DE891824C

DE891824C - Verfahren zur Herstellung von Zuendsteinen aus Cer-Eisen-Legierungen

Info

Publication number: DE891824C
Application number: DEP14040D
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Bungardt
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1953-10-01

Description

Verfahren zur Herstellung von Zündsteinen aus Cer-Eisen-Legierungen Zündsteine aus Cer-Eisen-Legierungen werden üblicherweise durch Gießen hergestellt. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, Zündsteine dieser Art durch das im Vergleich zur Gießtechnik wirtschaftlichere Strangpreßverfahren herzustellen.
Die bisher bekannten Versuche in dieser Richtung sind aber fehlgeschlagen, weil die Pyrophorität der Legierung durch den Preßvorgang in so starkem Maße verlorenging, -daß das Verfahren in der Fachliteratur als in jeder Hinsicht unbrauchbar bezeichnet worden ist.
Es wurde nun gefunden, daß sich Cer-Eisen-Legierungen mit einem Fe-Gehalt von 15 bis 40"/o dennoch zu brauchbaren Zündsteinen im Strangpreßverfahren verpressen lassen, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind: Die Cer-Eisen-Legierungen dürfen keine Zusätze enthalten, die mit den übrigen Legierungselementen unterhalb der Strangpreßtemperatur schmelzflüssige Legierungsbestandteile bilden. Bei Legierungen mit einem Fe-Gehalt von 15 bis 25 % genügt diese Bedingung, bei einem Fe-Gehialt von über 2J5 und bis q.oo/o dagegen müssen die Legierungen außerdem unter Anwendung kornverfeinernder Maßnahmen hergestellt werden.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die 'Verminderung der Pyrophorität durch das Strangpressen darauf zurückzuführen ist, daß beim Strangpressen die Cer-Eisen-Kristalle, denen die pyrophore Wirkung der Cer-Eisen-Legierungen zugeschrieben wird, zerstört werden und dadurch eine größere Menge eutektischer Grundmasse erforderlich wird, um die Bruchstücke der Cer-Eisen-Kristalle genügend einzubetten, damit sie bei dem die Pyrophorität erregenden Abrieb durch das Reibrad des Feuerzeuges gegen Ausbrechen geschützt sind. Versuche haben gezeigt, daß,die erforderliche Menge eutektischer Grundmasse um so größer ist, je größer die Cer-Eisen-Kristalle in dem Gußblock sind, der in die Strängpresse eingesetzt wird.
Der eutektischen Grundmasse fällt nicht nur die Aufgabe zu, die Ger-Eisen-Kristalle einzubetten und gegen Ausbrechen zu schützen, sondern auch, die Pyrophorität der Cer-Eisen-Kristalle leichter erregbar zu machen. Die eutektische Grundmasse besitzt nämlich große Oxydierbarkeit, die sich aber nicht in Funkenbildung beim Abrieb, sondern nur in Wärmeerzeugung äußert, jedoch durch diese Wärmeerzeugung das Aufflammen der pyrophoren Kristallflitter begünstigt. Die günstigste Cer-Eisen-Legierung für durch Gießen hergestellte Zündsteine besteht aus etwa 3o bis 401/o Eisen, Rest Cer. Bei sinkendem Eisengehalt wächst der Anteil an eutektischer Grundmasse. Bei dem Verfahren zur Herstellung von Zündsteinen aus Cer-E-isen-Legierungen durch Strangpressen gemäß der Erfindung wird daher der Eisengehalt auf 2,5 bis 2,51/o der Gesamtlegierung gesenkt. Es hat sich gezeigt, daß bei normalerweise hergestellten Gußblöcken, wenn der Eisengehalt auf diese Werte erniedrigt wird, eine solche Menge an eutektischerGrundmasse vorhanden ist, daß die beim Strangpressen entstehendenBruchstücke der Cer-Eisen-Kristalle in ihr genügend verankert bleiben.
Die benötigte Menge an eutektischer Grundmasse ist für das Strangpreßverfahren um so geringer, je kleiner die Cer-Eisen-Kristalle in dem zum Strangpressen verwendeten Gußblock sind. Zwar dürfen die Kristalle eine Mindestgröße nicht unterschreiten, um ihre Pyrophorität nicht zu verlieren. Jedoch hat sich gezeigt, daß sich :durch keimbildende, d. h. die Entstehung zahlreicherer, aber kleinerer Kristalle bewirkende Zusätze oder durch beschleunigte Abkühlung des Gußblocks eine solche Verkleinerung der Cer-Eisen-Kristalle erzielen läßt, daß einerseits die Pyrophorität nicht wesentlich beeinträchtigt wird, andererseits aber die Cer-Eisen-Kristalle beim. Strangpressen aneinander v orbeigleiten können, ohne zerstört zu werden, so daß also auch eine Vermehrung der eutektischen Grundmasse nicht erforderlich ist. Das Verfahren gemäß der Erfindung kann daher auch in der Weise. durchgeführt werden, daß Cer-Eisen-Legierungen mit- einem: Eisengehalt von mehr als 2,5 und bis 401/o und einem keimbildenden Zusatz, z. B. Zirkon, verwendet werden. Die Menge dieses Zusatzes darf jedoch nicht so groß sein, daß sie :die Pyrophorität der Gesamtlegierung-wesentlich beeinträchtigt. Zusätze bis zu i 1/o Zirkon haben sich z. B. als ausreichend und unschädlich erwiesen.
Als keimbildende Zusätze sind solche Elemente besonders vorteilhaft, die mit den übrigen Legierungselementen keinen unterhalb der Strangpreßtemperatur flüssigen Legierungsbestandteil bilden. Legierungsbestandteile, die bei der Strangpreßtemperatur bereits in Schmelzfluß übergehen, sind nämlich von ungünstigem Einfluß auf das Strangpreßverfahren.
Da der Schmelzpunkt der Cer-Eisen-Legierungen mit abnehmendem Eisengehalt sinkt, bietet eine Erniedrigung des Eisengehaltes. gießtechnische Vorteile. Sie- verringert z. B. die Abbrandverluste. Andererseits aber verringert sie auch die Härte .der Legierung, so @daß,das Reibrad :des Feuerzeuges den Zündstein stärker abreibt und daher schneller verbraucht. Werden daher bei dem Verfahren gemäß der Erfindung Legierungen mit geringem Eisengehalt verwendet, so werden diesen zweckmäßig in an sich bekannter Weise härtesteigernde Elemente, z. B. Zinn, Magnesium oder Kadmium, in einer die Pyrophorität :der Legierungen nicht wesentlich beeinträchtigenden Menge zugesetzt.
Wenn im vorstehenden von Cer gesprochen ist, so ist darin das handelsübliche Mischmetall einbegriffen, das außer Cer auch noch andere dieses stets begleitende seltene Erden, wie z. B. Lanthan, enthält.
Die hohe Oxydationsfähigkeit der Cer-Eisen-Legierungen hat eine Verminderung der Lagerfähigkeit zu Folge. Die Legierungen zerfallen mit der Zeit durch den Sauerstoffzutritt der Luft, insbesondere bei den hohen Temperaturen des heißen und feuchten Klimas. Zur Verbesserung der Lagerfähigkeit erhalten Cer-Eisen-Zündsteine daher üblicherweise einen Schutzüberzug. Die Lagerfähigkeit kann außerordentlich erhöht werden, wenn die Cer-Eisen-Legierung in an sich bekannter Weise in heißem Zustand in Öl getaucht wird. Bei stranggepreßten Zündsteinen kann dies in einfacher Weise so erfolgen, daß der aus der Stranbgpresseauslaufende heiße Zündsteinstrang mit oder ohne Zwischenschaltung einer inerten Gasatmosphäre, die z. B. aus Argon, Wasserstoff, Stickstoff usw. bestehen kann, in Öl eingeleitet wird.
Es hat sich gezeigt, daß beim Strangpreßverfahren die Lagerfähigkeit der Zündsteine auch in der Weise verbessert werden kann, daß der in die Strangpresse einzusetzende Gußblock mit einem Vberzugsmetall umgeben und mit diesem gleichzeitig stranggepreßt wird, wobei der austretende Cer-Eisenstrang mit einem dünnen Überzug des Schutzmetalls sich umgibt. Hierfür hat sich Aluminium als besonders vorteilhaft erwiesen. Der Gußblock kann entweder mit Aluminiumblech umwickelt oder in ein Aluminiumrohr eingesetzt oder mit Aluminium umgossen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zur Herstellung von Zündsteinen durch Strangpressen von aus Cer-Eisen-Legierungen bestehenden Gußblöcken, dadurch gekennzeichnet, daß entweder Gußblöcke mit einem Eisengehalt von 2,5 bis 251/a oder Gußblöcke mit einem Eisengehalt von mehr als 2,5 und bis zu 401/o, die unter Anwendung kornverfeinernder Maßnahmen hergestellt sind, verwendet werden, wobei in beiden Fällen die Legierungen keine Zusätze enthalten, die mit den übrigen Legierungselementen unterhalb der Strangpreßtemperatur schmelzflüssige Legierungsbestandteile bilden. ?. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man von Guß'blöcken ausgeht. welche mehr als 2.5 und bis zu ¢o °/0 Eisen enthalten und denen bis zu i °/0 Zirkon zulegiert ist. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Legierungen mit mehr als 25 und bis zu 40% Eisen die für den Gußblock bestimmte Schmelze in beschleunigter Weise so abgekühlt wird, daß das erforderliche Maß der Kornverfeinerung des Gußblockes erhalten wird. ¢. Verfahren zum Strangpressen von Cer-Eisen-Legierungen nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Strangpressen einzusetzenden Gußblöcke mit einem z. B. aus Aluminium bestehenden Überzugsmetall versehen werden. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 154 807, 231 595, 378 593 USA.-Patentschrift Nr.
2 44-,t 849; Ullmann, Enzyklopädie der techn. Chemie, II. Aufl., Bd.
3, S. 176 bis i80; Österr. Chemiker-Zeitung, ¢o. Jahrgang (i937) S. 303; Adolf Beck, Magnesiumlegierungen,1939, S.136.