DE16348C - Verfahren zum Ueberziehen von Stahl und anderen Metallen mit einer schwer oxydirbaren Legirung - Google Patents

Description

KAISERLICHES.

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 48 f Chemische Metallbearbeitung.

Ail

Legirung.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 17. März 1881 ab.

Meine Erfindung betrifft eine neue Metalllegirung, sowie ein Verfahren zum Auftragen derselben auf Stahl, Eisen oder andere Metalle bezw. Metalllegirungen, welche dann nachher mit Silber oder sonstigem Metall überzogen oder nach Belieben ohne solchen Ueberzug belassen werden können. Dieselbe ist das Ergebnifs von Versuchen zur Entdeckung einer nicht oxydirbaren Legirung, wobei ich gefunden habe, dafs gewisse Metalle nicht vollständige Legirungen bilden, ausgenommen in besonderen Verhältnissen und unter bestimmten Umständen, wie in nachstehendem beschrieben. So habe ich beobachtet, dafs, wenn Zinn in geeigneter Weise mit Blei und Silber nach den weiter unten angegebenen Verhältnissen verbunden wird, eine Legirung entsteht, welche nicht allein an Eisen und Stahl fest anhaftet, sondern diese Metalle, wenn dieselben entsprechend präparirt werden, gleichsam imprägnirt. Die Verhältnisse der die Legirung bildenden Metalle lassen sich je nach den beabsichtigten Zwecken etwas variiren; ich ziehe es vor, mich der in den folgenden Tabellen angegebenen zu bedienen:

I. Tabelle.

Zinn . 80 Gewichtstheile,

Blei . . 18

Silber . . . . . . 2 -

Sa. 100 Gewichtstheile.

II. Tabelle.

Zinn 90 Gewichtstheile,

Blei 9

Silber 1

Sa. 100 Gewichtstheile.

Der letzteren Tabelle ist der Vorzug zu geben, wenn die Legirung für Eisen oder Stahl verwendet werden soll.

Das Zinn wird zuerst geschmolzen, und wenn eine glänzende Weifse auf der Oberfläche desselben die völlige Schmelzung anzeigt, giebt man das Blei in körnigem Zustand zu und rührt, etwa mit einem Stab aus sehr trockenem Föhrenholz, langsam um. Darauf wird das separat geschmolzene Silber eingeführt und in derselben Weise mit der Mischung vereinigt. An diesem Zeitpunkt mufs das Feuer unter dem Schmelztiegel schnell verstärkt werden, bis die Oberfläche des Metalls eine leichte, gelbe Färbung annimmt, worauf sehr schnell umgerührt und die Legirung zum Zweck der Bildung von Barren in Formen gegossen wird.

Hat man zur Herstellung von Artikeln, welche mit der in Rede stehenden Legirung behandelt werden sollen, zwischen Eisen und Stahl die Wahl, so nehme man Stahl, und zwar in seinen reinsten Qualitäten. Eine sehr vortheilhafte Verwendung findet die Erfindung für Tafelmesser; die Klinge eines solchen Messers z. B. wird zunächst in eine Lösung von 100 Gewichtstheilen destillirten Wassers oder filtrirten Regenwassers und 1 bis 10 Gewichtstheilen Salz- oder Schwefelsäure getaucht und darin, je nach ihrer Dicke, längere oder kürzere Zeit gelassen, damit sie von derselben angegriffen worden ist, welches letztere sich daran erkennen läfst, dafs auf der Oberfläche des Metalls Flecken zum Vorschein kommen. Anstatt der Säurelösung kann man auch Scheidewasser anwenden,

welches nur ein Eintauchen von sehr kurzer Dauer erfordert.

Wenn die Klinge aus dem Bad gezogen wird, so mufs sie direct in reines Wasser getaucht und schnell und vollkommen gewaschen werden, worauf man sie so¹* schnell als möglich mittelst eines Stückes alten Linnens, weichen Leders oder eines sehr trockenen Schwammes abwischt und trocknet. Ist dies geschehen, so setzt man dieselbe etwa 5 Minuten lang einer trockenen Hitze in einem auf 70 oder 8o° C. erwärmten Ofen aus, worauf sie herausgezogen und wiederum abgewischt wird.

Die vorstehenden Operationen haben den Zweck, die Klinge für die Imprägnation mit der Legirung zu präpariren, und bewirken, dafs das Eisen oder der Stahl, aus welchem dieselbe besteht, mit einer Menge von fast unendlich kleinen Löchern perforirt wird. Bei Eisen, es sei denn dasselbe von ausgezeichneter Qualität, ist die Gröfse dieser Perforationen äufserst verschieden; auch treten in demselben bisweilen defecte Partien auf, welche die weitere Behandlung sehr erschweren. Bei Stahl dagegen ist der Unterschied in der Gröfse der Löcher beinahe nicht wahrnehmbar, so dafs die folgenden Operationen ohne Schwierigkeiten auszuführen sind. Dies ist der Hauptgrund, weshalb ich dem Stahl den Vorzug gebe.

Sind nun die Perforationen erzeugt, so wird die Messerklinge in ein Metallbad gebracht, welches sich nach einer der oben aufgeführten Tabellen zusammensetzt. Zu dem Ende werden die Barren über einem mäfsigen Feuer in einem Tiegel aus Graphit oder feuerfestem Thon geschmolzen, nicht aber in einem Behälter aus Eisen, weil Theilchen von dem Eisen sich mit der Legirung vermischen und dieselbe in freier Luft oxydirbar machen, also verderben würden.

Vor der Einführung in die Legirung mufs das Eisen oder der Stahl auf eine Temperatur von 50 bis 60° C. vorgewärmt werden; das Bad mufs völlig flüssig sein und mit einem trockenen Stab aus Föhren- oder Pappelholz umgerührt werden. Zudem ist es erforderlich, dafs die Oberfläche des geschmolzenen Metalls eine feine silberweifse Farbe habe, wie sie erzielt wird, wenn man die Schmelzung langsam vor sich gehen läfst und nur umrührt, nachdem die ganze Masse geschmolzen ist.

Werden diese Vorsieh tsmafsregeln beobachtet, so geht die Imprägnation des Gegenstandes schnell von statten und die Legirung dringt in die künstlich erzeugten Löcher und die Poren des Metalls, welche durch die Vorwärmung etwas erweitert sind, ein. Die Dauer der Eintauchung in die Legirung ist für eine Messerklinge und ähnliche dünne Artikel sehr kurz und beträgt nur wenige Secunden. Für Gegenstände von gröfserer Stärke, wie z. B. für Pferdegebisse, Stallketten und dergleichen, ist ein Zeitraum von 2 bis 5 Minuten erforderlich.

Nach dem Metallbad steckt man den in Behandlung stehenden Gegenstand aus Eisen oder Stahl sogleich in kaltes Wasser oder härtet bezw. temperirt ihn oder stellt den früheren Härtegrad desselben nach Erfordernifs auf sonstige bekannte Weise wieder her. Dabei hat man sich vorzusehen, dafs das kalte Wasser nicht zu lange auf das Metall einwirkt, weil letzteres sonst spröde werden könnte. Hierauf folgt wieder ein Abwischen und Trocknen, jedoch ohne Erwärmung, und nun wird der Gegenstand polirt. Derselbe besitzt dann die Weifse und den Glanz von Silber, sowie auch dessen Klang, und ist unter gewöhnlichen atmosphärischen Einflüssen nicht oxydirbar.

Handelt es sich jedoch darum, die so überzogenen Gegenstände auch gegen die Einwirkung von gewöhnlichen Säuren, als von Essig, Citronen- oder anderen Fruchtsäuren, oder eingemachten Sachen zu schützen, so dafs sie, wenn sie mit derartigen oder mit Fisch- und Fettsubstanzen und sonstigen Küchenproducten oder mit Getränken in Berührung kommen, denselben keinen Beigeschmack ertheilen, noch selbst einen Geruch oder Geschmack annehmen, so werden dieselben nach der Erzeugung des Legirungsüberzuges noch mit einem Amalgam gerieben. Zur Bildung des hierzu verwendeten Amalgams nehme ich:

Quecksilber
Zinn ....
Silber . . .

60 Gewichtstheile,
39

Sa. 100 Gewichtstheile.

Von diesen Metallen wird zunächst das Zinn geschmolzen, und wenn dasselbe gut flüssig geworden, so wird das Silber in pulverisirtem Zustand auf dessen Oberfläche geschüttet und schmilzt ziemlich schnell. Hierauf wird mit einem sehr trockenen Stab aus Föhrenholz umgerührt und nun unter fortgesetztem Rühren das Quecksilber allmälig zugesetzt, worauf man die Mischung in einem irdenen Gefäfs erkalten läfst. Ist dies geschehen, so wird die Masse über einem mäfsigen Feuer ohne Umrühren wiederum erhitzt, und zwar zu drei oder vier wiederholten Malen. Das Amalgam ist dann fertig und mufs in einem geschlossenen Behälter aufbewahrt und vor Einwirkung des Lichts geschützt werden.

Sollen nun die polirten Artikel amalgamirt werden, so reibt man sie leicht mit dem nach vorstehendem .Verfahren erhaltenen Amalgam. Als Hülfsmittel dient hierbei ein weiches baumwollenes Zeug oder dergleichen, welches vorher mit einer Lösung von 1 Gewichtstheil salpetersauren Kalis (Salpeter) und 100 Gewichtstheilen filtrirten Wassers imprägnirt wird. Dieses Zeug darf nur in durchaus trockenem Zustand,

und nachdem es durch Reiben zwischen den Händen geschmeidig gemacht worden, benutzt werden; ist es einmal von dem Amalgam durchdrungen, so bleibt es für sehr lange Zeit verwendbar.

Die obigen, nach einander aufgeführten Operationen haben die Verbindung des Eisens oder Stahls zunächst mit den Metallen der Legirung und sodann mit denjenigen des Amalgams zur Wirkung. Die nun noch folgenden Vorgänge vervollständigen und vervollkommnen die Reihe -von Verbindungen, wodurch die Artikel, welche nach der vorliegenden Erfindung behandelt werden, die verschiedenen Metalle so innig und unzertrennbar verbunden erhalten, wie in einer wirklichen Legirung.

Nach der Amalgamirung wird nämlich durch Niederschlag auf galvanischem Wege, oder sonstwie, ein Ueberzug von Silber erzeugt, welches sich durch Vermittelung des Amalgams mit der Masse der in Behandlung befindlichen Artikel selbst, sowie der in dieselbe eingedrungenen Legirung verbindet oder vermischt, und hierin weicht die Erfindung von den bisher bekannten Processen ab, welche nur eine einfache Schichtung des Silbers oder dergleichen auf der Oberfläche des überzogenen Metalls bewirken.

Soll der letzte Ueberzug aus Gold bestehen, so empfiehlt es sich, dieses Metall auf galvanischem Wege auf der Oberfläche des Silbers niederzuschlagen.

In Fällen, wo es wünschenswerth ist, das beschriebene Verfahren mit geringeren Kosten zu verwirklichen, verwende ich eine Legirung ohne Silber von etwa 90 Gewichtstheilen Zinn und 10 Gewichtstheilen Blei und tauche in dieselbe das Eisen oder den Stahl nach der angegebenen Weise, worauf der Amalgam- und der Silberüberzug erzeugt werden. Diese Modification liefert jedoch nicht so befriedigende Resultate, als wenn die Legirung aus Silber, Blei und Zinn nach den bezeichneten Verhältnissen besteht.

Nicht nur für Eisen und Stahl, sondern auch für Bronze, Neusilber und andere Metalle, sowie Legirungen, welche die zu den verschiedenen Operationen erforderliche Hitze ertragen können, ist die Erfindung anwendbar. Die Härte und der Klang dieser Materialien wird dadurch nur erhöht. Ebenso beschränkt sich die Anwendung des Verfahrens nicht auf die Behandlung von Messerschmiedwaaren und dergleichen. Auch andere Küchengeräthe, welche nicht oxydiren dürfen, sowie eine grofse Menge von Kunstgegenständen und gewerblichen Artikeln werden vortheilhaft auf die beschriebene Manier überzogen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Legirung aus Zinn, Blei und Silber in oder ungefähr in den angegebenen Verhältnissen.

2. Verfahren, nach welchem Stahl, Eisen oder andere Metalle zuerst durch Eintauchen in oder Waschen mit einer Säure, sowie durch darauf folgende Erwärmung präparirt und sodann der Einwirkung der besagten Legirung in der Art ausgesetzt werden, dafs sie von derselben imprägnirt oder durchdrungen werden, worauf nun der Procefs beendigt ist oder durch Anwendung des Amalgams fortgesetzt und durch Erzeugung eines letzten Silber- oder anderen Metallüberzuges beschlossen wird. Alles behufs Schutzes von Stahl oder anderen Metallen gegen Oxydation.