<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Verminderung des maximal erforderlichen Pressdruckes zur Strangpressverformung von Gussblöcken pyrophorer
Legierungen aus Mischmetall-Eisen
Werden Mischmetall-Eisen-Legierungenbeil0O -1200 C geschmolzen und in auf etwa 600 - 7000C vorerhitzte gusseiserne Kokillen vergossen, dann erhält man Gussbolzen als Vormaterial für die Herstellung von Zündsteinen durch Strangpressen. Dieses wird bei Temperaturen von etwa 400 - 5000C 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 Misch- metallqualität treten bei der Strangpressverformung verschiedenartige maximale Pressdrucke auf.
Der maximale Pressdruck ergibt sich beim Verpressen jedes Gussblocks aus einem Metall oder einer Metallegierung dadurch, dass der Pressdruck während des Pressvorganges nicht konstant bleibt, sondern von 0 bis zu einem Höchstwert ansteigt und dann auf geringere Werte abfällt. Dieser Höchstwert ist ein Mass für den Einfluss, den z. B. ein spezieller Legierungszusatz auf den Pressprozess, etwa im Sinne einer Erniedrigung des Pressdruckes ausübt. Im vorliegenden Fall nimmt der Pressdruck bei steigendem Eisengehalt beträchtlich zu. Aber auch durch den unterschiedlichen Verunreinigungsgrad der verarbeiteten Mischmetallsorte, der von der chemischen Zusammensetzung des verarbeiteten Erzes abhängig ist, wird der Pressdruck wesentlich beeinflusst. Er steigt umso höher an, je grösser der Verunreinigungsgrad des Mischmetalles ist.
Eingehende Versuche haben ergeben, dass es möglich ist, durch Zumischen und Zulegieren von bestimmten Metallen zu Mischmetall-Eisen-Legierungen, u. zw. von Aluminium und bzw. oder Titan, den maximalen Druck bei der Strangpressverformung ganz wesentlich zu senken. Die verbessernde Wirkung dieser Metallzusätze beruht auf zwei allgemeinen Voraussetzungen. Damit der Pressdruck bei der Strangpressverformung unter sonst gleichen äusseren Pressbedingungen erniedrigt wird, ist es notwendig, dass die innere Reibung in dem zu verpressenden Metall vermindert wird. Das kann dadurch geschehen, dass störende Verunreinigungen oxydischen Art, möglicherweise auch Nitride, Hydride, Karbide oder ähnliche Verunreinigungen, die entweder im Mischmetall selbst enthalten sind oder durch die sonst üblichen Legierungszusätze, z. B.
Eisen, in den gegossenen Pressbolzen eingebracht werden, entfernt werden. Dar- über hinaus kann auch durch eine reine Legierungswirkung eine Senkung der inneren Reibung erzielt und dadurch der Pressdruck vermindert werden.
Erfindungsgemäss werden also pyrophoren Mischmetall-Eisen-Legierungen, u. zw. solchen mit einem Eisengehalt von 4,5 bis 4e zur Verminderung des Pressdruckes bei der Strangpressverformung die Metalle Aluminium und bzw. oder Titan in Mengen von mehr als 0,3 bis 110, vorzugsweise von 0,6 bis 110, zugesetzt bzw. zulegiert. Die zur Verpressung gelangenden Gussblöcke von Mischmetall-Eisen-Legierungen müssen ausreichend pyrophor sein, d. h. sie dürfen, wie die nachfolgenden Ausführungsbeispiele zeigen, übliche Zusätze wie Zinn und/oder Magnesium selbstverständlich nur in einer die Pyrophorität praktisch nicht beeinflussenden Menge enthalten.
Besonders ausgeprägt ist sowohl die reinigende und gleichzeitig auflegierende Wirkung von Titan, aber auch Aluminium allein oder in Mischung mit Titan ergibt den gleichen oder ähnlichen Effekt. Die Aufgabe der zugesetzten Metalle besteht ausser in 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 Grund metalles zu diesem zu entfernenden, in die Schlacke überzuführenden
<Desc/Clms Page number 2>
Stoff.
Darüber hinaus wird aber auch durch eine reine Legierungseinwirkung des batxsffenden Metallzusatzes die innere Reibung bei der Strangpressverformung erniedrigt und dadurch der maximal erforderliche Pressdruck vermindert. Die verbessernde Wirkung des Titans und bzw. oder des Aluminiums beruht, wie einwandfreie Reihenversuche ergeben haben, auf beiden Möglichkeiten. Der Mechanismus dieses überra- schenden Effektes ist im einzelnen noch nicht ganz erforscht.
Die Verwendung von Titan in Zündmetallen der Basis Mischmetall-Eisen mit Eisengehalten von 25 bis
EMI2.1
Titan oder Zirkon oder deren Mischung zu pyrophoren Mischmetall-Eisen-Legierungen hat aber hier allein den Zweck, die Korngrösse der pyrophoren Kristallart soweit zu verfeinern, dass der Strangpressprozess auch bei höheren Eisengehalten von 25 bis 40% ermöglicht wird, ohne dass die Pyrophorität der Legierung darunter leidet.
Diese Kornverfeinerung hat aber nichts zu tun mit dem erfindungsgemässen, pressdruckmindernden Effekt der genannten Elemente bei pyrophoren Mischmetall-Eisen-Legierungen mit einem Eisengehalt von 4, 5 bis 40% und einem Zusatz von Titan in Mengen von 0, 3 bis 1%,
Weiterhin ist es bekannt, pyrophore Massen in der Weise herzustellen, dass klainstückige, anoxydierte seltene Erdmetalle mit andern Metallen, z. B. Titan, zusammengepresst und dann gesintert werden.
Hier dient der Zusatz dazu, um die Härte und das spezifische Gewicht der Sinterlegierung zu ändern. Die Verwendung von Titan oder Aluminium einzeln oder kombiniert, als Zusatz zu pyrophoren MischmetallEisen-Legierungen zum Zwecke der Erniedrigung des Pressdruckes bei der Strangpressverformung ist aus diesen Literaturstellen weder bekannt noch zu entnehmen.
Beispiel l : Ein aus Bastnaesit gewonnenes Mischmetall wird mit 20,2% Eisen, 0,5% Magnesium, 1% Zinn legiert. Der Gehalt an Mischmetall beträgt 78, 4%. Die Harte dieser Mischmetall-Leigierung beträgt im Gusszustand 89 kg/mmZ. Bei der Strangpressverformung wird bei 4800C Gin Pressdruck von 23,0 t
EMI2.2
Härte der Legierung im Gusszustand auf 104 kg/mm2. der Pressdruck bei der Secangpressverformung fällt aber um 40% auf 15 t.
Beispiel 4: Zu 70,6% eines aus Bastnaesit gewonnenen Mischmetalles werden 28% Eisen, 0, fP/o Magnesium, 0, 9% Zinn zulegiert. Die Härte der Legierung im Gusszustand beträgt 108 kg/mm2, der Press-
EMI2.3
0, 12% Aluminium und 0,7% Titan zulegiert, dann steigt die Härte der Legierung im Gusszustand auf 120 kg/mm2. der Pressdruck bei der Strangpressverformung fällt aber um 451a auf 21 t.
Die erfindungsgemässe Zugabe von Titan und bzw. oder Aluminium zu den magnesium-und zinnhal-
EMI2.4
tung für die Herstellung von Zündmetallsträngen für die verschiedensten Anwendungsgebiete. Durch die Herabsetzung des Pressdruckes bei der Strangpressverformung in der Wärme wird nicht nur die praktische Verarbeitung dieser Legierungsart erleichtert, sondern auch die Haltbarkeit der hiezu notwendigen Presswerkzeuge erheblich gesteigert.