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Verwendung einer pyrophoren Legierung zur Herstellung von
Zündsteinen durch Strangpressen
Die Umformung von Gussblöcken aus überwiegend aus Cer-Mischmetall bestehenden pyrophoren Legierungen mit Eisengehalten von 4,5 bis 401o durch Strangpressen zu Ztindmetallsträngen mit handelsüblichen Durchmessern zwischen 2 und etwa 6 mm erfordert hohe Pressdrücke, selbst im Temperaturbereich
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höher, je höher der Eisengehalt der Legierung und je niedriger die Presstemperatur ist. Diese hohen Pressdrücke stellen an die Strangpresse und die Presswerkzeuge hohe Anforderungen. Diese äussern sich in einem starken Verschleiss der Werkzeuge und der Gefahr ihrer frühzeitigen Zerstörung. Beide Faktoren sind für die Wirtschaftlichkeit des Strangpressverfahrens von ausschlaggebender Bedeutung.
Es hat aus diesen Gründen nicht an Bemühungen gefehlt, die Strangpressverformung von Gussblöcken aus pyrophoren Cer (Mischmetall)-Eisen-Legierungen durch Erniedrigung der erforderlichen Pressdrücke zu verbessern. Bei einem noch nicht zum Stand der Technik gehörenden Verfahren wird dieses Ziel durch spezielle Legierungszugaben zu der pyrophoren Basislegierung aus Cer (Mischmetall)-Eisen mit Gehalten an Zinn und Magnesium dadurch erreicht, dass derartige Legierungen mit einem Eisengehalt von 4,5 bis
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pressdruckvermindernd.
Umfangreiche Betriebsversuche haben jedoch gezeigt, dass diesen speziellen Zusätzen Nachteile anhaften können. Titan ist ein relativ schwer lösliches Element, das unter gleichen Schmelzbedingungen längere Schmelzzeiten als titanfreie Legierungen sonst gleicher Zusammensetzung erfordert. Damit ist ein vermehrter Metallabbrand unvermeidlich verknüpft, der unerwünscht ist. Bei Aluminium fällt zwar ein vermehrter Abbrand weniger ins Gewicht, jedoch beeinflusst dieser Zusatz die Pyrophorität und die Lagerbeständigkeit des Zündsteins nachteilig, so dass dessen Anwendung nur beschränkt möglich ist.
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Legierung an Stelle der erwähnten Zusätze geringe Kupfergehalte bis weniger als 0, 3% zugegeben werden.
Die mit diesen geringen Kupferzusätzen überraschenderweise verknüpfte Abnahme des Pressdruckes ist für die Pyrophorität und die Lagerbeständigkeit des gepressten Zündsteins ohne Nachteil.
Pyrophore Cer (Mischmetall)-Eisen-Legierungen mit geringen Zusätzen von Kupfer sind an sich bekannt und wurden auch bereits zur Herstellung von Zündsteinen empfohlen, vgl. Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 2. Auflage, 3. Band, S. 178 und die Veröffentlichung von Foelsch, Österreichische Chemikerzeitung 40 [J937]. S. 302. Die Verwendung derartiger Legierungen zur Herstellung von Zündsteinen durch Strangpressen, insbesondere von Legierungen mit so geringen Kupfergehalten bis unter 0, 3%, ist aber darin weder vorgeschlagen noch durch diese Literaturstellen nahegelegt worden.
In welcher Weise kleine Kupfergehalte gemäss der Erfindung den Pressdruck beeinflussen, geht aus der nachfolgenden Tabelle hervor.
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Tabelle
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<tb> Versuchs <SEP> Zusammensetzung <SEP> der <SEP> Legierung <SEP> in <SEP> % <SEP> Pressdruck <SEP> (kg/cm2) <SEP> bei <SEP> 480 C <SEP> nach
<tb> Nr. <SEP> Cer <SEP> (Mischmetall) <SEP> Fe <SEP> Cu <SEP> 30minutiger <SEP> Vorwärmung
<tb> 468a <SEP> 80, <SEP> 6 <SEP> 19, <SEP> 4-5100
<tb> 469 <SEP> 80, <SEP> 46 <SEP> 19, <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 14 <SEP> 3500
<tb> 470 <SEP> 80, <SEP> 36 <SEP> 19, <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 24 <SEP> 2450
<tb>
Diese Tabelle zeigt für eine Cer(Mischmetall)-Eisen-Legierung mit rund 19,4% Fe, wie sich der Pressdruck ändert, wenn der Legierung steigende Kupfergehalte bis weniger als 0, Wo zulegiert werden. Die Pressdruckverminderung, die bereits kleine Kupfergehalte bewirkt, ist sehr ausgeprägt.
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Use of a pyrophoric alloy for the production of
Flints by extrusion
The reshaping of ingots from pyrophoric alloys with iron contents of 4.5 to 401o, predominantly made of cerium mixed metal, by extrusion to form tin metal strands with commercially available diameters between 2 and about 6 mm requires high pressures, even in the temperature range
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higher, the higher the iron content of the alloy and the lower the pressing temperature. These high press pressures place high demands on the extrusion press and the press tools. This manifests itself in a heavy wear of the tools and the danger of their premature destruction. Both factors are of decisive importance for the profitability of the extrusion process.
For these reasons, there has been no lack of efforts to improve the extrusion molding of ingots made of pyrophoric cerium (mischmetal) -iron alloys by lowering the required pressing pressures. In a method that does not yet belong to the state of the art, this goal is achieved by adding special alloys to the pyrophoric base alloy of cerium (mischmetal) -iron with contents of tin and magnesium in that such alloys with an iron content of 4.5 to
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reducing pressure.
However, extensive operational tests have shown that these special additives can have disadvantages. Titanium is a relatively sparingly soluble element which, under the same melting conditions, requires longer melting times than titanium-free alloys with the same composition. This is inevitably linked to increased metal burn-off, which is undesirable. In the case of aluminum, increased burn-off is less significant, but this additive has a disadvantageous effect on the pyrophoricity and shelf life of the flint, so that its use is only possible to a limited extent.
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Alloy instead of the additives mentioned, low copper contents of less than 0.3% are added.
The decrease in the pressing pressure, which is surprisingly associated with these low copper additions, has no disadvantage for the pyrophoricity and the shelf life of the pressed flint.
Pyrophoric cerium (mischmetal) iron alloys with small additions of copper are known per se and have also already been recommended for the production of flint stones, cf. Ullmanns Enzyklopadie der technischen Chemie, 2nd edition, 3rd volume, p. 178 and the publication by Foelsch, Österreichische Chemikerzeitung 40 [J937]. P. 302. The use of such alloys for the production of flints by extrusion, in particular of alloys with such low copper contents as below 0.3%, is neither suggested nor suggested by these references.
The way in which small copper contents according to the invention influence the pressing pressure can be seen from the table below.
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table
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<tb> Trial <SEP> Composition <SEP> of the <SEP> alloy <SEP> in <SEP>% <SEP> pressing pressure <SEP> (kg / cm2) <SEP> at <SEP> 480 C <SEP>
<tb> No. <SEP> Cer <SEP> (mixed metal) <SEP> Fe <SEP> Cu <SEP> <SEP> preheating for 30 minutes
<tb> 468a <SEP> 80, <SEP> 6 <SEP> 19, <SEP> 4-5100
<tb> 469 <SEP> 80, <SEP> 46 <SEP> 19, <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 14 <SEP> 3500
<tb> 470 <SEP> 80, <SEP> 36 <SEP> 19, <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 24 <SEP> 2450
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For a cerium (mischmetal) -iron alloy with around 19.4% Fe, this table shows how the pressing pressure changes when increasing copper contents to less than 0.1% are added to the alloy. The pressure reduction, which already causes small copper contents, is very pronounced.