werden. Bei bestimmten Metallzusätzen wird darüber hinaus durch eine reine Legierungswirkung eine Senkung der inneren Reibung erzielt und dadurch der Preßdruck vermindert.
Erfindungsgemäß werden also pyrophoren Mischmetall-Eisen-Legierungen mit einem Eisengehalt von 4,5 bis 40% zur Verminderung des Preßdruckes bei der Strangpreßverformung solche Metalle in Mengen von mehr als 0,3 bis 10%, vorzugsweise von 0,6 bis i°/o, zugesetzt bzw. zulegiert, deren molare Bildungswärme, bezogen auf ι Grammatom Sauerstoff, mindestens 110 beträgt, wie aus der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen ist. Diese Tabelle entstammt der Arbeit von W. Dautzenberg, »Zur Metallurgie des metallothermischen Schmelzens«, aus der Zeitschrift für Erzbergbau und Metallhüttenwesen, 1950, Bd, 3, S. 342 bis 345.
Molare Bildungswärmen von Oxyden, berechnet auf die Einheit Sauerstoff '.
Besonders ausgeprägt ist sowohl die reinigende und gleichzeitig auf legierende Wirkung von Titan, aber auch die anderen Metalle, z. B. Zirkon, Aluminium, Barium, Beryllium, Magnesium oder CaI-cium allein oder in Mischung, erzielen den gleichen oder ähnlichen Effekt. Die Aufgabe der zugesetzten Metalle besteht außer der Preßdruckverminderung vornehmlich in der Reinigung des Metallbades von unerwünschten Bestandteilen. Die Wirksamkeit des Zusatzes im Falle der Reinigung beruht auf seiner Affinität zu der jeweils zu entfernenden Komponente, die nahezu gleich bzw. größer sein muß als · die des Grundmetalls zu diesem zu entfernenden, in die Schlacke überzuführenden Stoffes. Darüber hinaus r/ird aber auch durch eine reine Legierungseinwiikung des betreffenden Metallzusatzes die innere Reibung' bei der Strangpreß verformung erniedrigt und dadurch
Metall Oxyd berechnet auf die
Einheit Sauerstoff
Calcium CaO 152,1
Magnesium MgO 145,8
Beryllium BeO 147,3
Barium BaO 133,4
Aluminium Al2O3 131,1
Zirkon ZrO2 129,1
Cer CeO2 Il6,5
Titan TiO2 110,0
der maximal erforderliche Preßdruck vermindert. Die verbessernde. Wirkung des Titans und anderer Metalle beruht, wie einwandfreie Reihenversuche ergeben haben, auf beiden Möglichkeiten. Der Mechanismus dieses überraschenden Effektes ist im einzelnen noch nicht ganz erforscht, und allgemein gültige Aussagen können — abgesehen von Titan und den anderen genannten Metallen — auf Grund übergeordneter meallphysikalischer Gesetzmäßigkeiten noch nicht gegeben werden.
Die Zulegierung von Titan in- Zündmetalle auf der Basis Mischmetall-Eisen mit Eisengehalten von 25 bis zu 40% ist Gegenstand eines noch nicht zum Stand der Technik gehörenden Verfahrens.. Der Zusatz von 0,05 bis 0,3 % Titan oder Zirkon oder deren Mischung zu pyrophoren Mischmetall-Eisen-Legierungen hat aber dort allein den Zweck, die Korngröße der pyrophoren Kristallart so weit zu verfeinern, daß das Strangpreßverfahren auch bei höheren Eisengehalten, z. B. von 25 bis 40%, ermöglicht wird, ohne daß die Pyrophorität der Legierung darunter leidet. Diese Kornverfeinerung hat aber nichts zu tun mit der erfindungsgemäßen Herabsetzung des Preßdruckes bzw. .dem reinigenden und auflegierenden Zusatz von Titan zu pyrophoren Mischmetall-Eisen-Legierungen mit einem Eisengehalt von 4,5 bis 40%.
Weiterhin ist es bekannt, pyrophore Massen in der Weise herzustellen, daß kleinstückige, anoxydierte seltene Erdmetalle mit anderen Metallen·, z. B. Vanadium, Molybdän, Titan oder Wolfram, zusammengepreßt und dann gesintert werden. Der Zusatz dieser Metalle dient aber nur dazu, die Härte und das spezifische Gewicht der Sinterlegierung zu ändern. Eine reinigende und auf legierende Wirkung der zugesetzten Metalle zu erschmolzenen Gußblöcken pyrophorer Mischmetall- lot> Eisen-Legierungen zum Zwecke der Erniedrigung des Preßdruckes bei der Strangpreß verformung ist aus diesen Literaturstellen weder bekannt noch zu entnehmen.
Beispiele
i. 78,4% eines aus Monazitsand gewonnenen Mischmetalls werden mit 20% Eisen, 0,6% Magnesium, 1 % Zinn legiert. Die Härte der Legierung im Gußzustand beträgt 112 kg/mm2, der er- forderliche Druck bei der Strangpreßverformung t. Werden dieser Legierung noch 0,6% Titan zülegiert, dann steigt die Härte der Legierung im Gußzustand auf 116 kg/mm2, der für die Strangpreßverformung maximal nötige Preßdruck kann aber um 42% auf 19 t vermindert werden. ■ 2. Ein aus Bastnaesit gewonnenes Mischmetall wird mit 20,2% Eisen, 0,5% Magnesium, i°/o Zinn legiert. Der Gehalt an Mischmetall beträgt 78,4%. Die Härte dieser Mischmetall-Legierung beträgt im Gußzustand 89 kg/mm2. Bei der Strangpreßverformung wird bei 4800 ein Preßdruck von benötigt. Werden zu 78,4% des gleichen Mischmetalls 19,5% Eisen, 0,5% Magnesium, 1% Zinn, 0,21 % Aluminium und 0,60% Titan zulegiert, dann beträgt die Härte der Legierung
im Gußzustand 97,8kg/mm2; der für die Strangpreßverformung maximal nötige Preßdruck ist aber um 46% auf 12,5 t gefallen.
3. Zu 74,6% eines aus Bastnaesit gewonnenen Mischmetalls werden 23,9% Eisen, 0,5 % Magnesium, ι %> Zinn.' legiert. Die Härte der Legierung im Gußzustand beträgt 98,8 kg/mm2 und der Preßdruck bei der Strangpreßverformung 25 t. Werden hingegen 74,3°/» des gleichen Mischmetalls mit 23,4% Eisen, 0,5% Magnesium, i%> Zin, 0,11% Aluminium und 0,66% Titan legiert, dann steigt die Härte der Legierung im Gußzustand auf 104 kg/mm2, der für die Strangpreßverformung maximal nötige Preßdruck fällt aber um 40% auf 15 t.
4. Zu 70,6% eines aus Bastnaesit gewonnenen Mischmetall werden 28 V» Eisen, 0,5 °/o Magnesium, 0,9% Zinn zulegiert. Die Härte der Legierung im Gußzustand beträgt 108 kg/mm2, der Preßdruck
ao 38 t. Werden zu 69,70Zo des gleichen, Mischmetalls 28,1% Eisen, 0,5°/» Magnesium, 1% Zinn, o,i2%> Aluminium und 0,7 %> Titan zulegiert, dann steigt die Härte der Legierung im Gußzustand auf Ι2Ό kg/mm2, der für die Strangpreßyerformung maximal nötige Druck kann aber um 45 °/o auf 211 vermindert werden.
Die erfindungsgemäße Zugabe von Titan sowie der anderen genannten Metalle zu den Mischmetall-Eisen-Legierungen mit Eisengehalten von 4,5 bis 40% ist von großer praktischer Bedeutung für die Herstellung von Zündmetallsträngen für die verschiedensten Anwendungsgebiete. Durch die Herabsetzung des für die Strangpreßverformung maximal nötigen Druckes in der Wärme wird nicht nur die praktische Verarbeitung dieser Legierungsart erleichtert, sondern auch die Haltbarkeit der hierzu notwendigen Preßwerkzeuge erheblich gesteigert.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH:
    Verfahren zur Verminderung des maximal erforderlichen Preßdruckes zur Strangpreßverformung von pyrophoren Legierungen aus Mischmetall-Eisen zur Herstellung von Zündmetallsträngen, dadurch gekennzeichnet, daß Mischmetall-Eisen-Legierungen mit Eisengehalten von 4,5 bis 40°/o solche Metalle allein oder in Mischung in Mengen von 0,3 bis 10%, vorzugsweise 0,6 bis 1%, zugegeben bzw. zulegiert werden, deren molare Bildungswärme, bezogen auf 1 Grammatom Sauerstoff, mindestens 110 beträgt.
    509 664 2.56
DEG8012A 1952-01-25 1952-01-26 Verfahren zur Verminderung des maximal erforderlichen Pressdruckes zur Strangpressverformung von pyrophoren Legierungen Expired DE940096C (de)

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DE739174X 1952-01-25
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DE940096C true DE940096C (de) 1956-03-08

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DE (1) DE940096C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1111838B (de) * 1957-02-08 1961-07-27 Goldschmidt Ag Th Anwendung des Strangpressverfahrens zur Herstellung von Zuendsteinen aus pyrophoren Legierungen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1111838B (de) * 1957-02-08 1961-07-27 Goldschmidt Ag Th Anwendung des Strangpressverfahrens zur Herstellung von Zuendsteinen aus pyrophoren Legierungen

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