DE1224936B - Use of an iridium alloy to make springs - Google Patents
Use of an iridium alloy to make springsInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C5/00—Alloys based on noble metals
- C22C5/04—Alloys based on a platinum group metal
Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
C22cC22c
Deutsche Kl.: 40 b-5/00German class: 40 b-5/00
Nummer: 1224 936Number: 1224 936
Aktenzeichen: J 24693 VI a/40 bFile number: J 24693 VI a / 40 b
Anmeldetag: 7. November 1963Filing date: November 7, 1963
Auslegetag: 15. September 1966Opening day: September 15, 1966
Aus der Festschrift »100 Jahre Heraeus Hanau«, 1951, S. 137 bis 141, sind Iridium-Wolfram-Legierungen mit Wolframgehalten bis zu 95% bekannt. Des weiteren ist es nach der deutschen Patentschrift 823 521 bekannt, Iridium-Wolfram-Legierungen mit 55 bis 85% Iridium, Rest Wolfram, wegen ihrer Härte und chemischen Beständigkeit als Werkstoff für Schreibfederspitzen und Grammophonnadeln zu verwenden.From the commemorative publication "100 Years of Heraeus Hanau", 1951, pp. 137 to 141, there are iridium-tungsten alloys known with tungsten contents of up to 95%. Furthermore it is according to the German patent specification 823 521 known, iridium-tungsten alloys with 55 to 85% iridium, remainder tungsten, because of their Hardness and chemical resistance as a material for nib nibs and gramophone needles use.
Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß bestimmte Iridium-Wolfram-Legierungen Eigenschaften aufweisen, die sie in besonderem Maße als Werkstoff zur Herstellung von Federn geeignet machen. Eine der wichtigen Federeigenschaften ist ein möglichst niedriger Entspannungswert (elastische Ermüdung). Gelangt eine Feder infolge Entlastung wieder in ihre Ausgangslage zurück, dann ist ihr Entspannungswert gleich Null. Kehrt die Feder jedoch nach der Entlastung nicht in ihre Ausgangstellungzurück, sondern nimmt sie irgendeine Zwischenstellung ein, dann wird das betreffende Ausmaß ihrer Durchbiegung, Verlängerung oder Zusammenpressung in Prozenten der Durchbiegung, Verlängerung oder Zusammenpressung bei Belastung ausgedrückt. Der Entspannungswert steigt jedoch mit der Temperatur rasch an und nimmt auch bei Belastung unter hohen Temperaturen mit der Zeit zu.The invention is based on the knowledge that certain iridium-tungsten alloys have properties have that they are particularly suitable as a material for the production of springs do. One of the important spring properties is the lowest possible relaxation value (elastic Fatigue). If a spring returns to its original position as a result of relief, then you are Relaxation value equal to zero. However, if the spring does not return to its starting position after the but if it occupies some intermediate position, then the relevant extent becomes their deflection, elongation or compression as a percentage of the deflection, elongation or compression under load. However, the relaxation value increases with it The temperature increases rapidly and increases over time even when exposed to high temperatures.
Für bei erhöhten Temperaturen von etwa 300 bis 5000C zu verwendende Federn haben sich bestimmte Nickel-Kobalt-Chrom-Legierungen bewährt, die jedoch bei 500° C übersteigenden Temperaturen keinen zufriedenstellenden Entspannungswert mehr besitzen.For at elevated temperatures of about 300 to 500 0 C to be used springs, certain nickel-cobalt-chromium alloys have proved, however, exceeding at 500 ° C temperatures do not have satisfactory relaxation value more.
Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, als Werkstoff zum Herstellen von Federn, die im Gebrauch Temperaturen von 500° C und mehr ausgesetzt sind, eine Iridium-Legierung aus 0,5 bis 7% Wolfram, Rest Iridium zu verwenden. Die in die vorstehend genannten Gehaltsgrenzen fallenden Legierungen besitzen einen im Vergleich zu den bekannten Legierungen wesentlich niedrigeren Entspannungswert.According to the invention it is therefore proposed as a material for producing springs that are in use Exposed to temperatures of 500 ° C and more, an iridium alloy made of 0.5 to 7% tungsten, Remaining iridium to be used. Have the alloys falling within the above-mentioned content limits a significantly lower relaxation value compared to the known alloys.
Im Hinblick auf einen möglichst niedrigen Entspannungswert muß die Legierung mindestens 0,5%
Wolfram enthalten, doch beträgt der Wolframgehalt vorzugsweise mindestens 2%· Für bei 700° C und
darüber zu verwendende Federn enthält die Legierung vorzugsweise mindestens 3% Wolfram, da Legierungen
mit nur 2% Wolfram leicht rekristallisieren und bei 700° C ihren Widerstand gegen elastische Ermüdung
einbüßen. Übersteigt der Wolframgehalt der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierung 7%>
dann wird es schwierig oder auch unmöglich, die Legierungen noch zu Federn zu formen. Aus her-Verwendung
einer Iridium-Legierung zum
Herstellen von FedernWith a view to the lowest possible stress relief value, the alloy must contain at least 0.5% tungsten, but the tungsten content is preferably at least 2%. For springs to be used at 700 ° C and above, the alloy preferably contains at least 3% tungsten, since alloys with only 2% tungsten easily recrystallize and lose their resistance to elastic fatigue at 700 ° C. If the tungsten content of the alloy to be used according to the invention exceeds 7%> then it becomes difficult or even impossible to shape the alloys into springs. From using an iridium alloy for
Manufacture of springs
Anmelder:Applicant:
International Nickel Limited, LondonInternational Nickel Limited, London
Vertreter:Representative:
Dr.-Ing. G. EichenbergDr.-Ing. G. Eichenberg
und Dipl.-Ing. H. Sauerland, Patentanwälte,and Dipl.-Ing. H. Sauerland, patent attorneys,
Düsseldorf, Cecilienallee 76Düsseldorf, Cecilienallee 76
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Edward George Price, London;Edward George Price, London;
Laszlo Dezso Romhanyi,Laszlo Dezso Romhanyi,
Kingston upon Thames, Surrey (Großbritannien)Kingston upon Thames, Surrey (Great Britain)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Großbritannien vom 8. November 1962 (42 273)Great Britain 8 November 1962 (42 273)
stellungstechnischen Gründen sollte deshalb der Wolframgehalt der Legierungen 6% nicht übersteigen. For positional reasons, the tungsten content of the alloys should therefore not exceed 6%.
Iridium enthält gewöhnlich geringe Anteile an anderen Edelmetallen, wie Gold, Platin, Palladium, Ruthenium, Rhodium, Silber und Osmium, und zwar insgesamt höchstens 0,2 %· Diese Elemente kommen daher in den erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen nur als Verunreinigung vor. Wolfram enthält zudem als Verunreinigungen jeweils bis zu 0,1% Molybdän, Kupfer und Nickel.Iridium usually contains small amounts of other precious metals such as gold, platinum, palladium, Ruthenium, rhodium, silver and osmium, a maximum of 0.2% in total · These elements come therefore only present as an impurity in the alloys to be used according to the invention. tungsten also contains up to 0.1% molybdenum, copper and nickel as impurities.
Der hauptsächliche Vorteil, den die nach der Erfindung hergestellten Federn aufweisen, ergibt sich aus einem Vergleich mit den bisher bei höheren Temperaturen verwendeten Federn aus einer Legierung aus 18% Kobalt, 20% Chrom, 2% Aluminium, 3% Titan und 57% Nickel. Die Elastizitätsmoduln der Federn sind nachstehender Zahlentafel zu entnehmen :The main advantage exhibited by the springs made according to the invention arises from a comparison with the springs made of an alloy previously used at higher temperatures made of 18% cobalt, 20% chromium, 2% aluminum, 3% titanium and 57% nickel. The moduli of elasticity of the springs can be found in the table below:
Zahlentafel INumber table I
Legierungalloy
18% Co, 20% Cr, 2% Al, 3% Ti,18% Co, 20% Cr, 2% Al, 3% Ti,
57% Ni 57% Ni
Ir + 0,5% Wolfram Ir + 0.5% tungsten
Ir+ 2% Wolfram Ir + 2% tungsten
Ir+ 5% Wolfram Ir + 5% tungsten
Elastizitätsmodul
10° · kg/cm2 modulus of elasticity
10 ° kg / cm 2
2,46
5,32
5,52
5,382.46
5.32
5.52
5.38
609 660/340609 660/340
Als prozentuale Entspannungswerte bei maximaler Belastung von 14,06 kg/mm2 in 100 Stunden bei verschiedenen Temperaturen ergaben sich folgende Werte:The following values were obtained as percentage relaxation values at a maximum load of 14.06 kg / mm 2 in 100 hours at various temperatures:
Zahlentafel IINumber table II
187o Co, 207ο Cr3
27ο Al, 3 7ο Ti,
577ο Ni 187o Co, 207ο Cr 3
27ο Al, 3 7ο Ti,
577ο Ni
Ir+ 0,57ο W ....Ir + 0.57ο W ....
Ir+ 27ο W Ir + 27ο W
Ir+ 57ο W Ir + 57ο W
400°C 500°C 600°C 700°C 8000C400 ° C 500 ° C 600 ° C 700 ° C 800 0 C
1,8
13,91.8
13.9
7,7
13,17.7
13.1
14,214.2
16,416.4
10,410.4
6,96.9
24,424.4
17,817.8
17,517.5
8,58.5
7070
23 1323 13
100100
25 mit einem Stromleiterteil verbinden lassen. Nickel-Kobalt-Chrom-Legierungen bilden dagegen bei Temperaturen über 3000C Oxyde, die einen guten elektrischen Kontakt beeinträchtigen. Derartige Oxyde entstehen bei den erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen nicht.25 can be connected to a conductor part. Other hand, nickel-cobalt-chromium alloys form at temperatures above 300 0 C oxides that interfere with good electrical contact. Such oxides do not arise with the alloys to be used according to the invention.
Beim Herstellen der Federn nach der Erfindung kann von einer aus Iridium und Wolfram bestehenden Pulvermischung ausgegangen werden, aus der unter einem Argonlichtbogen Blöckchen erschmolzen werden, die man anschließend zu Streifen oder Draht warm verformt. Die Federn können als Blatt oder als Band anfallen, das bevorzugt bei 650 bis 7000C gewickelt wird.When producing the springs according to the invention, one can start from a powder mixture consisting of iridium and tungsten, from which small blocks are melted under an argon arc, which are then thermoformed into strips or wire. The springs can apply as a leaf or as a strip which preferably at 650 to 700 0 C is wound.
1515th
Aus der Zahlentafel ergibt sich, daß die aus einer Nickellegierung bestehenden Federn bis 400° C einen sehr niedrigen Entspannungswert besitzen, der jedoch bei Temperaturen über 500° C verlorengeht. Während bei 800° C die elastische Ermüdung der bekannten ao Nickellegierung 100 7o beträgt, besitzt die Iridium-Legierung mit 57o Wolfram bei gleicher Belastung noch einen Entspannungswert von 25 7o· Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen ergibt sich daraus, daß mit ihnen gute elek- as irische Kontakte leicht hergestellt werden können. In der Elektrotechnik wird in vielen Fällen von den Federn nicht nur verlangt, daß sie bei hoher Temperatur einwandfrei arbeiten, sondern daß sie auch eine gute elektrische Leitfähigkeit besitzen und sich gutFrom the table of figures it can be seen that the springs, which are made of a nickel alloy, have a temperature up to 400 ° C have a very low relaxation value, which is lost at temperatures above 500 ° C. While at 800 ° C the elastic fatigue of the known ao nickel alloy is 100 7o, the iridium alloy possesses with 57o tungsten with the same load Another relaxation value of 25 7o · Another The advantage of the alloys to be used according to the invention results from the fact that they provide good electrical properties Irish contacts can be easily made. In electrical engineering, the Feathers not only requires that they work properly at high temperatures, but that they also have one Have good electrical conductivity and feel good
Claims (2)
stehend aus 0,5 bis 77o> insbesondere 2 bis 77o Wolfram, Rest Iridium als Werkstoff zum Herstellen von Federn, die im Gebrauch Temperaturen von 500° C und mehr ausgesetzt sind.1. using an iridium alloy,
consisting of 0.5 to 77o> in particular 2 to 77o tungsten, the remainder being iridium as a material for producing springs that are exposed to temperatures of 500 ° C and more during use.
Deutsche Patentschrift Nr. 823521;
»100 Jahre Heraeus Hanau« (Festschrift), 1951, S. 137 bis 141.Considered publications:
German Patent No. 823521;
"100 Years of Heraeus Hanau" (Festschrift), 1951, pp. 137 to 141.
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