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Gegossener oder stranggepresster Zündstein auf der Basis
Cer-Mischmetall-Eisen
Zur Herstellung von Zündsteinen für Taschenfeuerzeuge, Gasanzünder u. ähnl. Verwendungszwecke sind seit langem Cer-Mischmetall-Eisen-Legierungen bekannt. Aus dem Stand der Technik geht ferner hervor, dass die Intensität der Pyrophorität dieser Legierungen durch die Höhe des Eisengehaltes massgebend bestimmt wird. So wird z. B. in der grundlegenden deutschen Patentschrift Nr. 154807 erwähnt, dass mit steigendem Eisengehalt die Pyrophorität. der Legierung zunimmt und ein Gehalt von etwa 30% Eisen der gegossenen Legierung ein Maximum an pyrophorer Kraft verleiht.
Die Herstellung von binären Cer-Mischmetall-Eisen-Legierungen mit hohen Eisengehalten von 301o setzt verhältnismässig hohe Schmelz- und Giesstemperaturen voraus. So ist z. B. eine Cer-Mischmetall- Eisen-Legierung mit 30% Eisen erst oberhalb 10600C vollständig aufgeschmolzen. Mit diesen hohen Temperaturen ist der Nachteil verbunden, dass bei der Zündsteinfertigung erhebliche Abbrandverluste auftreten, die wirtschaftlich unerwünscht sind. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, die Schmelz- und Giesstemperaturen dieser pyrophoren Legierungen zu senken. Hiebei ist in erster Linie eine Erniedrigung des Eisengehaltes berücksichtigt worden. Diese Massnahme ist sehr wirksam, da z.
B. eine Cer-Mischmetall-Eisen-Legierung mit 20% Eisen einen Schmelzpunkt von nur 9600C und eine Legierung mit 10% Eisen einen Schmelzpunkt von nur 8000C aufweist. Da aber mit der Verminderung des Eisengehaltes gleichzeitig ein Verlust an pyrophorer Kraft Hand in Hand geht, sind Massnahmen notwendig, die diesen Nachteil wieder ausgleichen. Hiezu sind bisher Legierungskombinationen der verschiedensten Art vorgeschlagen worden.
In der Tabelle 1 werden einige aus der Literatur bekannte typische Legierungsbeispiele gezeigt.
Tabelle 1
EMI1.1
<tb>
<tb> Nr. <SEP> Fe <SEP> Cu <SEP> Zn <SEP> Si <SEP> Mg <SEP> Sn <SEP> Cer-
<tb> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> Mischmetall
<tb> 1 <SEP> 15-18 <SEP> 2,0 <SEP> 2,0 <SEP> - <SEP> 2,0 <SEP> - <SEP> Rest
<tb> 2 <SEP> 16 <SEP> 4, <SEP> 0--2, <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> Rest
<tb> 3 <SEP> 17, <SEP> 2-4, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> 2, <SEP> 1-Rest <SEP>
<tb> 4 <SEP> 19, <SEP> 44--2, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 46-Rest <SEP>
<tb> 5 <SEP> 17, <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 4, <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> - <SEP> Rest <SEP>
<tb>
Charakteristisch für diese bekannten Legierungen, die zur Herstellung von gegossenen Zündsteinen dienen, ist die Tatsache, dass ihre Eisengehalte bis auf 151o gesenkt wurden,
wobei zum Ausgleich des Pyiophoritätsverlustes die Elemente Kupfer, Zink, Silicium, Magnesium und Zinn in wechselnden Mengen und Kombinationen Anwendung fanden.
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Die bisherige Entwicklung hat gezeigt, dass es nicht möglich ist, auf einen Schwermetall-, insbesondere Eisen-Zusatz gänzlich zu verzichten. Als praktisch erträglicher unterer Eisengehalt für gegossene Zündsteine ist also nach dem Stande der Technik rund 15% anzusehen. Bei einem noch weitergehenden Austausch der Komponente Eisen durch spezielle Legierungskombinationen lässt die pyrophore Kraft der Legierung aber so stark nach, dass die Pyrophorität der bekannten binären Cer-Mischmetall-Eisen-Legie- rungen, mit z. B. 30% Eisen, nicht mehr erreicht wird.
Bei der Weiterentwicklung des stranggepressten Zündsteins wurde nun überraschenderweise gefunden, dass die Pyrophorität von Cer-Mischmetall-Eisen-Legierungen mit nur 8 - 150/0 Eisen von derselben Intensität ist, wie bei der binären Vergleichslegierung mit 30% Eisen, wenn zum Ausgleich der verminderten Eisengehalte ganz spezielle, bisher unbekannte Legierungskombinationen (vgl. Tabelle 2) zur Anwendung gelangen.
Tabelle 2
EMI2.1
<tb>
<tb> Nr. <SEP> Fe <SEP> Mg <SEP> Zn <SEP> Si <SEP> Sb <SEP> Bi <SEP> Cer- <SEP>
<tb> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> % <SEP> Mischmetall
<tb> 1 <SEP> 12, <SEP> 8 <SEP> 2, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 2, <SEP> 2-Rest <SEP>
<tb> 2 <SEP> 12, <SEP> 3 <SEP> 2, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 6-Rest <SEP>
<tb> 3 <SEP> 10, <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 2, <SEP> 8-Rest <SEP>
<tb> 4 <SEP> 11, <SEP> 7 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 9 <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> 2, <SEP> 4-Rest <SEP>
<tb> 5 <SEP> 12, <SEP> 6 <SEP> 1, <SEP> 9 <SEP> 0, <SEP> 9 <SEP> 0, <SEP> 1-2, <SEP> 2 <SEP> Rest
<tb> 6 <SEP> 12, <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 9 <SEP> O, <SEP> T <SEP> - <SEP> 1, <SEP> 9 <SEP> Rest
<tb> 7 <SEP> 12, <SEP> 6 <SEP> 2, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> 0,
<SEP> 4 <SEP> - <SEP> 1, <SEP> 85 <SEP> Rest <SEP>
<tb>
Durch die in Tabelle 2 angeführten Legierungen wird der Erfindungsgedanke an einigen Beispielen verdeutlicht. Es handelt sich um giessbare und strangpressbareCer-Mischmetall-Legierungen, deren Eisengehalt nur etwa 12, 50/0 beträgt, denen jedoch zum Ausgleich für den unter 150/0 verminderten Eisengehalt Kombinationen aus den Elementen Magnesium, Zink, Silicium, Wismut oder Antimon in Mengen von 1 bis 4 % Magnesium, 0, 5 bis 2 0/0 Zink, weniger als 1 % Silicium und 1 - 3 % Antimon oder Wismut zugegeben wurden, wobei die Gesamthöhe dieser Legierungszusätze den Gehalt der Legierung an Eisen nicht überschreiten soll.
Im Rahmen der Erfindung können auch in einer Legierung ausser den Elementen Eisen, Magnesium, Zink und Silicium Kombinationen von Antimon und Wismut benutzt werden ; jedoch soll auch in diesen Fällen die Summe von Antimon und Wismut 3% nicht überschreiten.
Es ist weiters auch möglich, die Grundkombination aus den Elementen Eisen, Magnesium, Zink, Silicium, Antimon und Wismut durch weitere Elemente zu vergrössern, in all diesen Fällen wird jedoch die Pyrophorität der angegebenen Kombinationen nicht mehr erreicht.
Führt man mit diesen durch Strangpressen zu Zündsteinen verarbeiteten Legierungen mit Hilfe geeigneter Taschenfeuerzeuge Pyrophoritätsmessungen durch, so erhält man die in Tabelle 3 zusammengefassten Ergebnisse :
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Tabelle 3
EMI3.1
<tb>
<tb> Bezeichnung <SEP> Zündfähigkeit <SEP> in <SEP> %
<tb> Zum <SEP> Vergleich <SEP> :
<SEP>
<tb> a) <SEP> Leg. <SEP> mit <SEP> 30% <SEP> Fe <SEP> 98 <SEP> %
<tb> b) <SEP> Leg. <SEP> mit <SEP> 12% <SEP> Fe <SEP> 56 <SEP> % <SEP>
<tb> Leg. <SEP> Nr. <SEP> 1 <SEP> (lt. <SEP> Tab. <SEP> 2) <SEP> 97% <SEP>
<tb> Nr. <SEP> 2 <SEP> 97%
<tb> Nr. <SEP> 3 <SEP> 91%
<tb> Nr. <SEP> 4 <SEP> 96%
<tb> Nr. <SEP> 5 <SEP> 95%
<tb> Nr. <SEP> 6 <SEP> 98%
<tb> Nr. <SEP> 7 <SEP> 94%
<tb>
Hieraus ist zu ersehen, dass die angegebenen Kombinationen die Pyrophoritätsverluste durch Senkung des Eisengehaltes vollständig zu kompensieren vermögen. Mit diesen Legierungen ist daher der praktisch wichtige Vorteil verknüpft, dass bei erleichterter Schmelz- und Giessbehandlung infolge des verminderten Abbrandverlustes dieselbe pyrophore Kraft erreicht wird, wie sie für eisenreiche Cer-Mischmetall-EisenLegierungen mit mehr als 15% Eisen seit langem bekannt ist.