<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung von Zündsteinen
Zündsteine aus pyrophoren Cer- (Mischmetall-) Eisenlegierungen, welche bei Zündlegierungen übliche
Zusätze, beispielsweise Mg, Cu, Zn, Sn, Al und Ni enthalten können, lassen sich durch Strangverpressen von Gussblöcken bei Temperaturen von etwa 450 bis 500 C herstellen. Diese gepressten Zündsteine haben aber eine ungenügende Zündwilligkeit. Es wurde nun gefunden, dass Presssteine mit hoher Pyrophorität anfallen, wenn sie aus langsam erstarrten Gussblöcken hergestellt werden. Für die Pyrophorität der Press- stränge ist daher die Erstarrungsdauer der Gussblöcke von grosser Bedeutung, d. i. die Zeitspanne, innerhalb welcher das in die Form gegossene Metall vollständig oder wenigstens grösstenteils fest geworden ist.
Da Cer-MM-Eisenlegierungen mit den eingangs erwähnten Zusätzen bei etwa 6300 C zumindest zum grössten Teil in festem Zustande vorliegen, ist als Erstarrungsdauer diejenige Zeit anzusehen, innerhalb welcher das Metall von der Giesstemperatur auf zirka 630 C abkühlt. Wie gefunden wurde, ist bei Gussblöcken von etwa 30 mm Durchmesser eine Erstarrungsdauer von mindestens 4 Minuten erforderlich, um gut pyrophore Pressstränge zu erhalten. Bei Blöcken grösseren Durchmessers ist die Mindesterstarrungsdauer etwas höher anzusetzen. Es schadet nicht und ist im Gegenteil meistens vorteilhaft, die Erstarrungsdauer über 4 Minuten hinaus zu erhöhen, da die Pyrophorität der Stränge dann häufig noch weiter ansteigt.
Eine allzulange Erstarrungsdauer kann jedoch auch nachteilig sein. So können dabei die Gussblöcke durch Oxydation beschädigt und die Gussformen verzogen werden ; jedenfalls sinkt dann die Leistungsfähigkeit der Gussanlage. Wird eine schon lange Erstarrungsdauer noch weiter ausgedehnt, so steigt die Pyrophorität meistens nur mehr wenig oder überhaupt nicht mehr weiter an. Es ist in den meisten Fällen vorteilhaft, die Erstarrungsdauer zwischen 4 und 60 Minuten zu halten.
Es ist schon bekannt, dass die Pyrophorität von Cer-MM-Eisenlegierungen durch schnelles Abkühlen und insbesondere durch Abschrecken der Legierung beträchtlich herabgesetzt wird. Daher ist es allgemein üblich, die Gusslegierung langsam abzukühlen. Auch die zum Strangverpressen bestimmten Gussblöcke wurden und werden üblicherweise langsam abgekühlt. Trotzdem ist die Pyrophorität der daraus erzeugten Pressstränge ungenügend. Das kommt daher, dass für die Pyrophorität nicht wie bisher angenommen wurde, die Abkühldauer, sondern die Erstarrungsdauer wesentlich ist.
Man kann die Auskühlzeit A der Gussblöcke in zwei Abschnitte teilen, nämlich in die Erstarrungszeit E, während der das Metall bis auf zirka 6300 C abkühlt und in den restlichen, zum Auskühlen auf tiefere Temperaturen, insbesondere Raumtemperatur erforderlichen Zeitraum R. Für die Ausbildung der Pyrophorität der Gussblöcke und der daraus erzeugten Presssträng : ist nur die Erstarrungsdauer E wichtig, während der zweite Abschnitt R auf die Pyrophorität praktisch ohne Einfluss ist. Bei der bisher üblichen Arbeitsweise ist nun selbst bei langer Gesamtabkühlung A die Erstarrungsdauer E sehr kurz, R aber meistens lang.
Werden beispielsweise nach einer bekannten Vorschrift 30 mm starke Gussblöcke durch Eingiessen einer 11500 C heissen Cereisenschmelze in eine auf 650 C vorgewärmte Stahlform hergestellt, so kühlt die Schmelze innerhalb zirka 30 Minuten auf zirka 100 C, aber schon innerhalb 2 Minuten bis auf 630 C ab. Bei diesem Beispiel dauert also E 2 Minuten und A 30 Minuten. Infolge der zu kurzen Erstarrungsdauer ist die Pyrophorität der aus diesen Gussblöcken verpressten Stränge zu niedrig. Wie gefunden wurde, schadet es nichts, R zu kürzen, wenn nur E genügend gross gewählt wird. Es ist auf diese Weise sogar möglich, trotz einer längeren Erstarrungsdauer E eine kürzere Gesamtdauer A der Abkühlung zu erzielen.
Um eine längere Erstarrungsdauer zu erreichen, bedarf es besonderer Massnahmen, die bei der üblichen Arbeitsweise nicht vorgesehen sind. Die Metallschmelze muss in Formen eingegossen werden, die nicht nur vorgewärmt, sondern auch noch wärmeisoliert sind und denen erforderlichenfalls während des Erstarrens noch Wärme von aussen, beispielsweise mittels einer elektrischen Hilfsheizung, zugeführt wird.
Wenn die Gussblöcke innerhalb der vorgesehenen Zeit auf 630 C abgekühlt sind, können sie in beliebiger Weise auf jede gewünschte tiefere Temperatur gebracht werden, ohne dass dadurch die Pyrophorität der Presssteine merklich beeinflusst wird.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert :
Beispiel 1 : Eine Schmelze, bestehend aus 76% Mischmetall, 21% Fe, 2, 5% Mg und 0, 5% Cu wurde bei 1150 C in eine elektrisch beheizte Stahlkokille zu zylindrischen Stangen von 30 mm Durchmesser vergossen. Der Heizstrom der Kokille wurde so geregelt, dass die Schmelze innerhalb einer vorbestimmten
<Desc/Clms Page number 2>
Zeit E bis auf 630 0 C abkühlte. Die Zeit E bezeichnet jene Zeit in Minuten, während der das Metall von zirka 1150'auf 630 0 C abkühlt. Danach wurde die Kokille dem Ofen entnommen und auskühlen gelassen. Die Gussblöcke wurden bei zirka 480 C in einer Strangpresse zu Strängen von 2, 6 mm Durchmesser verarbeitet.
Stückchen dieser Stränge wurden in einem handelsüblichen Feuerzeug auf ihre Zünd- willigkeit untersucht. In Abhängigkeit von der Erstarrungsdauer wurden folgende Pyrophoritätswerte gefunden.
EMI2.1
<tb>
<tb> E <SEP> Pyrophorität
<tb> min <SEP> %
<tb> 2 <SEP> 40
<tb> 8 <SEP> 65
<tb> 30 <SEP> 88 <SEP>
<tb> 60 <SEP> 93 <SEP>
<tb> 100 <SEP> 93
<tb>
Beispiel 2 : Die Legierung 77% MM, 19, 5% Fe, 2% Mg, 1% Zu, 0, 5% Sn wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 behandelt.
Hiebei wurde gefunden :
EMI2.2
<tb>
<tb> E <SEP> Pyrophorität <SEP>
<tb> min <SEP> %
<tb> 2 <SEP> 35
<tb> 8 <SEP> 72
<tb> 30 <SEP> 84
<tb> 60 <SEP> 95
<tb> 120 <SEP> 75 <SEP>
<tb>
Beispiel 3 : Eine Legierung, bestehend aus 72, 2% MM, 25% Fe, 2, 5% Mg, 0, 4% Cu ergab :
EMI2.3
<tb>
<tb> E <SEP> Pyrophorität
<tb> min <SEP> %
<tb> 2 <SEP> 75
<tb> 4 <SEP> 88
<tb> 8 <SEP> 94
<tb> 30 <SEP> 98
<tb> 60 <SEP> 80
<tb>
PATENTANSPRÜCHE :
1.
Verfahren zur Herstellung von Zündsteinen aus Cer- (Mischmetall-) Eisenlegierungen, welche gegebenenfalls bei Zündlegierungen übliche Gehalte an andern Metallen, wie Mg, Cu, Zn, Sn, Al und Ni in üblicher Höhe aufweisen, durch Strangverpressen von Gussblöcken mit einem Mindestdurchmesser von 30 mm, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne, während welcher die Gussblöcke von der Giesstemperatur bis auf 630 C abkühlen, mindestens 4 Minuten (für Gussblöcke von etwa 30 mm Durchmesser) beträgt.