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VerfahrenundVorrichtungzurHerstellungvonÜberzügenausleichtschmelzenden
Metallen, insbesondere ans Blei, durch Verdampfen des Überzugsmetalles.
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Bleilegierungen.
Das Verfahren besteht zunächst in der Erzeugung eines metallischen Dampfes durch Erhitzen des
Schutzmetalls. Um den Siedepunkt des Schutzmetalls herabzusetzen, wird Unterdruck, vorzugsweise etwa 250 mm Quecksilbersäule angewendet.
Das Gut wird in kaltem Zustande in den metallischen Dampf eingeführt. Der Temperaturunter- schied zwischen dem heissen Dampf und dem kalten Gut bewirkt, dass sich der Dampf unter Verdichtung auf dem Metall niederschlägt, wobei die Dicke des Überzuges abhängig und begrenzt ist von der Gesehwin- digkeit, mit der sieh das Gut unter dem Einfluss des heissen Metalldampfes erhitzt.
Wünscht man einen besonders dicken Überzus : von Schutzmetall, so kann man erfindungsgemäss das Niederschlagsvermögen des Dampfes ausserordentlich steigern, indem man dem Dampf elektrische Hochspannung von etwa 2000 Volt aufdrüekt, die ein sehr lebhaftes Beschiessen des zu überziehenden Gutes mit feinsten Metalldampfteilchen zur Folge hat, so dass sehr rasch ein Überzug auf dem Metall entsteht, der fest daran haftet.
Bei einer Ausfiihrungsweise des Verfahrens wird also Metalldampf von hoher elektrischer Spannung erzeugt, wodurch die Eigenschaft des Dampfes, zu haften, so gesteigert wird, dass das Gut auch dann einwandfrei überzogen wird, wenn es sehr rasch durch den Dampf befördert wird.
Auch kann der Metalldampf zur Erhöhung seiner Wirksamkeit von Wasserdampf befreit werden, indem man ihn der Einwirkung wasserentziehender Mittel, z. B. Phosphor-Pentoxyd, unterwirft. Die Reinigung des Gutes kann in bekannter Weise mittels Sandstrahlgebläses erfolgen.
Die in der Zeichnung beispielsweise dargestellte Vorrichtung dient insbesondere zum Überziehen von Eisendraht mit Blei. Sie umfasst eine Kammer 1, in der dans überziehen vor sich geht, und die am Boden einen Einlass : 2 besitzt, durch den der zu überziehende Draht eingeführt wird ; oben befindet sieh ein Anslass 3, durch den der fertig überzogene Draht aus der Vorrichtung austritt. Die Kammer 1, in der das Überziehen vor sich geht, hat im wesentlichen die Form eines eisernen Zylinders mit abnehmbarem Deckel 4 am oberen Ende. Über der Mitte dieses Deckels befindet sich ein Rohr 5, das in den Aus- lass. 3 übergeht. Unter dem Boden der Kammer 1 liegt ein dehnbares Rohr 6, das am Einlass. 2 endet.
Beim Arbeiten der Vorrichtung streicht der zu überziehende Draht aufwärts durch den Einlass 2, das Rohr 6, durch die Arbeitskammer 1 und endlich durch das Rohr 5 und den Auslass J.
Der Metalldampf wird durch folgende Teile der Vorrichtung erzeugt :
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gefäss 9 wird von einer Heizspule 12 umgeben, die in einen Stromkreis von niedriger Spannung und hoher Stromstärke geschaltet ist ; die Zuführung des Heizstromes erfolgt durch die Zuleitungsbolzen 7 und 8.
Die Heizspirale 12 wirkt als Widerstand und erhitzt das Metall in dem Schmelzgefäss 9, bis es verdampft.
Rings um die Heizspule 12 befindet sich ein Wärmeschutz 1 ; ; aus Graphit, um Übererhitzung der Kammerwände nahe dem Schmelzgefäss 9 zu verhindern. Die Zuleitungsbolzen 7, 8 hängen in feuerfesten
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verhindert. Der positive Pol des Niederspannungskreises wird vom Leitungsbolzen 7 gebildet, der negative Pol vom Leitungsbolzen 8.
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gefäss wird gefüllt, indem flüssiges Metall aus dem Behälter 17 durch die Rohre 16 und 19 in das Schmelz- gefäss 9 gedrückt wird.
Um den Schmelzpunkt des Überzugmetalls, z. B. Blei, in dem Sehmelzgefäss ss zu erniedrigen und so die Schwierigkeiten zu vermeiden, die sieh aus der hohen Temperatur in der Arbeitskammer 1 ergeben, wird der Metalldampf in der Kammer 1 unter vermindertem Druck gehalten. Diese Einrichtungen umfassen ein Saugrohr 20, das vom Rohr 5 zu einer nicht dargestellten Vakuumpumpe von bekannter Form und Arbeitsweise führt. Dadurch wird die Luft aus der Kammer 1 abgesaugt, bis ein Druck von etwa 250 mm Quecksilbersäule erreicht ist.
Um die Wirksamkeit des Metalldampfes zu erhöhen, sind ferner Einrichtungen getroffen, um das
Innere der Arbeitskammer von Wasserdampf zu befreien. Zu diesem Zweck führt eine Saugleitung 21 von dem dehnbaren Rohr 6 durch eine Trockenkammer 22 zu einer Vakuumpumpe, welche mit der an die Leitung 20 angeschlossenen Pumpe identisch sein kann. Eine in der Trockenkammer 22 befindliche Pfanne 23 mit Phosphor-Pe nt oxyd oder einem andern wasserbindenden Mittel dient zur Entfernung des Wasserdampfes aus der Arbeitskammer 1.
Zur Reinigung des Drahtes, unmittelbar vor seinem Eintritt in die Arbeitskammer 1, ist am Einlass 2 in bekannter Weise ein Sandstrahlgebläse angeordnet, dessen Blasrohr 24 nahe dem Einlass 2 in das Rohr 6 derart mündet, dass der Sandstrahl durch den Einlass 2 auswärts geblasen wird. Der austretende Strahl von Luft und Sand verhindert auch wirksam den Eintritt von Luft durch den Einlass 2, so dass eine Störung des Unterdruckes in der Kammer 1 vermieden wird.
Um den Überzug'auf den Draht, unmittelbar nachdem er aufgebracht ist. zu kühlen, ist ein Kühlluftgebläse angeordnet, das durch den Auslass 3 auswärts bläst. Dieses besteht aus einem gebogenen Rohr 25, das mit dem Auslass J so verbunden ist, dass ein kühler Luftstrom zugleich mit dem Draht durch den Auslass. 3 nach aussen streicht, wodurch der Überzug auf den letzteren gekühlt wird. So wird der Eintritt von Luft und eine Störung des Unterdrucks in der Kammer 1 vermieden.
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aufrechterhalten wird. Diesem Zweck dient eine Saugleitung 27, die aus dem Inneren der Vakuumkammer 26 durch eine Trockenkammer 28 zu einer Vakuumpumpe führt, die, von bekannter Bauart und Arbeitsweise, nicht besonders dargestellt ist.
Die Trockenkammer 28 ist der Kammer 22 gleich und enthält das gleiche wasserentziehende Mittel.
Um die Arbeitskammer j ! und die Vakuumkammer 26 oben am Deckel zu kühlen, sind Wasserrohre 29 oben auf der Aussenfläche des Deekels 4 der Arbeitskammer und ähnliche Wasserrohre 30 ebenso auf dem Deckel der Vakuumkammer 26 aufgewunden.
Soweit die Vorrichtung bisher beschrieben ist, reicht sie zum Überziehen eines Drahtes mit Blei
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durch den Isolator 14 isolierten Zuleitungsbolzens 7 gelegt ; die Vakuumkammer 26 wird geerdet. Die Höhe der Hochspannung (Gleichspannung) beträgt zweckmässig annähernd 2000 Volt, da die Gliihent- ladung bei höherer Spannung in Bogenentladung übergehen könnte. Während des Durchganges des zu überziehenden Gutes durch die Kammer sehlagen sieh die Dampfteilchen in erheblich grösserer Menge nieder, verdichten sich auf dem Gute und bilden derart eine verhältnismässig starke und zähe Schichte.
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Ablagerung, die Metallteilchen von der Kathode her aufschleudern zu lassen, indem das zu iiberziehende Metall, den positiven Pol bildet.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende :
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ist, wird die Hochspannungsquelle angeschlossen und der zu überziehende Draht aufwärts durch die Vorrichtung geführt.
Der eintretende Draht wird am Einlass in bekannter Weise durch das Sandstralllgebläse vollständig
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unterschied zwischen dem heissen Dampf und dem kalten Draht ein Niederschlagen des Dampfes auf der Drahtoberfläehe. Dies tritt bei Anwendung von Hochspannung nicht eher ein, als bis das Beschiessen des Drahtes mit unzähligen feinsten Dampfteilchen anfängt. Dieses Bombardement ist vom Temperaturunterschied unabhängig und beruht auf der hohen elektrischen Spannung des Metalldampfes gegen das zu überziehende Gut. Es dauert auch nach Aufhören des thermischen Niederschlags an, und wenn der Draht bei seinem Aufwärtsgange das Rohr 5 erreicht hat, ist ein dicker Überzug von Blei oder einem sonstigen Metall auf den Draht förmlich aufgehämmert und haftet fest daran.
Das Niederschlagen des Metalldampfes erfolgt, wenn sowohl thermischer Niederschlag als auch hohe elektrische Spannung zur Wirkung kommen, so rasch, dass die Durchgangsgesehwindigkeit des Drahtes durch die Vorrichtung nur durch die Möglichkeit begrenzt wird, den Draht zu handhaben.
Beispielsweise wird bei einem Drucke in der Arbeitskammer 1 von 250 mm Quecksilbersäule, einer Stromstärke im Niederspannungskreis von 15-30 Ampere (etwa bei 110 Volt), einer Durchzugsgeschwindigkeit des zu überziehenden Drahtes von 120 m pro Minute ein Bleiüberzug von etwa 0'0125 ? Mm. Stärke erzeugt. Diese Stärke kann aber durch Veränderung der Durehzuggesehwindigkeit des Gutes innerhalb gewisser, durch seine Erwärmung bedingter Grenzen beliebig geändert werden.
Sobald erst metallischer Dampf erzeugt wird, dauert der Vorgang beständig fort, solange das Metall im Schmelzgefäss 9 ergänzt wird. Wenn der fertig überzogene Draht aus dem Auslass. 3 austritt, ist der Überzug durch den Luftstrom, der rings um den Draht mit diesem zugleich durch den Auslass fliesst, bereits abgekühlt.
Stopfbüchsen, deren Aufbau und Wirkungsweise bekannt und daher nicht gezeichnet sind, können an Stelle der nach aussen gerichteten Luftströme am Einlass 2 und am Auslass 3 Verwendung finden.
Auch kann man die Rohre am Einlass 2 und Auslass 3 etwa 6 m lang machen ; in diesem Falle sind weder Stopfbüchsen noch auswärts gerichtete Luftströme erforderlich, um den Unterdruck in der Arbeitskammer aufrechtzuerhalten. Ferner kann man, falls gewünscht, am Auslass 3 eine Glättvorrich- tung für den überzogenen Draht von bekannter und daher nicht dargestellter Bauart und Wirkungsweise anordnen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Überzügen aus leicht schmelzenden Metallen, insbesondere aus Blei, durch Verdampfen des Überzugsmetalles, dadurch gekennzeichnet, dass die zu überziehenden Gegen- stände (Bänder, Drähte, Rohre od. dgl. ) fortlaufend durch den Metalldampf gezogen werden, der durch Anlegen hoher elektrischer Spannung ionisiert wird.