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Spinndüse und Verfahren zu ihrer Herstellung.
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Die Spinndüsen gemäss Erfindung sind im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass ihr Platingehalt 32% der Gesamtlegierung übersteigt und beispielsweise 35-65% beträgt.
Für die Herstellung von Spinndüsen für die Kunstseidenindustrie sind bisher Gold-PlatinLegierungen mit einem Platingehalt bis zu 30% bekannt, insbesondere Legierungen mit 30% haben sich bewährt. Sie haben eine hohe Vergiitungshärte und lange Betriebsfähigkeit, auch die Neigung zum Zuwachsen der Bohrlöcher während des Betriebes ist bei diesen Düsen verhältnismässig gering, trotzdem ist aber eine Erhöhung des Platingehaltes erwünscht, da hiedurch noch weitere Härtesteigerungen der Gold-Platin-Legierungen in vergütetem Zustand zu erwarten sind.
Man hat jedoch bisher den Platingehalt dieser Düsen nicht zu erhöhen gewagt, da man bei einer Erhöhung des Platingehaltes eine wesentliche Erschwerung der Bearbeitung der Düsen, insbesondere bei der Herstellung der Düsenbohrungen, befürchtete, weil etwa im gleichen Masse, wie der Platingehalt erhöht wird, sich die Absehreekhärte erhöht und die Diisen bisher in abgeschrecktem Zustand gebohrt werden.
Bekanntlieh werden Legierungen zwecks Vergütung von einer hohen, möglichst nahe an der unteren Sehmelzkurve liegenden Temperatur abgeschreckt und bei wesentlich tieferer Temperatur angelassen. Da bei den hohen Härten der Legierungen in vergütetem Zustand das Anbringen der feinen Bohrungen nur sehr schwierig oder in manchen Fällen überhaupt nicht möglich ist, wird die Bohrung der Spinndüsen in deren abgeschrecktem Zustand vorgenommen und erst hierauf durch Anlassen gehärtet. Aus diesem Grund musste angenommen werden, dass die mit dem Platingehalt sich steigernde
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200 Brinelleinheiten und die Absehreekhärte nur etwa 100 Brinelleinheiten beträgt.
Bei einer Steigerung des Platingehaltes auf 50% erhöht sich die Vergütungshärte auf 380 Brinelleinheiten und die Absehreekhärte auf etwa 260 Brinelleinheiten.
Bei einer weiteren Steigerung des Platingehaltes auf 60% beträgt die Vergütungshärte etwa 420 Brinelleinheiten und die Abschreckhärte etwa 330 Brinelleinheiten.
Bei einer Erhöhung des Platingehaltes auf 65% besitzt die Legierung eine Vergütungshärte von 440 Brinelleinheiten und eine Abschreckhärte von etwa 330 Brinelleinheiten.
Es wurde jedoch gefunden, dass man trotz dieser wesentlichen Erhöhung der Abschreekhärte Gold-Platin-Legierungen auch mit einem höheren Platingehalt als 30% verwenden kann und die daraus hergestellten Spinndüsen sogar noch Vorzüge nach verschiedenen Richtungen Ein besitzen, da sich gezeigt hat, dass bei Platingehalt mit mehr als 32% die Gold-Platin-Legierungen eine ganz aussergewölnliche Feinkörnigkeit besitzen, die es erlaubt, trotz der höheren Härte die feinen Bohrungen, wie sie bei Spinndüsen erforderlich sind, einwandfrei anzubringen, und dass sogar diese Bohrungen noch glatter in ihren Wandungen ausgeführt werden können, als dies bisher möglich war.
Untersuchungen haben ergeben, dass diese Feinkörnigkeit der Gold-Platin-Legierungen mit steigendem Platingehalt zunimmt und bei etwa 55% Platin ein Maximum erreicht.
Auf Grund dieser Erkenntnis werden mit Vorteil Legierungen mit Platingehalten von mehr als 40%, z. B. solche von etwa 45 bis 60%, verwendet. Die Vergütungshärten dieser Legierungen liegen zwischen etwa 320 bzw. 350-420 Brinelleinheiten. Die hohe Absehreekhärte dieser Legierung, die oben erwähnt wurde, bildet überraschenderweise keinen Hinderungsgrund, die daraus hergestellten Düsen in abgeschrecktem Zustand zu bohren, da die feinkörnige Beschaffenheit, wie erwähnt, eine vorzügliche Bearbeitungsmöglichkeit zulässt.
Man kann jedoch die Düsen auch nach einer besonderen Glühung bohren. Es hat sich gezeigt, dass man sehr gute Ergebnisse erhält, wenn man beispielsweise die Düsen nach einer Gliihung bei mittleren Temperaturen, d. h. solchen von etwa 600 bis 9000 C bohrt, und erst hierauf in an sich bekannter Weise die fertig gebohrten Düsen auf hohe Temperaturen, z. B. 1100-1240 C, erhitzt, dann abschreckt und durch Wiedererwärmen auf niedrigere Temperaturen, d. h. durch Anlassen auf Temperaturen von von etwa 550 C, vergütet.
Durch eine derartige Glühbehandlung bei mittleren Temperaturen nimmt nämlich die Härte solcher Legierungen mit höherem Platingehalt nur sehr wenig zu. Bei einer Glühbehandlung beispielsweise bei etwa 800 C, liegen die Härtegrade von Legierungen mit Platingehalt von etwa 35 bis etwa 65% zwischen nur etwa 100 und 120 Brinelleinheiten.
In der praktischen Durchführung dieses Verfahrens kann man so vorgehen, dass man die Düsen zunächst bei etwas hohen Temperaturen, z. B. 1000 C, glüht, um mechanische Spannungen zu beseitigen
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und dann die Glühtemperaturen auf den auf die spätere Bohrung geeigneten Grad von z. B. 800 C erniedrigt und die bei dieser letztgenannten Temperatur geglühten Düsen der Bohrung unterwirft.
Es ist überraschend, dass man durch eine derartige Glühbehandlung vor dem Bohren gute Ergebnisse erzielt. Da nach den bisherigen Erfahrungen dip Bohrlöeher bei Verwendung bekannter Spinn- düsenlegierungen durch das Erhitzen auf hohe Temperaturen unbrauchbar werden und im vorliegenden Fall die vorgeglühten Düsen nach ihrer Bohrung zwecks Vergütung anschliessend ebenfalls hohen Temperaturen von etwa 1150 bis 1250 C ausgesetzt werden müssen.
Es hat sich indessen bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens herausgestellt, dass infolge, der ausserordentlichen Feinkörnigkeit der Legierungen mit höheren Platingehalten die Bohrungen der Düsen durch die Erhitzungsbehandlung nachteilig nicht verändert werden. Es genügt, die Bohrungen nach dem Abschrecken in üblicher Weise durch Behandlung mit sogenannten Aufreibnadeln zu glätten.
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Gold-Platin-Legierungen.
Die erfindungsgemäss hergestellten Spinndüsen besitzen infolge ihrer grösseren Vergütungshärte erheblich grössere Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchung. Die Wandstärken der Düsen können geringer gehalten werden, wodurch Ersparnisse an Edelmetall möglich sind. Die Düsen besitzen erheblich erhöhte Lebensdauer, was u. a. auch den Vorteil bietet, dass nur geringere Mengen von Edelmetalldüsen auf Vorrat gehalten werden müssen.
Infolge der grösseren Glätte der Bohrungen und vielleicht auch infolge der Zusammensetzung der Legierungen zeigen die beanspruchten Düsen noch geringere Neigung zum Zuwachsen der Bohrkanäle im Betrieb als die bisher verwendeten aus der Gold-Platin-Legierung (70 : 30) bestehenden Düsen. Es braucht infolgedessen nur ein seltenes Auswechseln der Düsen wegen Zuwachsens bzw.
Verstopfung von Bohrkanälen stattzufinden. Hiedureh werden nicht nur die Betriebsunterbrechungen vermindert, sondern auch Produkte von gleichmässigerer Beschaffenheit erzielt.
Die gemäss Erfindung anzuwendenden Gold-Platin-Legierungen können schliesslich neben Gold und Platin auch noch geringe Mengen z. B. bis 1% eines andern Metalles der Platingruppe enthalten.
Als besonders geeignet hat sich weiters ein 3% nicht übersteigendem Gehalt an Rhodium erwiesen.
Durch diese Zusatzmetalle können die Eigenschaften der Legierungen nach verschiedenen Richtungen hin verbessert werden, insbesondere ist es hiedurch möglich, die Verarbeitbarkeit während gewisser Herstellungsstufen zu erleichtern.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Spinndüse aus binären Gold-Platin-Legierungen gekennzeichnet durch einen 32% übersteigenden, z. B. zu betragenden und bis 96% ansteigenden Platingehalt in der Legierung.