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Verfahren zur Herstellung zinkhaltiger Lagermetalle mit Blei als Grundmetall.
Zink kristallisiert bekanntlich in zwei Modifikationen. Weitaus am häufigsten liegt Zink aller- dings bloss in der-Modifikation vor, während die a-Formart nur unter ganz bestimmten Bedingungen erhältlich ist. Sie wurde von Le Chatelier entdeckt ; ihr Umwandlungspunkt liegt nahe bei 350 C, jeden- falls innerhalb des Temperaturenintervalls von 340 -360 C.
Es wurde nun gefunden, dass diese letztere Modifikation als Komponente von Legierungen mit Blei als Grundmetall diesen wesentlich andere Eigenschaften aufzwingt, als die gewöhnliche ss-Formart des
Zinks. a-Zink, in geringem Prozentsatz dem Blei beilegiert, erhöht dessen Druckfestigkeit und Stauch- barkeit in solchem Masse, dass derartige zinkhaltige Bleilegierungen in hohem Grade für Lagermetalle geeignet werden.
Der Übergang der aus dem Schmelzfluss zunächst entstehenden ss-in die a- Kristalle vollzieht sich vorteilhaft nur unter besonderen Bedingungen, die den Gegenstand vorliegender Erfindung bilden. Es ist bekannt, dass die Umwandlung um so schwerer erfolgt, je reiner das Zink ist ; nun wurde gefunden, dass sie durch Gegenwart von Fremdmetallen beschleunigt wird, aber ausschliesslich solcher, die derselben
Gruppe des periodischen Systems angehören wie Zink oder der unmittelbar vorausgehenden ;
Kadmium,
Baryum, Quecksilber, Beryllium, Magnesium, usw, einerseits, Kupfer, Lithium, Natrium, Kalium usw. anderseits, in geringem Betrage der zinkhaltigen Bleischmelze, die bis etwa 5 % Zink aufzunehmen vermag, zugesetzt, beschleunigen den Übergang zwischen den beiden Modifikationen, sofern die weitere Bedingung für diese Umwandlung erfüllt wird, nämlich die langsame Einstellung auf die Umwandlungstemperatur.
Zu diesem Behufe hat in dem Temperaturintervall von etwa 3600 bis 340 C die Abkühlung möglichst verzögert und erschütterungsfrei zu erfolgen, insbesondere ist zur Hintanhaltung von Wallungen für mög- liehst blasenfreien Guss von vornherein Sorge zu tragen. Unter diesen Bedingungen erstarrt das ein- legierte Zink ganz oder vorwiegend zu a-Kristallen, die der erhaltenen Legierung jene vorhin genannten
Eigenschaften erteilen, die sie den Ansprüchen, die an Lagermetalle gestellt werden, in besonderem Masse gewachsen machen.
Die endgültige Zusammensetzung derartig hergestellter Bleilagermetalle ist naturgemäss eine wechselnde, nicht nur weil das Ausmass der zuzusetzenden Fremdmetalle sich nach dem Gehalte an Zink und dieser wieder nach der Zusammensetzung der Grundlegierung richtet, sondern insbesondere durch den Umstand, dass bei der immerhin hohen Temperatur, auf der die Schmelze im Sinne vorliegender
Erfindung durch längere Zeit gehalten werden muss, bei jenen Zusatzmetallen, die relativ leicht oxydier- bar sind, ihre Wirkung als Beschleuniger der Zinkumwandlung oft unvermeidlich von teilweiser Ver- sohlaokung begleitet ist, so dass dann der schliesslich Gehalt an diesen Zusätzen schwankend und geringer ist, als den Ausgangsmengen entspricht ;
jedenfalls wird der Gehalt an Fremdmetallen in der schliesslichen
Legierung in der Regel einige wenige Prozent nicht überschreiten, kann jedoch auch noch sehr viel geringer sein. Was den Gehalt an Zink betrifft, so werden Lagermetalle der ungefähren Zusammensetzung : 65-77%Blei, 3-14% Zinn und 10-27% Antimon zweckmässig mit etwa 1-3% Zink legiert, doch ist selbst auch noch ein Gehalt erheblich unterhalb 1% Zink in a-Modifikation in seinem Effekte deutlich wirksam.
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Process for the production of zinc-containing bearing metals with lead as the base metal.
As is known, zinc crystallizes in two modifications. However, by far the most common form of zinc is only in the modification, while the a-form is only available under very specific conditions. She was discovered by Le Chatelier; their transition point is close to 350 C, at least within the temperature range of 340 -360 C.
It has now been found that this latter modification, as a component of alloys with lead as the base metal, imposes properties that are essentially different from those of the usual ss-form
Zinc. Alpha-zinc, alloyed in a small percentage with lead, increases its compressive strength and compressibility to such an extent that such zinc-containing lead alloys are highly suitable for bearing metals.
The transition from the ß-crystals initially formed from the melt flow to the α-crystals takes place advantageously only under special conditions which form the subject of the present invention. It is known that the more pure the zinc, the more difficult it is; it has now been found that it is accelerated by the presence of foreign metals, but only those of the same
Belong to group of the periodic table like zinc or the immediately preceding;
Cadmium,
Baryum, mercury, beryllium, magnesium, etc., on the one hand, copper, lithium, sodium, potassium, etc., on the other hand, added in small amounts to the zinc-containing lead melt, which can absorb up to about 5% zinc, accelerate the transition between the two modifications, provided that the further condition for this conversion is met, namely the slow adjustment to the conversion temperature.
For this purpose, the cooling has to be delayed and vibration-free in the temperature interval of about 3600 to 340 ° C, in particular care has to be taken from the outset to prevent surges and bubble-free casting. Under these conditions, the alloyed zinc solidifies entirely or predominantly to form α-crystals, those of the alloy obtained above
Grant properties that make them particularly suitable for the demands placed on bearing metals.
The final composition of lead bearing metals produced in this way is naturally changing, not only because the amount of foreign metals to be added depends on the content of zinc and this depends on the composition of the base alloy, but in particular because of the fact that at the high temperature, the the melt in the sense of the present
Invention must be kept for a long time, with those additional metals that are relatively easily oxidizable, their effect as accelerators of zinc conversion is often inevitably accompanied by partial carbonization, so that the final content of these additives is then fluctuating and lower, than corresponds to the initial quantities;
in any case, the content of foreign metals in the eventual
As a rule, the alloy does not exceed a few percent, but it can also be much lower. As far as the zinc content is concerned, bearing metals of the approximate composition: 65-77% lead, 3-14% tin and 10-27% antimony are appropriately alloyed with about 1-3% zinc, but even a content is considerably below that 1% zinc in a modification is clearly effective in its effects.
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