DE1551391A1 - Cooling liquid and its method of use - Google Patents

Cooling liquid and its method of use

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DE1551391A1
DE1551391A1 DE19671551391 DE1551391A DE1551391A1 DE 1551391 A1 DE1551391 A1 DE 1551391A1 DE 19671551391 DE19671551391 DE 19671551391 DE 1551391 A DE1551391 A DE 1551391A DE 1551391 A1 DE1551391 A1 DE 1551391A1
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Description

UMHTANWALfUMHTANWALf OIPUINO. Λ C COIPUINO. Λ CC

, GORTZ ^ 29.Mär* 1967 4 Frankfurt am Main 70 /, GORTZ ^ March 29 * 1967 4 Frankfurt am Main 70 /

27-TW.41707»27-TW.41707 »

UNION CARBIDE CORPORATION, New York 17, N0Y0 (V.St.A.) Kühlflüssigkeit und Verfahren zu ihrer VerwendungUNION CARBIDE CORPORATION, New York 17, N 0 Y 0 (V.St.A.) Coolant and method of its use

Die Erfindung betrifft eine Kühlflüssigkeit mit einer verbesserten Wärmeaufnahme und Wärmeübertragung. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verwendung einer solchen Flüssigkeit sub schnellen und regelbaren Abkühlen von Gegenstanden» Die erfindungsgemäße Kühlflüssigkeit ist besonders geeignet zum Abschrecken von Metallen» Die Erfindung ist aber nicht allei'n hierauf beschränkt·The invention relates to a cooling liquid with improved heat absorption and heat transfer. The invention also relates to a method for using such a liquid sub rapid and controllable cooling of objects »The cooling liquid according to the invention is particularly suitable for quenching Metals »However, the invention is not limited to this ·

Es gibt schon verschiedene Abschreckmedien, um durch Abschrecken die Eigenschaften von Metallen zu verbessern» Hierbei will man optimale Eigenschaften der abgeschreckten Gegenstände erhalten, z.B. eine verbesserte Streckgrenze, eine verbesserte Reißfähig-Jceit, eine verbesserte Duktilität und einen verbesserten Widerstand gegen Korrosion, ohne daß hierbei ein Verziehen des abgeschreckten Gegenstandes auftritt und ohne daß hierbei Risse ent* f stehen«There are already different quenching media to get through quenching to improve the properties of metals »Here you want obtain optimal properties of the quenched articles, e.g., improved yield strength, improved tear strength, improved ductility, and improved resistance to corrosion, without warping of the quenched article and without cracking stand"

Es ist schon ein Verfahren zum Härten von Stählen bekannt, wobei < man dieee zunächst auf eine höhere Temperatur erhitst und dann mittels eines Luftströmen oder durch Abschrecken in Ol oder Wa·- eer abkühlt, Ee iet ferner bekannt, daß beim Abschrecken von erhltlten Gegenständen aue Aluminium mit kalten Wasser ein Ver» werfen auftritt. Sieee Schwierigkeit kann wenigstens teilweise dadurch überwunden werden, daß man zum Abschrecken einen dichtenA method for hardening steels is already known, where < they are first heated to a higher temperature and then by means of a stream of air or by quenching in oil or water When it cools, it is also known that when quenching Objects made of aluminum are treated with cold water. throw occurs. The difficulty can be at least partially be overcome by sealing one to quench

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Nebel von V/aaser tröpfchen in Luft verwendet. Hierbei entstehen aber wieder die Schwierigkeiten, daß die inneren Teile, besonders von kompliziert gebauten Segenständen, nicht in Berührung mit dem Nebel koianen; dadurch keim ei» Verwerfen auf treten,. da die Wärme nicht von allen Teilen schnell und gleichmäßig entfernt ist« Weiterhin ist es bekannt» daß man verbleibende Spannungen in Gegenständen aus Legierungen von Aluminiuta und Magnesium dadurch beseitigen kann, da(3 man diese Gegenstände zunächst erhitzt, dann in einen üblichen Abschreckmedium, ζοB. Wasser und anschließend In flüssigem Stickstoff auf etwa -75 C öder darunter abkühlt, und sie schließlich mit Dampf auf Raumtemperatur erwärmt·Used mist of v / aaser droplets in air. Here arise but again the difficulty that the inner parts, especially of intricately built objects, do not come into contact with the Fog koianas; thereby germ ei »rejection occur. because the Heat is not removed quickly and evenly from all parts « It is also known that residual stresses in objects made of alloys of aluminum and magnesium are thereby eliminated can eliminate, since (3 these objects are first heated, then in a common quenching medium, ζοB. Water and then Cools in liquid nitrogen to about -75 C or below, and they are finally heated to room temperature with steam

In der USA-Patentschrift Nr. 3»185»600 ist ein Verfahren zum Abschrecken von heißen Metallblechen beschrieben» Hierbei taucht man die heißen Ketallbleche direkt in eine crvogene Flüssigkeit, z.B. flüssigen Stickstoff, wobei die Bleche so schneliLwie möglich auf eine Temperatur unter -450C abgekühlt werden. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Abkühlung der heißen Gegenstände nicht regelbar ist, und daß infolgedessen die Abkühlungegeschwindigkeit nur für eine beschränkte Anzahl von Legierungen passend is to Ferner können nach diesem Verfahren nur dünne Gegenstände, z.B. Metallblech^ abgeschreckt werden«,A method for quenching hot metal sheets is described in US patent specification No. 3 »185» 600. Here, the hot metal sheets are immersed directly in a liquid, eg liquid nitrogen, the sheets being brought to a temperature below -45 as quickly as possible 0 C. The disadvantage of this method is that the cooling of the hot objects can not be controlled, and that are quenched as a result the Abkühlungegeschwindigkeit suitable only for a limited number of alloys is to Furthermore, after this V e rfahren only thin objects such as sheet metal ^ "

» Sa ißt bekannt, daß man Gegenstände aus verschiedenen Metallen» Sa eats known to be objects made of different metals und Legierungen Bit ganz bestimmten Geschwindigkeiten Innerhalb bestimmter Temperaturbereiche abkühlen muß, um optimal· Eigen*- Bohaften su erhalten; diese Abkühlungsgeschwindigkeiten sind ab*and alloys bit very specific speeds within must cool down in certain temperature ranges in order to optimally Bolichen su received; these cooling rates are from *

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hängig von der jeweiligen Zusammensetzung der Gegenstände. Bas bedeutet, daß für jede Legierung eine andere Abkühlunga^eschwin« dißkeit erforderlich ist« Hierfür muß man ein gut angepaßtes Abschreckungeraedium heben, das innerhalb bestimmter Temperaturbereiche eine ganz bestinmte Abkühlungsgeschwindigkeit gewährleistete depending on the respective composition of the objects. Bas means that a different cooling rate occurs for each alloy This requires a well-adapted deterrent medium lift, which guaranteed a very specific cooling rate within certain temperature ranges

Einige der geschilderten Probleme sind durch die bekannten Verfahren zum Abschrecken von Metallen gelöst worden. Weitere Schwie« rigkeiten verbleiben aber,, Beim Abschrecken mit Wasser -erreichtSome of the problems outlined have been solved by the known methods for quenching metals. More difficulties However, there are still some problems, achieved when quenching with water

*■ - s I * ■ - s I

man zwar ein sehr schnellen. Abkühlen, diese Art des Abschrecken» ^ führt aber zum Verwerfen der abgeschreckten Gegenstände, da die dünneren und dickeren Teile verschieden schnell abgekühlt werden0 ^ Mit flüssigem Stickstoff tritt ein Verwerfen nicht auf, das Verfahren kann aber nur^Sünnen Gegenständen oder Blechen angewendet werden, und nur bei solchen Legierungen, für welche die Abkühlungsgeschwindigkeit durch flüssigen Stickstoff geeignet ist0 Mit anderen Worten, Wasser schreckt zu schnell ab, flüssiger Stickstoff schreckt zu langsam abo Es gibt zum Abschrecken auch kein bekanntes öl, bei dessen Verwendung die Festigkeit . erhöht wird, | ohne daß ein Verziehen eintritto one is a very fast one. But cooling, this type of quenching »^ leads to the discard of the chilled goods, as the thinner and thicker parts at different speeds are cooled 0 ^ With liquid nitrogen warping does not occur, but the method can only ^ Sünnen articles or sheets are applied, and only for those alloys for which the cooling rate by liquid nitrogen is suitable 0 In other words, water quenching too quickly, liquid nitrogen quenching too slowly o There is also no known oil for quenching which, when used, increases the strength. is increased, | without warping, etc.

Alle diese Schwierigkeiten werden durch die Erfindung überwunden» Sie erfindungsgemäßen Kühlflüsssigkeiten haben eine besondere gute Wärmeübertragung. Ihre Zusammensetzung kann so geregelt werde&g daß innerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches ganz bestiüimt© Ab*» kühlungsgeschwindigkeiten erzielt werden. Die mit diesen Euhlfl'Js· sigkeiten abgeschreckten Gegenstände verziehen sich nicht undAll these difficulties are overcome by the invention. The cooling liquids according to the invention have a particularly good one Heat transfer. Their composition can be regulated in such a way that entirely determined within a certain temperature range © Ab * » cooling speeds can be achieved. Those with these Euhlfl'Js objects deterred by candy do not warp and

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Festigkeit wird nicht wesentlich verringerteStrength is not significantly decreased

Die Erfindung betrifft eine Kühlflüssigkeit, insbesondere zum Abschrecken von erhitzten Metallgegenständen, die als wesentlichen Bestandteil einen oder mehrere cryogene unter O0C siedende Stoffe enthält. Die Kühlflüssigkeit ist dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens einen in ihr dispergierten festen Stoff enthält, dessen Schmelzpunkt zwischen der Siedetemperatur des cryogenen Stoffes ψ und der Temperatur deß abzukühlenden Gegenstandes liegt, und der Innerhalb dieses Temperaturbereiches wenigstens zum Teil eine flüssige Phase bildet.The invention relates to a cooling liquid, in particular for quenching heated metal objects, which contains one or more cryogenic substances boiling below 0 ° C. as an essential component. The cooling liquid is characterized in that it contains at least one in its dispersed solid material, the melting point ψ between the boiling temperature of the cryogenic substance and the temperature Dess cooled object is located, and the part forming a liquid phase within this temperature range at least.

Besonders geeignet sind solche Kühlflüseigkeiten, bei welchen der in dem cryogenen Stoff dispergierte feste Stoff ein solcher ibt, der zwischen der Siedetemperatur des cryogenen Stoffes und der Temperatur des abzukühlenden Gegenstandes wenigstens zum Teil eine Dampfphase bildeteThose cooling fluids are particularly suitable in which the Solid matter dispersed in the cryogenic substance is one which is between the boiling point of the cryogenic substance and the Temperature of the object to be cooled at least partially formed a vapor phase

Die Kühlflüssigkeit kann verschiedene Kengen dee dispergierten festen Stoffes enthalten, Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Kühlflüssigkeit 10 bis 70, vorzugaweiee 30 bis 60 Jt des diepergierten festen Stoffes enthälta The cooling liquid can contain various quantities of the dispersed solid matter. The best results are achieved if the cooling liquid contains 10 to 70, preferably 30 to 60, parts of the dispersed solid matter a

Von gewisser Bedeutung let die Teilchengröße des dispergieren festen Stoffes. Zweclrmaßigerweise hat dieser eine Teilchengröße ifon 0,05 bis 6, vorzugsweise von 0,25 bis 0,85 mm»Of some importance let the particle size of the disperse solid material. In fact, it has a particle size ifon 0.05 to 6, preferably from 0.25 to 0.85 mm »

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Eine ganze Reihe verschiedener Stoffe können als cryogene Flüssigkeiten und als darin bcjf indliche dispergierte Stoffe verwendet werden. Gut bewährt hat sich als cryogenei? Stoff verflüssigter Stickr stoff., Als üisper§ierten festen Stoff, kann man mit Erfolg Mb verwenden.·. A number of different substances can be used as cryogenic liquids and as substances dispersed therein. Has proven itself well as a cryogenei? Fabric liquefied stick r fabric., As üisper§ierten solid material can be used with success Mb. ·.

Die erfindungsgemäßen Ktilüflüssigkeiten können mit ausgezeichnetem Erfolgs zum Abkühlen-von Gegenständen, insbesondere eum Abschrecken von Gegenständen aus Alurainiumlegierungen verwendet werdenc Hier- ^j bei kann man so verfahren, daß man die erhitzten Gegenstände mit der bei ihrer Siedetemperatur befindlichen Kühlflüssigkeit behandelt,. ZoBo die Gegenstände in die Kühlflüssigkeit eintauchte The invention can be used Ktilüflüssigkeiten of objects from Alurainiumlegierungen with excellent success for cooling-objects, in particular eum quenching here- c ^ j can be in so doing, treating the heated objects with the located at its boiling temperature of the cooling liquid ,. ZoBo dipped the objects in the coolant

Die Zeichnungen ue3 die nachfolgende Beschreibung erläutern beispieleweise weitere Gegenstände und Vorteile der Erfindung«The drawings ue3 explain the following description by way of example further objects and advantages of the invention "

Die Figur 1 zeigt graphieeh die Abkühlungskurven von Kupfergegen« ständen, die in reinem flüssigen Stickstoff, in flüssigen Stick- i stoff mit verschiedenen Mengen von Eisteilchen und Xn Wasser eingetaucht waren« The figure 1 shows the cooling curves of graphieeh copper counter "stands that were in pure liquid nitrogen in liquid nitrogen i with various amounts of ice particles and water Xn immersed"

Die Figur 2 zeigt ähnliehe Kurven, die beim Eintauchen der Kupfergogonstände in flüssigen Stickstoff und Dispersionen von verschiedenen fein verteilten Stoffen in flüssigem Stickstoff erhalten wur-FIG. 2 shows curves similar to those when the copper gogon stands are immersed was obtained in liquid nitrogen and dispersions of various finely divided substances in liquid nitrogen

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Die Figur 3 zeigt die Ablühlungskürven, die beim Eintauchen von 1660Cf warmen Gegenständen-in flüssigen Stickstoff und in 50 $> festes Eie enthaltenden fLdssi^en Stickstoff 'erhalten wurden« 3 shows the Ablühlungskürven that upon immersion of 166 0 Cf-hot objects in liquid nitrogen and containing in 50 $> solid ovum fLdssi ^ s nitrogen were obtained ''

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Die Figur 4 zeigt dasselbe mit den Unterschiedf daß die Temperatur der eingetauchten Gegenstände 1070C betrug»Figure 4 shows the same with the difference f that the temperature of the immersed objects was 107 0 C »

Die Figur 5 zeigt ebenfalls dasselbe, mit dem Unterschied, daß die Temperatur der eingetauchten Gegenstände 630C betrug«FIG. 5 also shows the same thing, with the difference that the temperature of the immersed objects was 63 ° C. «

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sum Abkühlen aller Gegenstände verwendet werden, die schnell unü/geregelter Geschwindigkeit von einer verhältnismäßig hohen Temperatur abgekühlt werden sollenβ .Xn der Hegel handelt es sieh hierbei um metalle, insbesondere um Legierungen, die in der Wärme behandelt worden sind. Man kann das Verfahren aber auch zum Abkühlen v.on nicht-metallischem Material verwenden, S0B* von Cermet, von keramischen Stoffen, von zement« artigen Stoffen, von natürliche» oder synfetischem Kautschuk oder Kunststoffen. Das abzukühlende Material kann eine beliebige Form haben, g.B. kann es als Bleoh,?ale Stab, als Platte, als Faser oder als ein kompiliert gebauter Gegenstand vorliegen«,The inventive method may sum cooling of all objects are used, the fast New York Convention / controlled rate to be cooled from a relatively high temperature β .Xn Hegel it is check are metals, in particular alloys that have been heat treated. The process can also be used to cool non-metallic material, S 0 B * of cermet, ceramic substances, cement-like substances, natural or synthetic rubber or plastics. The material to be cooled can have any shape, gB it can be Bleoh ,? all rods, plates, fibers or a compiled built object are present «,

Die Wärmeübertragung bekannter oryogenischer Flüssigkeiten oder von Gemischen aus. ihnen wird verbessert durch die Erfindung. Mit dee.Ausdruck "cryogene Flüssigkeit1* werden solche Stoffe bezeichnet, die bei Hormaldruck unterhalb von O0C Sieden. Beispiele solober cryoner Flüssigkeiten sind flüssige luft und die in der tabelle 1 enthaltenen Stoffe.The heat transfer of known oryogenic liquids or mixtures. them is improved by the invention. The expression “cryogenic liquid 1 * denotes substances that boil below 0 ° C. at normal pressure. Examples of such cryonic liquids are liquid air and the substances contained in table 1.

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Tabelle ITable I.

cryogene
Pl üß sjLjg kel t
cryogenic
Pl üß sjLjg kel t
Ji1O rmelJi 1 sleeve Siedepunkt 0CBoiling point 0 C
Heliumhelium HeHey -269-269 Y/aasörrtoff -Y / aasörrtoff - H2 H 2 -253-253 Neonneon HeHey -246-246 Stickstoffnitrogen N2 N 2 -196-196 Argonargon AA. -186-186 Sauerstoffoxygen °2° 2 -183-183 Möthasf=Möthasf = CH4 CH 4 -162-162 Kryptonkrypton KrKr -153-153 TetrafluormethanTetrafluoromethane CP4 CP 4 -128-128 Xenonxenon XeXe -118-118 λ thanλ than 0A 0 A ~ 89~ 89 IrifluormethanIrifluoromethane CHP3 CHP 3 - 84- 84 Chlortrif1aormethanChlorotrif1aomethane CGlP3 CGlP 3 - 81- 81 Propanpropane C3H8 C 3 H 8 - 42- 42 ChlordifluoraiethanChlordifluoriethan GHClP2 GHClP 2 - 40- 40 DiclilordifluormethanDiclorodifluoromethane GCl2P2 GCl 2 P 2 - 31- 31 Ohlortrif.luoräthenOhlortrif.luoräthen C2ClP3 C 2 ClP 3 - 28- 28 Ilethyl chlo ridIlethyl chloride GH3ClGH 3 Cl - 24- 24th Bi DiethyletherBi diethyl ether CH3OCH3 CH 3 OCH 3 - 23- 23

Die in der cryogenen Plus8igle©it dispergieren feinverteilten feeten Stoff· müssen innerhalb dee Temperaturbereiches zwischen dem Siedepunkt der cryogenen Flüesigkeit und der Temperatur des absukühlenden Gegenstandes wenigstens zum Teil eine stabile The finely divided wet substance dispersed in the cryogenic Plus8igle © it must be at least partially stable within the temperature range between the boiling point of the cryogenic liquid and the temperature of the object to be cooled

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flüssige Ph-äse bildeno Alle diesen Bedingungen entsprechenden Stoffe sind erfindungogemäß als Zusätze geeignet.Form liquid phases o All substances corresponding to these conditions are suitable according to the invention as additives.

.Bevorzugt sind solche feinverteilten festen Stoffe, die innerhalb das Teioperaturbereiches zwischen dem Siedepunkt der cryogenen Flüssigkeit und der Temperatur de3 abzukühlenden Gegenstandes wenigstens zum Teil eine Dampfphase bilden« Feste Stoffe in Sinne der Erfindung sind auch solche» die bei Raumtemperatur nicht fest \k sind, aber beim Einbringen in die cryogene Flüssigkeit in den festen Zustand übergehen,. Wasser ist ein bevorzugter fester Zusatzstoff, da es in der cryogenen Flüssigkeit unter Bildung von Eis erstarrt. Are .Bevorzugt such finely divided solid substances, the de3 cooled object at least in part a vapor phase form "Solid substances in the meaning of the invention are also those" within the Teioperaturbereiches between the boiling point of the cryogenic liquid and the temperature, the \ are not solid at room temperature k, but pass into the solid state when introduced into the cryogenic liquid. Water is a preferred solid additive because it solidifies in the cryogenic liquid to form ice.

Man kann auch Mischungen von festen Stoffen verwenden, ebenso wie gefrorene wäßrige Lösungen, ζ ο B. Salzlösungen«, Es können ein oder mehrere feste Stoffe in fein verteilter Form in der cryogenenMixtures of solid substances can also be used, as well as frozen aqueous solutions, such as saline solutions. One or more solid substances can be used in finely divided form in the cryogenic

Flüssigkeit dispergiert seineLiquid disperses its

* Die Tabelle II enthält beispielsweise verschiedene erfindungsgemäße feste Zusatzstoffe, zu welchen auch Metalle, Salze, Säuren und organische Verbindungen gehören. Diese Tabelle ist aber natürlich nicht vollständige* Table II contains, for example, various according to the invention solid additives, which also include metals, salts, acids and organic compounds. But this table is natural not complete

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Tabelle IITable II Siedepunktboiling point Erstarrungs~
punkt 0C
Freezing ~
point 0 C
ueoignejueoignej 11801180 650650 Pein verteilte feate
Stoffe
Pein distributed feate
Fabrics
te feste Zusatzstoffete solid additives 930930 617617
Manganch1ο ridManganch1ο rid PormelPormel 922922 420420 CadmiumehloridCadmium chloride MnCl2 MnCl 2 767767 321321 Zinkzinc CdCl2 CdCl 2 711711 378378 Cadmiumcadmium ZnZn 622622 246246 CadniiumiodidCadniium iodide CdCD 460460 218218 ZinnchloridTin chloride CdI2 CdI 2 445445 113113 UismuthbromldUismuthbromld SnCl2 SnCl 2 441441 23Ο23Ο Schwefelsulfur ' BiBr5 'BiBr 5 331331 - 39- 39 WianuthchloridWianuth chloride SS. 314314 282282 Quecksilbermercury BiOl5 BiOl 5 193-254193-254 —---- PerrichloridPerrichloride HgEd 151151 - 55- 55 KerosinKerosene PeCl5 PeCl 5 114114 - 32- 32 MonanMonan ——"—— " 100100 00 ZinnchloridTin chloride C9H20 C 9 H 20 6565 - 97- 97 Wasserwater SnCl4 SnCl 4 2323 -111-111 MethylalkoholMethyl alcohol H2OH 2 O -- 40- 40 »160»160 TrichlorfluormsthanTrichlorofluoromethane CH5OHCH 5 OH -128-128 -184-184 ChlordifluormethanChlorodifluoromethane CCl5PCCl 5 P TetrafluormethanTetrafluoromethane OHOlP2 OHOlP 2 CP,CP,

Die Uirksamkeit der fein verteilten Stoffe ist auch abhängig von ihrer Teilchengröße Sie Tabelle IS zeigt den EirfluB der Teilchengröße von läisteilchen in flüssigem Stickstoff auf die Abkühlungegeschwindigkeit. Hierbei wurden 15 cm lange KupferzylinderThe effectiveness of the finely divided substances is also dependent on Their particle size. Table IS shows the effect of the particle size of air particles in liquid nitrogen on the cooling rate. Here were 15 cm long copper cylinders

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~ 10 -~ 10 -

mit einem Durchmesser von 1,1 cm von einer Temperatur von 482 C auf 270C durch Eintauchen in flüssigen Stickstoff abgekühlte . Der Stickstoff enthielt jeweils 10 $> Eisteilchen in verschiedener Teilchengröße. Die Tabelle III zeigt, daß die schnellsten Abkühlungsgeschwindigkeiten erreicht werden, wenn die Eisteilchen Durchmesser von 0,8 bis 0,4 mm &aben0 Beim Überschreiten dieses Bereiches nach unten oder nach oben steigt auch die zum Abkühlen benötigte Zeit,with a diameter of 1.1 cm cooled from a temperature of 482 C to 27 0 C by immersion in liquid nitrogen. The nitrogen contained 10 $> ice particles in various particle sizes, respectively. Table III shows that the fastest cooling rates are achieved when the ice particles diameter of 0.8 to 0.4 mm & aben 0 When exceeding this range downwards or upwards also increases the time required for cooling,

TabelleJCIITable JCII

auf die AbkühlunfiSf,eschwindi£keiton the cool-down, speed Wirkung der TeilchengrößeEffect of particle size Abkühlungzeit in SekundenCooling down time in seconds TeilchengrößeParticle size 4242 6,0 - 3t5 mm6.0 - 3t5 mm 3434 3,5 - 0,8 mm3.5-0.8 mm 2929 0,8 - Ό,4 mm0.8 - Ό.4 mm 3434 0,4 - 0,25 mm0.4-0.25 mm 5454 0,25- 0,15 mm0.25-0.15 mm 6262 unter 0,15 mnless than 0.15 mn 7878 kein^iano ^ ia

Von Bedeutung ist auch die Menge der in der cryogenen Flüssigkeit dispergieren festen Stoffe. Bei einem Gemisch von Eis in flüssigem Stickstoff werden bei einem Eisgehalt von 50 % die besten JSrgebnisee erhalten. Die oben erwähnten Kupferzylinder wttrden innerr· halb von 16 Sek» von einer Temperatur von 4820C auf 270C abgekühlte Im Vergleich hierzu brauchte man bei Verwendung von reinem flüiiigem Stickstoff 78 Sek„ Die Pig« 1 zeigt die Unterschiede der Abkühlungageschwindigkeiten bei Verwendung von flüssigem SticketoffThe amount of solids dispersed in the cryogenic liquid is also important. With a mixture of ice in liquid nitrogen, the best results are obtained with an ice content of 50%. The above-mentioned copper cylinder wttrden innerr · half of 16 seconds "of a temperature of 482 0 C to 27 0 C cooled In comparison, you needed when using pure flüiiigem nitrogen 78 sec" The Pig "1 shows the differences in Abkühlungageschwindigkeiten when using liquid fabric

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mit einem Gehalt von 5 #. 10 #, 30 #, 50 #, 60 # und 65 ft Sia. Zum Vergleich sind auch die entsprechenden Kurven für flüssiges Wasser und reinen Stickstoff eingetragen« Die Figur 1 zeigt, daß die Kühlfähigkeit einer Dispersion τοη Eis in flüssigen Stickstoff weitaus größer ist, als die von flüssigem Stickstoff allein. Bei Abnahme des Gehaltes an Feststoffen nähert die Kühlgeschwindigkeit sich derjenigen von flüssigem reinem Stickstoff« Der geringe Zusatz von 10 ^ Eie hat aber auch schon eine deutliche Wirkung auf die Abkühlungegeechwindigkeit« J with a salary of 5 #. 10 #, 30 #, 50 #, 60 # and 65 ft Sia. The corresponding curves for liquid water and pure nitrogen are also plotted for comparison. FIG. 1 shows that the cooling capacity of a dispersion τοη ice in liquid nitrogen is far greater than that of liquid nitrogen alone. If you take the content of solids, the cooling rate approaches that has liquid pure nitrogen "The small addition of 10 ^ ovum but already a significant effect on the Abkühlungegeechwindigkeit" J

Der zulässige obere Gehalt an !Feststoffen hängt von der Fluidität des Gemisches ab. Um brauchbar zu sein, muß die erfindungsgemäße Kühlflüssigkeit fluid sein. Diese Pluidität hängt von verschiedenen Umständen ab, zu welchen auch die Diohten der cryogenen Plus· sigkeit und der fein verteilten festen Stoffe gehören, ferner die durchschnittliche Teilchengröße der Peststoffe. Zahlenmäßige Angaben über die zulässige obere Grenze können daher nicht gegeben werden«. Bei Dispersionen von Eisteilohen mit einem Durchmesser von 0,05 mm bis 6 mm in flüssigem Stickstoff bildet ein Gehalt von 70 i> Peststoffen die obere zulässige Grenze 0 The maximum permissible solids content depends on the fluidity of the mixture. In order to be useful, the cooling liquid of the invention must be fluid. This pluidity depends on various circumstances, to which the diets of cryogenic pluses and finely divided solid substances also belong, and also on the average particle size of the pesticides. Numerical information on the permissible upper limit can therefore not be given «. When dispersions of Eisteilohen with a diameter of 0.05 mm to 6 mm in a liquid nitrogen content of 70 i> Peststoffen forms the upper allowable limit 0

Cryogene Flüssigkeiten sind in der Regel schlechte Wärmeübertrager« Das liegt wahrscheinlich daran, daß sich zwischen der Flüssigkeit und der abzukühlenden Oberfläche eine siedende Schicht bildet, wenn die Oberflächentempera.tur mehr als 20° über dem Siedepunkt der Flüssigkeit liegt. Die Wirkung der Erfindung kann vielleicht dadurch erklärt werden, daß die Wärmeübertragung von der warmenCryogenic liquids are generally poor heat exchangers « This is probably because a boiling layer forms between the liquid and the surface to be cooled when the surface temperature is more than 20 ° above the boiling point of the Liquid lies. The effect of the invention may be due to this be explained that the heat transfer from the warm

SAD OR(GiNAtSAD OR (GiNAt

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Fläche zu der cryogenen Flüssigkeit durch die fein verteilten Feststoffe mit den erfindungsgemäßen Eigenschaften verbessert wird« Bei Berührung mit der warmen Oberfläche findet ein Siedan statt, das sich wahrscheinlich über drei Zonen erstreckte Die erste Zone besteht aus dem abzukühlenden Material, die zweite Zone enthält in Berührung ir.it der abzukühlenden Oberfläche ein Gas und ferner feste und geschmolzene Zusatzstoffe» Die dritte Zone besteht aus der Hauptmasse der cryogenen Flüssigkeit mit denArea to the cryogenic liquid is improved by the finely divided solids with the properties according to the invention will «If you come into contact with the warm surface, you will find it instead, which probably extended over three zones. The first zone consists of the material to be cooled, the second Zone contains in contact with the surface to be cooled Gas and also solid and molten additives »The third zone consists of the bulk of the cryogenic liquid with the

L darin dispergieren festen Zusatzstoffen. Die zweite Zone liegtL in it disperse solid additives. The second zone is

also zwischen der ersten und der dritten Zoneρ Beim Wegsieden der cryogenen Flüssigkeit werden die in der dritten Zone befindlichen. Feetteilchen zu der warmen Oberfläche hingetrieben* Diese Bewegung der Festteilchen durch die Zone 2 ist abhängig von den auf die Festteilchen ausgeübten Kräften« Sie werden zu der Wärmequelle hin«» gelenkt, da beim Verdampfen dor cryogenen Flüssigkeit große Volum« änderungen stattfinden. Nach dem Eintritt in die zweite Zone wirken auf jedes Teilchen wenigstens vier Kräfte ein. Senkrecht ab~ wärts wirkt die Schwerkraft«, In entgegengesetzter Richtung wirkenSo between the first and the third Zoneρ When the cryogenic liquid boils away, those in the third zone become. F e etteilchen to the warm surface driven forth * This movement of the solid particles through the zone 2 is dependent on the pressure exerted on the solid particle forces you "are directed to the heat source out '' because the evaporation dor cryogenic liquid large volume" held changes. After entering the second zone, at least four forces act on each particle. The force of gravity acts vertically downwards, acting in the opposite direction

" Kräfte, die das Festteilchen in dem entstandenen Gas nach oben"Forces that move the solid particle in the resulting gas upwards befördern wollene In waagerechter Richtung gibt es eine Kraft, welche die Festteilchen gegen die wärmere Oberfläche hin bewegt« Entgegengesetzt dieser Kraft wirkt die Viskosität der Flüssigkeit» Der Weg der Festteilchen wird durch die Resultante dieser Kräfte bestimmtα Bei größeren Festteilchen wirkt die Schwerkraft am stärksten und bewegt die Teilchen durci den Gasraum naoh unten, bevor si« di· warme Oberfläche erreicht haben, doho bevor das Material gekühlt istο Sehr feine Teilchen werden durch den entstandenenIn the horizontal direction there is a force that moves the solid particles against the warmer surface. «The viscosity of the liquid acts in opposition to this force» The path of the solid particles is determined by the resultant of these forces. With larger solid particles, gravity is strongest and moves the particles durci the gas space below NaOH before si "di · warm surface have reached, d o o h before the material cooled istο Very fine particles are formed by the

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

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Gasstrom nach oben gerissen, ohne die warme Oberfläche zu erreichen., Biese Theorie wird gestützt durch die Daten der Tabelle III» Diese aeigen, daß sehr feine Teilchen mit Durchmessern unter 0,15 ram und sehr grobe Teilchen mit Durchmessern über 3,5 mm die Kühlgeschwindigkeit der cryogenen Mischung praktisch beeinflussen,und daß eine optimale Kühlgesehwindigkoit einen optimalen Teilchen« durchmesser vorausseht. Teilchen mittlerer Größe erreichen die warme Oberfläche, schnalzen dort unt' kühlen die Oberfläche durch Absorption der latenter. Schmelzwärme, Dieser Theorie entsprechen auch die "Angaben der Figur 2, welche Beigen, daß ein fein verteil·= ter fester Zusatzstoff wie festes Kohlendioxyd nicht wirksam ist, da es keine stabile flüssige Phase bei normalem Druck bildet.Gas flow ruptured upwards without reaching the warm surface. This theory is supported by the data in Table III. These indicate that very fine particles with diameters below 0.15 ram and very coarse particles with diameters above 3.5 mm die Practically influencing the cooling rate of the cryogenic mixture, and that an optimal cooling speed foresees an optimal particle diameter. Medium-sized particles reach the warm surface, click there and cool the surface by absorbing the latent ones. Heat of fusion , This theory also corresponds to the data in FIG. 2, which indicate that a finely divided solid additive such as solid carbon dioxide is not effective because it does not form a stable liquid phase at normal pressure.

Die Abschreckmischungen können wie folgt hergestellt werden. Ver~ wendet man als Zusatz einen Stoff, der bei Raumtemperatur und Hbr=· maldruck flüssig ist, so zerstäubt man ihn und sprüht die Tropf» chen in die cryogene Flüssigkeit in einem isolierten Gefäß ein, Han kann die Flüssigkeit mittels einer Zerstäuberdüse unter einem Druck von etwa 3,5 kg/cm atomisieren. Hiertoi hält man das Mundstück der Düse etwa 2,5 cm über der Oberfläche der cryogenen Flue» sigkeit. Bei Berührung mit der cryogenen Flüssigkeit gefrieren die Tröpfchen. Das Gemisch kann kontinuierlich mit einem Rührer mit zwei Rührflügeln gerührt werden, um die Entstehung einer erstarrten Kruste auf der Oberfläche der Mischung zu veihinderno Die für die Versuche verwendeten Gemische wurden in Mengen von etwa je 2 kg in Dewar-G0fäßen hergestellt·The quench mixes can be prepared as follows. If a substance is used as an additive which is liquid at room temperature and Hbr = painting pressure, it is atomized and the droplets are sprayed into the cryogenic liquid in an insulated vessel. The liquid can be dispensed under pressure by means of an atomizer nozzle atomize of about 3.5 kg / cm. The mouthpiece of the nozzle is then held about 2.5 cm above the surface of the cryogenic liquid. The droplets freeze when they come into contact with the cryogenic liquid. The mixture may be stirred continuously with a stirrer with two impellers to the formation of a solidified crust on the surface of the mixture to veihinderno The mixtures used in the tests were approximately 2 kg in amounts of from 0 per Faessen prepared in Dewar G ·

BAD ORSGIMALBAD ORSGIMAL

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-H--H-

Sind die Zusatzstoffe bei Raumtemperatur fest, wie z.B. Schwefel und Ferrichlorid, so sieb·!; man bis zur geeigneten Größe und gibt sie dann direkt der dryogonen Flüssigkeit vor. Bei Verwendung von feste» Kohlendioxyd wurde* feste Stücke gemahlen und vor dem Zusatz gesiebtοAre the additives solid at room temperature, such as sulfur? and ferric chloride, so sieve · !; one up to the appropriate size and gives it then directly in front of the dryogonic fluid. When using solid »carbon dioxide, * solid pieces were ground and before the Sifted addition o

Zur Bestimmung der Abkütlungsgeschwindigkeiten wurden Kupferstücke verwendet. Jedes Stück %ür zylindrisch mit einer Länge von etwaPieces of copper were used to determine the cooling rates used. Each piece is cylindrical with a length of about

L 15 cm und einem Durchmesser von 1,1 cm. In der Mitte jedes Probe-Stückes wurde ein Thermoelement aus Ghromel und Alumel angeschweißt» Die kalte Verbindungsstelle wurde auf einer Temperatur von «196°G gehaltene Die Temj>eraturen^auf ge zeichnet mit einem Millivolt-Schreiber, mit einer Portbewegungsgeschwindigkeit von 2,5 cm innerhalb von 10 Sek. Man erhitzte die abzukühlenden Stücke in einem Salzbad, bis eine gleichmäßige Temperatur von 482° bzw«, 1660C, 1070C und 6J0C erreicht waro Dann entfernte man das Kupferstück aus dem Salzbade und tauchte sofort in das gerührte Kühlgemisch. Man ließ^fn diesem Gemisch, bis ein thermisches Gleichge-L 15 cm and a diameter of 1.1 cm. In the middle of each P r obe-piece thermocouple from Ghromel and alumel was welded "The cold junction is maintained at a temperature of" 196 ° G Temj> eraturen ^ on ge draws with a millivolt recorder, with a port speed of movement of 2 , 5 cm within 10 seconds. the mixture was heated the cooled pieces in a salt bath, to a uniform temperature of 482 ° or '166 0 C, 107 0 C and 6J 0 C was reached o remote Then, the copper pieces from the salt bath, and immediately plunged into the stirred cooling mixture. This mixture was left in until a thermal equilibrium

" wicht erreicht war° Die abzuschreckenden Gegenstände können aber natürlich auch so behandelt werden, daß man sie m±\ der Kühlflüssigkeit besprühtοWas "weight reached ° The quenched objects but can of course also be treated so that they besprühtο m ± \ of the cooling liquid

Die erhaltenen Werte sind in den figuren 1 und 2 niedergelegt. Die Ergebnisse der Figur 1 sind schon oben besprochen worden. Die Figur 2 zeigt Kühlkurven, die in reinem flüssigen Stickstoff, in 10-50 jSigen Dispersionen von fein verteilten Methanol^ und Kerosinkrieteilen, von 10 #igen Dispersionen von gefrorenen SaIs-The values obtained are shown in Figures 1 and 2. The results of FIG. 1 have already been discussed above. Figure 2 shows cooling curves in pure liquid nitrogen, in 10-50 jSigen dispersions of finely divided methanol ^ and Kerosene reed parts, from 10 # dispersions of frozen SaIs

. BAD ORlGJNAt. BAD ORlGJNAt

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lösungen mit 10 cß> NaCl in Wasser, mit 10 #igen Dispersionen von Schwefel» mit 10bigen Dispersionen von Ferrichlorid in fliissigem Stickstoff erhalten wurden« Diese Kurven zeigen, wie man die KUhlgeschwindigkeit eines eingetauchten Gegenstandes durch die Art und Zusammensetzung des Kühlgemischeβ ändern kann«were obtained solutions containing 10 c ß> NaCl in water, with 10 #igen dispersions of sulfur "with 10bigen dispersions of ferric chloride in liquid nitrogen" These curves show how to change the KUhlgeschwindigkeit of a submerged object by the type and composition of Kühlgemischeβ "

Die Figuren 3» 4 und 5 zeigen den Einfluß verschiedener Ausgangstemperaturen der zu kühlenden Gegenstände. In jedem Falle wird bei Anwendung einer 50 #igen Dispersion von Eis in flüssigem Stickstoff eine kürzere Abkühlzeit erreicht, als bei Verwendung von reinem flüssigen Stickstoff. Bei Herabsetzung der Ausgangstemperatur werden die Unterschiede kleiner* Die Vorteile der Erfindung sind also am deutlichsten, wenn man Gegenstände von verhältnismäßig hoher Temperatur auf die Temperatur der Kühlflüssigkeit abkühlen will.Figures 3-4 and 5 show the influence of different starting temperatures of the objects to be cooled. In any case, will when using a 50 # dispersion of ice in liquid nitrogen, a shorter cooling time is achieved than when using of pure liquid nitrogen. When the starting temperature is reduced, the differences become smaller wants to cool down to the temperature of the coolant at high temperature.

Es wurde auch die Verwendung von erfindungsgemäßen Kühlflüssigkeiten zum Absehrecken der Aluminiumlegierung 7075 untersuchte Diese Legierung enthält .1,5 # Kupfer, 2,5 # Magnesium, 2,5# Zink, geringe Mengen von Silizium, Eisen und Mangan, Rest Aluminium« Bekanntlich ist diese Legierung sehr schwierig durch Wärme zu bearbeiten, da ihre Eigenschaften v/eitgehend von der Abschreckgeschwindigkeit abhängen· Die Legierung 7075 ist eine dtr festesten und hat eine Zugfestigkeit von 5 810 kg/cm in geschmiedetem Zustande Eine maximale Festigkeit wird durch Wärmebehandlung in dem D-6-Zustand erreicht. Hierzu erhitzt man die Legierung in einem Bade auf 490 bis 5000C und schreckt dann in Wasser ab. Aa-The use of cooling liquids according to the invention for removing corners of the aluminum alloy 7075 was also investigated. This alloy contains .1.5 # copper, 2.5 # magnesium, 2.5 # zinc, small amounts of silicon, iron and manganese, the remainder being aluminum This alloy is very difficult to work with by heat, as its properties depend largely on the quenching speed The alloy 7075 is one of the strongest and has a tensile strength of 5 810 kg / cm in the forged state. 6 state reached. For this purpose, the alloy is heated in a bath to 490 to 500 ° C. and then quenched in water. Aa-

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109810/2033109810/2033

schließend teinper^4 Stunden bei 1200C. Beim Abschrecken mit Wasser entstehen häufig Verwerfungen der Aluminiumgegenatändeoclosing taper ^ 4 hours at 120 0 C. Upon quenching with water often arise distortions of Aluminiumgegenatändeo

Die mechanischen Eigenschaften von Probekörpern aus der Aluminiumlecieruns 7075 wurden nach dem Abschrecken in verschiedenen Kühlmitteln geprüft, wobei die Ausgangstemperatur 490 bis 5000C betrug und nachher die Gegenstände zur Erreichung des D-6-Zustandee getempert wurden. Die Probekörper hatten eine Länge von 2,5 cm. Aus diesen Körpern wurden Scheiben von etwa 3 mm Dicke senkrecht zur Längsachse geschnitten. Zum Abschrecken wurden jeweils zwei Probe« körper verwendet. Die Tabelle IV enthält die hierbei erhaltenen EregebnisaeoThe mechanical properties of test specimens from aluminum alloy 7075 were tested after quenching in various coolants, the starting temperature being 490 to 500 ° C. and afterwards the objects were tempered to achieve the D-6 condition. The test specimens had a length of 2.5 cm. From these bodies, disks about 3 mm thick were cut perpendicular to the longitudinal axis. Two specimens were used for quenching. Table IV contains the results obtained in this way

Tabelle IV Table e IV

Mechanische Eigenschaften von Gegenständen aus in der Wärme behandelter Aluminiumlegierung 7075 nach dem Abschrecken in verschiedenen Kühlmitteln Mechanical properties of 7075 heat treated aluminum alloy articles after quenching in various coolants

Wasserwater

flüssiger Stickstoff flüssiges Argon flüssiges Aron + 40 i> Eisliquid nitrogen liquid argon liquid aron + 40 i> ice

flüssiger Stickstoff + 50 Jt Eisliquid nitrogen + 50 Jt ice

flüssiger Stickstoff + 10 # Eisliquid nitrogen + 10 # ice

flüssiger Stickstoff + 50 # Kerosinliquid nitrogen + 50 # kerosene

flüssiger Stickstoff + 50 # Methanolliquid nitrogen + 50 # methanol

flüssiger Stickstoff + 50 $> GO2 liquid nitrogen + $ 50> GO 2

flüssiger Stickstoff + 40 <> Graphitflockenliquid nitrogen + 40 <> Graphite flakes

Streckgrenze
kg/cm
Stretch limit
kg / cm
HeißgrenaeHotgrenae
5.2505,250 5 ο 9645 ο 964 3.9203,920 5.1105.110 3.5703,570 4.9004,900 4.5504,550 5.4815,481 4.5504,550 5.4955,495 4.2004,200 5.3065,306 4.2704,270 5·376 .5 376. 3.9763,976 5.1105.110 3.2903,290 5.1105.110 3.3953,395 4.8304,830 10/203610/2036 ' BAD ORIGINAL'BAD ORIGINAL

Die in Wasser abgeschreckten Probestücke hatten eine Streckgrenze von 5.250 kg/cm ,-Die in flüssigem Stickstoff abgeschreckten Probestücke hatten eine Streckgrenze von 5.290 kg/cm 9 was einer Abnahme von 25 fi gegenüber dem Abschrecken in Wasser bedeutet. Probestücke, die in Dispersionen von flüssigem Stickstoff und 50 # Sie und von flüssigem Argon und 40 Eis abgeschreckt waren, hatten Streckgrenzen von 4*550 kg/cm , Dieser Wert liegt etwa in der Mitte zwischen den mit Wasser und mit flüssigem Stickstoff allein erhaltenen Werten. Flüssiger Stickstoff mit einem Äusatz von 50 fi Kero-The test pieces quenched in water had a yield strength of 5,250 kg / cm, -The test pieces quenched in liquid nitrogen had a yield strength of 5,290 kg / cm 9, which means a decrease of 25 μg compared to the quenching in water. Specimens quenched in dispersions of liquid nitrogen and 50% and of liquid argon and 40 % ice had yield strengths of 4 * 550 kg / cm. This value lies roughly in the middle between those with water and with liquid nitrogen alone obtained values. Liquid nitrogen with an addition of 50 fi kero-

% /2% / 2

sin ergab eine Streckgrenze von 4*270 kg/cm , nährend flüssigersin resulted in a yield point of 4 * 270 kg / cm, somewhat more fluid Stickstoff mit einem Zusatz von 50 Methanol 'eine Streckgrenze von 3β976 kg/cm ergab. Diese Unterschiede sind erklärlich durch Vergleich der in Figur 2 enthaltenen Kurven. Die Minchungen mit Keroein bewirken ein schnelleres Abkühlen in Temperat^xrintervall zwischen 290 und 400°G, als die Mischungen mit Methanol, Da die Abktihlungsgeschwindigkeit gerade innerhalb dieses Temperaturbereiches kritisch ist für die physikalischen Eigenschaften der Legierung 7075, so zeigen die Kurven und Versuche, daß man zur r.rzielung optimaler Eigenschaften bestimmter Legierungen genau algepaßte Kühlmischungen verwenden muß, welche gerade in dem kritischen Temperaturintervall die geeigneten Abkühlungsgeschwindigkeitsn bewirken. Hierin liegt die Hauptbedeutung der Erfindung.Nitrogen with an addition of 50 liters of " methanol" resulted in a yield point of 3β976 kg / cm. These differences can be explained by comparing the curves contained in FIG. The cooling with kerosene causes faster cooling in the temperature interval between 290 and 400 ° G than the mixtures with methanol In order to achieve optimal properties of certain alloys, one must use precisely matched cooling mixtures, which bring about the appropriate cooling rates precisely in the critical temperature range. This is the main meaning of the invention.

Beim Abschrecken in einem Gemisch aus flüssigem Stickstoff mit 50 COg wurden dieselben Werte erreicht, wie beim Abschrecken In reinen flüssigen Stickstoff. Der Vergleich der AbkühlungageschwindigkeLten dieser beiden KühlflUsaigkeiten nach Figur 2 zeigt gleiche Abküh-When quenching in a mixture of liquid nitrogen with 50 i "COG same values were achieved as in the pure quenching in liquid nitrogen. The comparison of the cooling rates of these two cooling liquids according to Figure 2 shows the same cooling

, " BAD ORIGINAL, "BAD ORIGINAL

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~ 18 - ~ 18 -

lungsgescliwindigkeiten. Die Versuche zeigen ferner, daß ee notwendig ist, daß der feste Zusatzstoff wenigstens zum Teil eine stäil· flüssige Phase innerhalb des Temperaturbereiches zwischen der Siedetemperatur der cryogenen Flüssigkeit und der Temperatur des abzukühlenden Materials bildet. Der dispergierte Feststoff muß schmelzen und hierdurch die Oberfläche·; des abzukühlenden Gegenstandesventilation speeds. The experiments also show that it is necessary for the solid additive to have at least in part a stable liquid phase forms within the temperature range between the boiling temperature of the cryogenic liquid and the temperature of the material to be cooled. The dispersed solid must melt and thereby the surface ·; of the object to be cooled kühlen.cool.

Bei. Verwendung einer Dispersion von 40 # Graphitflocken in flüssigem Stickstoff und bei Verwendung von flüssigem Argon wurden schlechtere Eigenschaften erhalten, als mit flüssigem Stickstoff allein. Bei Verwendung dieser Mischungen erhält man langsamere Abkühlungsgeschwindigkeiten, als mit flüssigem Stickstoff alleino Auch das zeigt, daß gerade die Legierung 7075 innerhalb eines Temperaturbereiches von etwa 2900C bis 4000C mit einer ganz bestimmten Geschwindigkeit abgekühlt werden muß0 Das verwendete Kühlmedium muß diese bestimmte Abkühlungsgeschwindigkeit ermöglichen, ohne daß hierbei der Gegenstand aus der Aluminiumverbindung sich verwirft, wie es bei der Verwendung von Wasser der Fall ist.At. Using a dispersion of 40 # graphite flakes in liquid nitrogen and using liquid argon, poorer properties were obtained than with liquid nitrogen alone. In use of these mixtures gives slower cooling rates than with liquid nitrogen o too shows only that just the 7075 must be cooled within a temperature range of about 290 0 C to 400 0 C with a specific speed 0 The cooling medium used has this allow a certain cooling rate without the object from the aluminum compound warping, as is the case when using water.

Gute Feetigkeiteeigenschaften allein genügen aber nicht. Ss ist auch wichtig, daß die Gegenstände beim Abschrecken sich nioht verwerfen oder verziehen. Gegenstände aus Aluminium sind häufig sehr kompliziert zusammengesetzt und werden innerhalb sehr enger Toleranzen fabrisiert» Diese Gegenstände müssen nicht nur feet sein, eondem dürfen sioh auch nicht verziehen. Bisher war ee häufig nötig, sufätsliche kostspielige Verfahren anzuwenden, um die beim Abechrek-However, good moisture properties alone are not enough. Ss is It is also important that the objects do not warp or warp when quenched. Objects made of aluminum are often very Complicated assembly and manufactured within very tight tolerances »These objects not only have to be feet, but they mustn't be warped either. Until now, ee was often necessary to apply additional costly procedures to

BADBATH

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ken entstandenen Verwerfungen und Verziehungen zu beseitigen. Zur Prüfung dieser Umstände wurde das in dem Buch "The American Society for Testing Metals Handbook", 8. Auflage, Band 2, Seite 24t beschriebene Verfahren verwendet, ite wurden hierzu 0,32 cm dicke Aluminiumbleche gebraucht. Die Versuchsanordnung war insofern geändert,, als der Träger keine Ausschnitte hatte, der Spalt eine \/eite vcn 1,27 cm und die Probestücke einen Durchmesser von 9,52 cm hatten. Die nach den' Vorschriften geformten l'usterstücke wurden in einejji Salzbade auf 4820G erhitzt und dann/*versohiedenen Kühlmitteln abgeschreckt« Die Spaltweite wurde vor der Wärmebehandlung und nach dem Abschrecken sorgfältig gemessen. Das Ausmaß der hierbei feetgestellten Änderung ist ein Maß für das Verziehen während des Abschreckens. Die in der Tabelle 5 unten wiedergeßobenen Y/erte haben eine Genauigkeit von + 0,005 cm„to eliminate any distortions and distortions that have arisen. To test these circumstances, the 8th edition of the book "The American Society for Testing Metals Handbook", Volume 2, page 24 was t-described method used for this purpose ite 0.32 cm thick aluminum plates were used. The test arrangement was modified inasmuch as the support ,, had no cut-outs, the gap has a \ / eite vcn 1.27 cm and the P r obestücke a diameter of 9.52 cm were. The shaped by the 'rules l'beauty pieces were heated in einejji salt bath at 482 0 G and then / * versohiedenen coolants "quenched the gap width was carefully measured before heat treatment and after quenching. The amount of change made here is a measure of the warpage during quenching. The values shown in Table 5 below have an accuracy of + 0.005 cm "

Änderungmodification in verschiedenen Lösungenin different solutions Tabelle VTable V 0,00710.0071 Versiehung des Spaltes nach Abschrecken
von einer Temperatur von 4-82 C herunter
Closing of the gap after quenching
from a temperature of 4-82 C.
0,00080.0008 0,560.56
Abs chreclMcediumAbs chreclMcedium 0,00080.0008 0,060.06 Wasserwater 0,060.06 flüssiger Stickstoffliquid nitrogen flüssiger Stickstoff
+ 50. S* Eis
liquid nitrogen
+ 50.S * ice cream

Die in der Tabelle enthaltenen Werte sind Mittelwerte von jeweils fünf Versuchen. V/ie man sieht, wurde das stärkste Verziehen bein The values in the table are mean values of five tests each. As you can see, the strongest warped leg

Absehrecken in Wasser festgestellt. Die Probestück* verzogen eioh sehr wenig bei Anwendung von flüssigem Stickstoff oder einer Miachujg von flüssigem Stickstoff mit 50 # Eis. Man sieht also, daß der Zu- Reticulated corners found in water. The specimens * warped very little when using liquid nitrogen or a Miachujg of liquid nitrogen with 50 # ice. So you can see that the

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

109810/2036109810/2036

sate von Tein verteilten Eiskristallen zu flüssigem Stickstoff
nicht nur eine bessere Regelung der Abkühlungsgeschwindigkeit und damit bessere mechanische Eigenschaften des abgeschreckten Materials ermöglicht, sondern daß auch sehr geringes Verwerfen oder Verziehen stattfindeto Mit Hilfe der genau angepaßten Kühlmischungen nach der Erfindung können also gute mechanische Eigenschaften erzielt werden, ohne daß die abgeschreckten Gegenstände sich verziehen oder verwerfenο
sate of tein dispersed ice crystals to liquid nitrogen
not only enables better control of the cooling rate and thus better mechanical properties of the quenched material, but also that very little warping or warping takes place or discard ο

109810/2036 ' BADOBlGlNAt109810/2036 'BADOBlGlNAt

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1β Kühlflüssigkeit, insbesondere zum Abschrecken von erhitzten Metallgegenständen, die als wesentlichen Bestandteil einen oder mehrere cryogene unter O0C siedende Stoffe enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens einen in ihr dispergierten festen Stoff enthält % dessen Schmelzpunkt zwischen der Siede=- temperatur des cryogenen Stoffes und der Temperatur des abzukühlenden Gegenstandes liegt, und der innerhalb dieses Temperaturbereiches wenigetens zum Teil eine flüssige Phase bildet.1 β cooling liquid, in particular for quenching heated metal objects, which contains one or more cryogenic substances boiling below O 0 C as an essential component, characterized in that it contains at least one solid substance dispersed in it % its melting point between the boiling point = - temperature of the cryogenic substance and the temperature of the object to be cooled, and which within this temperature range at least partially forms a liquid phase. 2ο Kühlflüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem cryogenen Stoff dispergierte feste Stoff ein solcher ist, der zwischen der Siedetemperatur dee cryogenen Stoffes und der Temperatur des abzukühlenden Gegenstandes wenigstens zum Teil2ο coolant according to claim 1, characterized in that the solid matter dispersed in the cryogenic material is one which is between the boiling temperature of the cryogenic material and the Temperature of the object to be cooled, at least in part ·... . eine Dampfphase bildet«· .... forms a vapor phase " 3» Kühlflüssigkeit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie 10 bis 70, vorzugsweise 30 bis 60 # des dispergierten festen Stoffes enthält,3 »Cooling liquid according to claim 1 or 2, characterized in that that they have 10 to 70, preferably 30 to 60 # of the dispersed contains solid matter, 4. Kühlflüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der diepergierte feste Stoff eine Teilchengröße Ton 0,05 bis 6, vorzugsweise 0,25 bis 0,85 mm hat.4. Cooling liquid according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the dispersed solid substance has a particle size clay 0.05 to 6, preferably 0.25 to 0.85 mm. £. Kühlflüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 4f dadurch gekenn-' »eichnet, daß sie als dispergierten festen Stoff Sie enthalte£. A cooling fluid according to any one of claims 1 to 4 characterized marked f "eichnet 'that they contain as the dispersed solid material containing you 109810/2036109810/2036 Kühlflüssigkeit nach einen der Ansprüche 1 bis 51 dadurch gekennzeichnet, i!ai3 sie als cryogenen Stoff verflüssigten Stickstoff enthält,Cooling liquid according to one of Claims 1 to 51, characterized in that i! ai3 they liquefied nitrogen as a cryogenic substance contains, 7. Verfahren sum Abkühlen von Gegenständen, inabesondere zum Abschrecken von Gegenständen aus Aluminiumlegierungen unter Ver-» wendung einer Kühlflüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet( daß man den Gegenstand mit der bei ihrer Siedetemperatur befindlichen Kühlflüssigkeit behandelt»7. Method sum cooling of objects inabesondere for quenching articles of aluminum alloys encryption "application of a cooling fluid according to any one of claims 1 to 6, characterized (by treating the object with the located at its boiling temperature of the cooling liquid" SAD ORIGINALSAD ORIGINAL 109810/2036109810/2036
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