DE1286758B - Verwendung einer Nickellegierung als Werkstoff fuer Duesenkoerper zum Verspinnen von schmelzfluessigen mineralischen Stoffen, wie Glas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Nickellegierung als Werkstoff für Düsenkörper zum Verspinnen von schmelzflüssigen mineralischen Stoffen, wie Glas. Sie betrifft insbesondere die Verwendung bei einer drehbaren Zentrifugalspinneinrichtung, wie sie bei der Herstellung von Glasfasern bekannt ist, wobei die Spinneinrichtung Reihen kleiner Löcher an ihrem Umfang hat, durch welche geschmolzenes Glas durch Zentrifugalkraft ausgeschleudert wird, um sehr feine Glasströme zu produzieren, aus denen Glasfasern hergestellt werden. Eine Spinneinrichtung dieser Art arbeitet unter sehr harten Bedingungen; sie ist starken Zentrifugalkräften unterworfen; sie ist ständig großer Hitze und auch thermischen Schocks ausgesetzt, letzteres insbesondere bei der Faserlierstellung durch Zentrifugieren bei Einwirkung von Gasströmen hoher Temperatur; und sie ist dem Angriff durch das geschmolzene Glas ausgesetzt.

Auf einem anderen technischen Gebiet ist auf pulvermetallurgischem Wege hergestelltes, thoriertes Nickel mit einem Gehalt von 2,5 Volumprozent Thoriumoxid (ThO.,) bekanntgeworden (vgl. Chemisches Zentralblatt, 1963, S. 20589, Referat der Zeitschrift »Powder Metallurgy«, Nr. 10, S. 34 bis 48, 1962). An dieser zitierten Stelle sind Aussagen gemacht über die mechanischen Eigenschaften dieses Materials, nachdem es stranggepreßt, danach kaltgezogen und geglüht worden ist. Besonders hingewiesen ist darauf, daß der stranggepreßte Werkstoff sich ohne Zwischenglühung mit einer Querschnittsabnahme von 80% kaltziehen läßt, wodurch die Zugfestigkeit bei Raumtemperatur und die Bruchlast bei 815° C verbessert werden. Außerdem ist gesagt, daß der kaltgezogene Werkstoff unempfindlich sei gegenüber Glühungen bei Temperaturen oberhalb 1000° C. Es ist aber nichts ausgesagt darüber, welche Eigenschaften das thorierte Nickel bei der erfindungsgemäßen Verwendung haben würde. Die genannte Unempfindlichkeit gegenüber Glühungen bei Temperaturen oberhalb 1000° C bezieht sich offensichtlich nicht auf die besonderen Verhältnisse, wie sie bei den beschriebenen Spinneinrichtungen gegeben sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Nickellegierung als Werkstoff für Düsenkörper zum Verspinnen von schmelzflüssigen mineralischen Stoffen, wie Glas, zu finden, so daß eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen die obengenannten Angriffe und Kräfte gegeben ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung von auf pulvermetallurgischem Wege hergestelltem, thoriertem Nickel, bestehend aus 96 bis 98 Volumprozent Nickel, 2 bis 4 Volumprozent Thoriumoxyd sowie unvermeidbaren Verunreinigungen, wobei die Summe der Legierungsgehalte immer 100% ergibt, als Werkstoff für Düsenkörper zum Verspinnen von schmelzflüssigen mineralischen Stoffen, wie Glas.

Bevorzugt ist ein Gehalt von 2,5 Volumprozent Thoriumoxyd. Die Legierung schmilzt bei 1453° C und ist thermisch stabil, indem sie nicht rekristallisiert bis zu ihrem Schmelzpunkt. Es wurde gefunden, daß diese Legierung sehr widerstandsfähig ist gegen den Angriff durch geschmolzenes Glas. Wegen ihrer thermischen Stabilität hat sie gute mechanische Eigenschaften bei Temperaturen von beispielsweise 1300° C. Sie ist auch besonders widerstandsfähig gegen thermischen Schock bei hoher Temperatur.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Verbesserung des Widerstandes gegen Oxydation bei einem Düsenkörper zum Verspinnen mit der erfindungsgemäßen Verwendung von thoriertem Nickel durch eine Oberflächenschicht aus Chrom. Diese kann dadurch hergestellt werden, daß man den Düsenkörper einer Behandlung mit Chromdiffusion (Inchromieren) unterwirft, bei welcher der Körper in ein Chromsalz eingebettet wird. Das letztere wird dann verdampft, und Chrom dringt in das Metall des Körpers ein und bildet eine Oberflächenschicht oder Durchdringung, deren Dicke etwa ein Zehntel eines Millimeters betragen kann, beispielsweise bis etwa 0,13 mm. Das Chrom kann angewendet werden bei der ganzen Oberfläche des Körpers oder bei einem Teil dieser Oberfläche.

Bei der erfindungsgemäßen Verwendung kommt ein Verfahren zur Herstellung des Düsenkörpers zum Verspinnen von geschmolzenem thermoplastischem mineralischem Material, z. B. Glas, in Frage mit den Schritten der Bildung des Körpers aus einer Legierung mit der volummäßigen Zusammensetzung aus 91¹IiVo Nickel, 2¹IiVo Thoriumoxyd und unvermeidbaren Verunreinigungen, wobei die Summe der Legierungsgehalte immer 100% ergibt, und der Behandlung des Körpers durch Chromdiffusion, um eine Oberflächenschicht aus Chrom bis zu 0,13 mm Dicke herzustellen.

Es sei erwähnt, daß eine rotierende Zentrifugalspinneinrichtung gemäß der Erfindung bei einer höheren Temperatur arbeiten kann, als dies bei den bisher bekannten Einrichtungen möglich ist.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verwendung von auf pulvermetallurgischem Wege hergestelltem, thoriertem Nickel, bestehend aus 96 bis 98 Volumprozent Nickel, 2 bis 4 Volumprozent Thoriumoxyd sowie unvermeidbaren Verunreinigungen, wobei die Summe der Legierungsgehalte immer 100% ergibt, als Werkstoff für Düsenkörper zum Verspinnen von schmelzflüssigen mineralischen Stoffen, wie Glas.

2. Verwendung von auf pulvermetallurgischem Wege hergestelltem, thoriertem Nickel nach Anspruch 1, bestehend aus 97,5 Volumprozent Nickel und 2,5 Volumprozent Thoriumoxyd, für den Zweck nach Anspruch 1.