Verfahren zur Herstellung eines Körpers, der aus einem Kern und einem aus einem der Metalle der ersten Untergruppe der vierten Hauptgruppe des periodisehen Systems hergestellten Mantel besteht. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zur Herstellung eines Körpers, der aus einem Kern und einem aus einem der Metalle der ersten Untergruppe der vierten Hauptgruppe des periodischen Systems be stehenden Mantel besteht, und auf einen nach diesem Verfahren hergestellten Metall körper.
Wir haben bereits vorgeschlagen, einen Kernkörper dadurch mit einer Zirkonium- schicht zu überziehen, dass dieser Körper in einer Atmosphäre einer flüchtigen Zirkonium- verbindung, zum Beispiel Zirkoniumjodid, erhitzt wird. Gemäss einem bestimmten, von uns beschriebenen Verfahren kann das Zir- konium in duktiler Form auf den Kernkörper niedergeschlagen werden, so dass der auf diese Weise erzielte Körper ausgezogen und ge walzt werden kann.
Wir haben festgestellt, dass sich mit diesem Verfahren vorzügliche Ergebnisse er- zielen lassen, insbesondere, wenn von einem Kern ausgegangen wird, der nicht dicker als 40 bis 100 ,u ist. Es -zeigt sich nämlich, dass bei einer solchen Kerndicke durch Ziehen oder Walzen ein Draht oder eine Platte er zeugt werden kann, bei denen der Kern nicht- mehr -als solcher vorhanden ist, und dass der Draht oder die Platte aus nahezu reinem Zir- konium besteht.
Ferner ist es möglich, Zirkoniummantel- drähte durch Ziehen oder Walzen eines auf die vorgenannte Weise hergestellten Körpers anzufertigen. Ausserdem wurde gefunden, dass, wenn man von einem dickeren Kern bei der Bearbeitung eines Körpers ausgeht, der durch Niederschlagen von Zirkonium oder einem der andern Metalle der ersten Unter gruppe der vierten Hauptgruppe-erzielt wor den ist, manchmal Schwierigkeiten auf treten, so dass sich ein aus einem Kern und einem aus einem dieser Metalle hergestell- ten Mantel bestehender Manteldraht weniger leicht auf diese Weise herstellen lässt.
Es hat sich nämlich gezeigt, dass sich beim Nie derschlagen des Metallee auf dicke Kerne eine einheitliche, zusammenhängende Schicht schwer erzielen lässt, wodurch während des Zieh- oder Walzvorganges Brüche auftreten können, so dass schliesslich der hergestellte Draht Stellen aufweist, an denen das Mantel material ganz fehlt.
Diesem Verfahren haftet weiter der Nach teil an, dass es nicht auf Kernmaterial an gewendet werden kann, dessen Schmelzpunkt niedriger als die Zersetzungstemperatur der verwendeten Zirkoniumverbindung ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren beseitigt nun diese Schwierigkeiten. Es besteht darin, dass ein Kernkörper mechanisch mit einer Schicht aus einem zusammenhängenden Me tall umgeben wird und sodann der auf diese Weise gebildete Körper weiterbehandelt, zum Beispiel ausgezogen und/oder gewalzt wird. Es hat sich gezeigt, dass sich auf diese Weise Manteldrähte herstellen lassen, die einen vollkommen gleichmässigen und vorzüglich haftenden Mantel haben. Vorteilhaft kann man das Verfahren auf Zirkonium anwenden.
wobei dieses Metall zum Beispiel in Form dünner Blätter um den Kern herum ange ordnet werden kann. Diese. Blätter können dadurch erzielt werden, dass ein Zirkonium- kern auf chemischem Wege mit Zirkonium überzogen wird und der derart erzeugte Kör per zu einer dünnen Schicht ausgewalzt wird. Unter mechanischem Aufbringen ist bei die sem Verfahren auch das Umbiegen eines sol chen blattförmigen Zirkoniumstückes um den Kernkörper zu verstehen.
In vielen Fällen hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, das Metall während der Bearbeitung mit einer Schutzhülle zu ver sehen. Eine solche Hülle oder Mantel er leichtert die Bearbeitung in hohem Masse und schützt ausserdem das Metall der ersten Un- tergruppe der vierten Hauptgruppe vor atmo sphärischen. Einflüssen. Ein solcher Hilfs mantel kann nach Ablauf der Bearbeitung auf chemischem oder mechanischem Wege ent- ferne werden. Als sehr geeignetes Material kann zu diesem Zwecke Eisen verwendet wer den.
Ein solcher Mantel lässt sich leicht mit Salzsäure entfernen. Auch kann man zu diesem Zwecke vorteilhaft Nickel verwenden, der nach Ablauf "der Bearbeitung mit etwas Salpetersäure entfernt werden kann.
Es sei beiläufig bemerkt, dass der Kern körper nicht aus einem einzigen Material zu bestehen braucht. Dieser gern kann zum. Beispiel auch aus einer Legierung zusammen gesetzt oder selbst aus einem Mantelkörper hergestellt sein.
Das Verfahren lässt sich mit Erfolg aus führen, wenn ein Kern verwendet wird, der ganz oder teilweise aus Molybdän besteht, während sich auch Nickel als sehr geeignet für diesen Zweck herausgestellt hat.
Das erfindungsgemässe Verfahren besitzt unter anderem den Vorteil, dass auch Kern materialien angewendet werden können, de ren Schmelzpunkte verhältnismässig niedrig sind, weil in diesem Falle nicht von einer Zirkoniumverbindung, die zersetzt werden soll, ausgegangen zu werden braucht, wie bei dem bis jetzt am meisten verwendeten Ver fahren üblich war, so dass beim erfindungs gemässen Verfahren nicht ein Kernkörper ver wendet werden muss; dessen Schmelzpunkt höher als die Zersetztuigstemperatur der ver wendeten Zirkoniumverbindung ist.
Der nach dem erfindungsgemässen Verfah ren hergestellte Körper hat viele Vorzüge, so dass er in grossem Masse Anwendung fin den kann. Von den Vorteilen sei an erster Stelle die Tatsache genannt, dass ein solcher Körper in Form eines Manteldrahtes eine sehr grosse Festigkeit hat, so dass ein solcher Draht statt reiner Zirkoniumdrähte, die eine geringe Festigkeit haben, verwendet werden kann. Ausserdem sind solche Manteldrähte auch wesentlich billiger als ausschliesslich aus Zirkonium bestehende Drähte.
Auch der Nachteil, der Drähten oder Körpern aus reinem Zirkonium anhaftet, nämlich das Auftreten grosser Formänderungen bei Tem peraturen von ungefähr <B>1000'</B> und höher, wird bei Verwendung von gemäss der Er- Lindung hergestellten :Körpern vermieden. Ausserdem haben diese Drähte die im allge meinen mit Zirkonium verbundenen Vorteile, so dass sie eine weitgehende Verwendungs möglichkeit in elektrischen Entladungsröhren finden können.
Als Beispiele dieser letztgenannten An wendung wird auf die Verwendung von Zir- koniummanteldrähten für Gitter- und Draht anoden hingewiesen. Solche Elektroden haben dann den Vorteil, dass sie fester als aus reinem Zirkonium hergestellte Drahtelektroden sind und dass sie während des Betriebes der Röhre dennoch eine gasbindende Wirkung ausüben können und eine geringe Sekundär emission aufweisen. Ferner sind sie bei hö heren Temperaturen keinen Formänderungen ausgesetzt.
Die Erfindung wird anhand eines Aus führungsbeispiels, aus dem die Einfachheit des beschriebenen Verfahrens klar hervorgeht, näher erläutert.
Beispielsweise wird von einem aus Mo lybdän oder aus Nickel bestehenden Stab von 1 m Länge und 4 mm Dicke ausgegangen, um. den ein Zirkoniumband von 1 m Länge, 13 mm Breite und 200 ,u Dicke angeordnet, das heisst um den Stab herumgelegt wird. Darauf wird der Stab kalt gehämmert, so dass das Zirkonium als ein Rohr mit einer IAngsfuge um den Stab liegt. Auf dieses Rohr wird ein zum Beispiel aus Eisen oder Nickel bestehender Hilfsmantel geschoben, gewöhnlich in Form eines Rohres.
Der auf diese Weise erzielte Körper wird nun auf für Manteldrähte und -blätter bekannte Weise ausgezogen und gewalzt, was bei Verwen dung von Nickel als Kernmaterial bei Zim mertemperatur erfolgen kann. Nach dieser Bearbeitung wird der äussere Eisenmantel, zum Beispiel durch Auflösen in Salzsäure, entfernt. Auf diese Weise lässt sich ein Zir- koniumma.nteldraht von zum Beispiel 100 p Dicke erzielen.
Obwohl in diesem Ausführungsbeispiel von Zirkoniummanteldraht die Rede ist, ist es ersichtlich, dass die Erfindung sich auf sämtliche, aus einem Kernkörper und einem aus einem der Metalle der ersten (lntergTuppe der vierten Hauptgruppe hergestellten Man tel bestehenden Körper, zum Beispiel auch auf dünne Metallfolien, bezieht.
Ferner wird ein gemäss' diesem Verfahren hergestellter Kör per überall dort Anwendung finden können, wo bisanhin aus einem dieser Metalle, zum Beispiel Zirkonium, hergestellte Körper, zum Beispiel Drähte oder dünne Platten, verwen det wurden.
Process for the production of a body which consists of a core and a jacket produced from one of the metals of the first subgroup of the fourth main group of the periodic system. The invention relates to a process for the production of a body consisting of a core and one of the metals of the first subgroup of the fourth main group of the periodic system be standing coat, and a metal body produced by this method.
We have already proposed coating a core body with a zirconium layer by heating this body in an atmosphere of a volatile zirconium compound, for example zirconium iodide. According to a certain method described by us, the zirconium can be deposited in a ductile form on the core body, so that the body obtained in this way can be drawn out and rolled.
We have found that excellent results can be achieved with this method, especially when starting from a core that is no thicker than 40 to 100 µ. It turns out that with such a core thickness a wire or a plate can be produced by drawing or rolling, in which the core is no longer present as such, and that the wire or plate is made of almost pure Zir- conium exists.
Furthermore, it is possible to manufacture zirconium casing wires by drawing or rolling a body produced in the aforementioned manner. In addition, it has been found that if one starts from a thicker core in the machining of a body which has been obtained by depositing zirconium or one of the other metals of the first subgroup of the fourth main group, difficulties sometimes arise, so that a sheathed wire consisting of a core and a sheath made of one of these metals is less easy to manufacture in this way.
It has been shown that when the metal is knocked down on thick cores, it is difficult to achieve a uniform, cohesive layer, which means that breaks can occur during the drawing or rolling process, so that finally the wire produced has places where the jacket material completely absent.
This method also has the disadvantage that it cannot be applied to core material whose melting point is lower than the decomposition temperature of the zirconium compound used.
The method according to the invention now eliminates these difficulties. It consists in the fact that a core body is mechanically surrounded with a layer of a coherent metal and then the body formed in this way is further treated, for example drawn out and / or rolled. It has been shown that in this way sheathed wires can be produced which have a completely uniform sheath with excellent adhesion. The method can advantageously be applied to zirconium.
this metal, for example, can be arranged in the form of thin sheets around the core. These. Sheets can be obtained in that a zirconium core is chemically coated with zirconium and the body produced in this way is rolled out into a thin layer. In this method, mechanical application also includes the bending of such a sheet-shaped piece of zirconium around the core body.
In many cases it has proven to be very advantageous to see the metal with a protective cover during processing. Such a sheath or jacket makes machining much easier and also protects the metal of the first subgroup of the fourth main group from atmospheric agents. Influences. Such an auxiliary jacket can be removed chemically or mechanically after processing. Iron can be used as a very suitable material for this purpose.
Such a coat can easily be removed with hydrochloric acid. Nickel can also be used advantageously for this purpose, which can be removed with a little nitric acid after the processing has ended.
It should be noted in passing that the core body need not consist of a single material. This like to. For example, it can also be composed of an alloy or even made from a casing body.
The method can be carried out with success if a core is used which consists entirely or partially of molybdenum, while nickel has also proven to be very suitable for this purpose.
The method according to the invention has the advantage, among other things, that core materials can also be used whose melting points are relatively low because in this case a zirconium compound that is to be decomposed does not have to be assumed, as has been the case up to now The method used was common, so that in the method according to the invention, a core body does not have to be used; whose melting point is higher than the decomposition temperature of the zirconium compound used.
The body produced by the method according to the invention has many advantages, so that it can be used on a large scale. Of the advantages, the fact that such a body in the form of a sheathed wire has a very high strength, so that such a wire can be used instead of pure zirconium wires, which have a low strength, should be mentioned in the first place. In addition, such sheathed wires are also much cheaper than wires made exclusively of zirconium.
The disadvantage that adheres to wires or bodies made of pure zirconium, namely the occurrence of large changes in shape at temperatures of approximately 1000 and higher, is avoided when bodies manufactured according to the invention are used. In addition, these wires have the general advantages associated with zirconium, so that they can be widely used in electrical discharge tubes.
As examples of this last-mentioned application, reference is made to the use of zirconium jacket wires for grid and wire anodes. Such electrodes then have the advantage that they are more solid than wire electrodes made from pure zirconium and that they can still have a gas-binding effect while the tube is in operation and have low secondary emissions. Furthermore, they are not exposed to changes in shape at higher temperatures.
The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment from which the simplicity of the method described can be clearly seen.
For example, a rod made of Mo lybdenum or nickel is assumed to be 1 m long and 4 mm thick. a zirconium band 1 m long, 13 mm wide and 200 μm thick is placed around the rod. The rod is then hammered cold, so that the zirconium lies around the rod as a tube with an angular joint. An auxiliary jacket made, for example, of iron or nickel, usually in the form of a tube, is pushed onto this tube.
The body achieved in this way is now drawn out and rolled in a manner known for sheath wires and sheets, which can be done when using nickel as the core material at room temperature. After this processing, the outer iron jacket is removed, for example by dissolving it in hydrochloric acid. In this way, a zirconium core wire with a thickness of, for example, 100 μm can be achieved.
Although this exemplary embodiment speaks of zirconium sheath wire, it is evident that the invention relates to all bodies consisting of a core body and a sheath made of one of the metals of the first (intergroup of the fourth main group), for example also to thin metal foils, relates.
Furthermore, a body produced according to this method can be used wherever bodies made from one of these metals, for example zirconium, for example wires or thin plates, have been used up to now.