DE1082093B - Verwendung galvanischer Baeder zur Herstellung von kanaldurchsetzten Metallkoerpern, insbesondere Duesen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die vorliegende Erfindung geht von dem Verfahren zur Herstellung von kanaldurchsetzten Metallkörpern, insbesondere Düsen und Düsenbauteilen, derjenigen Art aus, bei dem eine düsenkörperformende Metallschicht oder mehrere derselben auf einen Metallkern von Kanalform aufgebracht und der Kern anschließend chemisch entfernt wird, und beschäftigt sich mit der Lösung der Probleme, die bei der anschließenden thermischen Vereinigung dieser Bauteile auftreten.

Es ist an sich bekannt, Metallteile, beispielsweise Lamellen und Membranen, in der Weise herzustellen, daß auf einen Kern aus alkaliunbeständigem Metall, z. B. Aluminium, ein Metallüberzug aus z. B. Nickel aufgebracht und danach der Kern chemisch zerstört wird. Für die Herstellung von Düsen und Düsenbauteilen sind von den Erfindern spezielle Verfahren entwickelt worden, die Gegenstand früherer Patente sind.

Bei der Weiterentwicklung dieser Grunderfindung wurden praktische Erfahrungen gesammelt, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind.

Es zeigte sich, daß die elektrolytisch aufgebrachten Schichten nicht immer die strukturellen Eigenschaften besitzen, die bei der Weiterbearbeitung zur fertigen Düse erforderlich sind. Hierzu gehören insbesondere Porenfreiheit und Gefügeaufbau. Beispielsweise muß der Gefügeaufbau so beschaffen sein, daß er die thermischen Beanspruchungen beim Anschweißen, Glühen usw. der Düsenbauteile ohne Schädigung der mechanischen und metallurgischen Eigenschaften aushält.

Diese Schwierigkeiten lassen sich erfindungsgemäß dadurch beseitigen, daß die elektrolytische Bildung der düsenkörperformenden Metallschicht oder Metallschichten durch Wahl der Zusammensetzung des galvanischen Bades und der elektrischen Bedingungen bei der Galvanisierung so geleitet wird, daß ein feinkörniger und vor allem praktisch kohlenstofffreier Metallniederschlag entsteht. Mit dem Ausdruck kohlenstofffreier Metallniederschlag soll nicht nur die Abwesenheit von freiem Kohlenstoff und Metall-Kohlenstoff-Verbindungen, z. B. Carbiden, gemeint sein, sondern schlechthin die Abwesenheit irgendwelcher Fremdstoffe mit Kohlenstoffgehalt. Hierzu gehören beispielsweise Badreste, die in porigen Niederschlägen zurückbleiben.

Um diese feinkörnigen und praktisch kohlenstofffreien Metallniederschläge zu erzeugen, werden vorzugsweise solche an sich bekannten galvanischen Bäder verwendet, die einen sehr hohen Metallsalzgehalt besitzen und frei von organischen Bestandteilen sind. Galvanische Bäder zur Erzeugung von Metallniederschlägen sind in vielerlei Abwandlungen bekannt, und es gibt auch Literaturstellen, aus denen die Zusammenhänge zwischen Metallsalzgehalt, Stromdichte, p_H-Wert und Temperatur zu entnehmen sind.

Verwendung galvanischer Bäder

zur Herstellung von kanaldurchsetzten Metallkörpern, insbesondere Düsen

Anmelder:

Trikotfabriken J. Schiesser A. G.,
Radolfzell (Bodensee)

Hans Joachim Dietzsch, Horn (Bodensee),
und Otto Dietzsch, Wangen (Bodensee),
sind als Erfinder genannt worden

Bäder der vorstehend beschriebenen Art sind von der Galvanisiertechnik, insbesondere auf der Grundlage von Nickel, entwickelt worden. Aus der Literatur und der Fächkenntnis über galvanische Bäder war aber bisher nichts darüber bekannt, wie sich solche Metallniederschläge bei späterer thermischer Behandlung verhalten würden. Daher liegt der Verdienst der vorliegenden Erfindung in der Erkenntnis und Ausnutzung der Feststellung, daß bei Verwendung galvanischer Bäder mit sehr hohem Metallsalzgehalt und frei von organischen Bestandteilen Niederschläge erzeugt werden können, die bei einer anschließenden Glühbehandlung eine außerordentliche Zähigkeit und Biegefestigkeit erlangen. Diese Eigenschaft zeigt insbesondere abgeschiedenes Nickel. Daher liegt es im Sinne der Erfindung, als düsenkörperformendes Metall Nickel und als kanalformendes Metall ein alkaliunbeständiges Metall und vorzugsweise Aluminium, Magnesium oder deren Legierungen untereinander und mit anderen Metallen zu verwenden. Nickel ist gegen die Alkalien, die die vorstehend genannten Metalle aufzulösen vermögen, bekanntlich beständig.

Da die elektrolytische Abscheidung von Leichtmetallen und Leichtmetallegierungen der obenerwähnten Art besondere Maßnahmen und Bäder verlangt, liegt es in der zweckmäßigen Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung, die vorstehend erwähnten speziellen Galvanisierbäder auch zum Aufbau des den Kanal vorübergehend ausfüllenden Hilfsmaterials zu verwenden. Daher besteht eine weitere Ausführungsform der Erfindung darin, daß das kanalformende Metall und das düsenkörperformende Metall gleich, z. B. Nickel, sind und daß der elektrolytische Aufbau der Düse derart geleitet wird, daß das düsenkörperformende Metall allseitig mit einer Metallschicht,

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ζ. B. aus Gold oder Platin, umkleidet wird, die gegen Chemikalien beständig ist, so daß das Nickel herausgelöst werden kann.

Eine Abwandlung dieser Lösungsart besteht darin, daß das kanalformende Metall und das düsenkörperformende Metall von gleicher Chemikalie angreifbar sind, d. h. daß also z. B. Zink als kanalformendes Metall und Nickel als düsenkörperformendes Metall λ-erwendet wird. Auch in diesem Falle muß der Nickelkörper allseitig von einer chemikalienfesten Metallschicht aus Gold oder Platin umkleidet sein. Diese Hüllschicht kann erfahrungsgemäß außerordentlich dünn gehalten werden, so daß sie auf die eingangs erwähnten Strukturbedingungen keinen Einfluß hat.

Um das Entfernen des kanalformenden Metalls zu beschleunigen, wird zweckmäßigerweise von dem an sich bekannten Verfahren Gebrauch gemacht, Ultraschall zur Förderung der lösenden Tendenz anzuwenden.

Dadurch wird im vorliegenden Fall auch die Bildung von strömungshindernden großen Gasblasen am Lösungsort vermieden, so daß keine Störung des Flüssigkeitstransports in dem engen Kanal eintritt.

Der in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendete Ausdruck »Düsen« soll nicht nur die Düse als vollständiges, betriebsbereites Gerät, sondern auch Teile derselben, nämlich den Innenkern, einen äußeren Kern und weitere äußere Schalenteile umfassen, da bei der Herstellung solcher Düsenbauteile ersichtlicherweise erfindungsgemäß die gleichen Vorteile wie bei der Herstellung einer betriebsbereiten Düse erzielt werden.

In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II der

Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3.

Fig. 1 zeigt das Zwischenprodukt, das durch elektrolytischen Auftrag einer Schicht 2 aus Nickel auf einen Hilfskern 1 aus Aluminium entstanden ist. Der Hilfskern 1 erhielt seine Form durch mechanische Bearbeitung eines Aluminiumdrahtes, und für den elektrolytischen Aufbau der Nickelschicht 2 wurde ein Bad verwendet, das in an sich bekannter Weise einen sehr hohen Metallsalzgehalt besitzt und von organischen Bestandteilen frei ist.

Fig. 2 zeigt die Lage und Ausgestaltung der radial einwärts gerichteten Zentrierzapfen 3 für die Justierung des später einzuführenden Düsenkernrolires.

Fig. 3 erläutert die zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der das kanalformende Metall und das düsenkörperformende Metall gleich sind und beispielsweise aus Nickel bestehen. In diesem Falle wird der zentrale Hilfskern 4 durch mechanische Bearbeitung eines Nickeldrahtes auf Sollform gebracht und zunächst mit einer dünnen Schicht eines säurefesten Metalls, z. B. Gold oder Platin, elektrolytisch überzogen. Auf diese Edelmetallschicht wird der eigentliche Düsenkörper als dicke Nickelschicht 6 mit Hilfe des mehrfach erwähnten speziellen Galvanisierungsbades aufgebracht, wobei vorzugsweise dafür gesorgt wird, daß im Gebiet der Körperbasis 8 der Nickelniederschlag unterbleibt. Auf diese dicke Nickelschicht 6 wird dann schließlich eine zweite dünne Edelmetallschicht 7 elektrolytisch aufgebracht, die sich S im Basisgebiet 8 mit der ersten Edelmetallschicht 5 vereinigt und dadurch den Nickelkörper 6 allseitig umschließt. Dadurch ist es möglich, den Nickelkern 4 mit Säure zu entfernen, ohne daß die Nickelmasse 6 des Düsenkörpers angegriffen wird. Nach dem Herauslösen des Hilfskerns 4 wird durch Entfernen der jenseits der Linien 10 und 11 liegenden Teile der Düsenkörper endgültig fertiggestellt.

Fig. 4 zeigt ähnlich wie Fig. 2 die Lage und Form der Zentrierzapfen 8 für den in den fertigen Düsenkörper einzuführenden inneren Düsenteil.

Die Fertigstellung von Verbunddüsen aus erfindungsgemäß hergestellten Einzelteilen erfolgt vorzugsweise dadurch, daß man die gleichtnittigen Bauteile aufeinander aufschrumpfen läßt. Beispielsweise wird der axialferne Bauteil erhitzt, wodurch er sich ausdehnt, und in diesen erhitzten Außenbauteil wird ein innerer Bauteil in kaltem Zustand eingeführt. Dieser innere Bauteil besteht im Falle einer zweistufigen Düse aus einem Kapillarrohr und bei mehr-

kernigen Düsen aus einer Vielzahl solcher Kapillaren. Beim Abkühlen zieht sich der axialferne Bauteil wieder zusammen, und seine nach innen ragenden Zentrieransätze oder -einschnürungen schrumpfen dabei auf die eingesetzten Innenbauteile auf. Durch An-

bringung mehrerer Zentrierorgane längs der Körperachse läßt sich die Formstabilität des fertigen Düsenkörpers erhöhen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verwendung galvanischer Bäder mit sehr hohem Metallsalzgehalt und frei von organischen Bestandteilen für das Aufbringen einer oder mehrerer düsenkörperformenden Metallschichten auf einen Metallkern von Kanalform und anschließender chemischer Entfernung des Metallkerns zur Herstellung von kanaldurchsetzten Metallkörpern, insbesondere Düsen und Düsenbauteilen für die anschließende thermische Vereinigung dieser Bauteile.

2. Verwendung galvanischer Nickelbäder für das Verfahren nach Anspruch 1.

3. Verwendung eines alkaliunbeständigen Metalls, vorzugsweise Aluminium, Magnesium oder deren Legierungen, als Metallkern für das Verfahren nach Anspruch 2.

4. Verwendung gleicher oder durch gleiche Chemikalien angreifbarer Metalle für den Metallkern und den düsenkörperformenden Metallüberzug unter gleichzeitiger Umkleidung des düsenkörperformenden Metallüberzuges mit einer gegen diese Chemikalien widerstandsfähigen Metallschicht, vorzugsweise Gold oder Platin, für das Verfahren nach Anspruch 1.

5. Verwendung von Nickel oder Zink als Metallkern für das Verfahren nach Anspruch 2 und 4.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 888 494;
französische Patentschrift Nr. 1 078 529;
Machu, »Moderne Galvanotechnik«, 1954, S. 240 bis 247.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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