DE18603C - Verfahren zur Darstellung von Phosphor und Eisen enthaltenden Kupfer-Zinn- und Kupfer-Zink.Legirungen mit oder ohne Zusatz von Blei - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 40: Hüttenwesen.

G. ALEXANDER DICK in LONDON.

Legirungen mit oder ohne Zusatz von Blei.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 9. December 1881 ab.

In den Patenten No. 14650 und 17161 desselben Erfinders sind Verfahren zur Herstellung von Legirungen beschrieben, die sich auf Eisenlegirungen beziehen.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verbesserungen in der Herstellung von Kupferlegirungen, also von solchen Legirungen aus Kupfer, Zinn oder Zink, die nur geringe Mengen von Eisen enthalten. Dieselbe besteht:

1. in der Darstellung von verbesserten Legirungen aus Kupfer mit Zinn oder Zink durch Zusatz einer bestimmten Quantität von Phosphoreisen oder von Eisen, welches vorher mit Phosphorkupfer oder Phosphorzinn geschmolzen wurde, wobei nicht nur das Eisen, sondern auch aller in dem Phosphoreisen enthaltene Phosphor oder jedenfalls ein Theil desselben in der verbesserten Legirung gebunden bleibt, und

2. in dem Zusatz einer gewissen Quantität Blei zu der zuletzt angeführten verbesserten Legirung, in welcher also nicht nur Eisen, sondern auch Phosphor enthalten ist;

3. in einem verbesserten Verfahren, um die im Kupfer und in den gewöhnlichen Legirungen von Kupfer mit Zinn oder Zink enthaltenen Oxyde zu reduciren und zu gleicher Zeit die Härte, Stärke und Zähigkeit des resultirenden Kupfers oder der betreffenden Legirungen zu erhöhen. Beide Zwecke werden durch einen Zusatz zu dem geschmolzenen Kupfer oder dessen Legirungen erreicht, bestehend aus Eisen in Form von Phosphoreisen oder von Eisen in Verbindung mit Phosphorkupfer oder Phosphorzinn, welches eine genügende Quantität von Phosphor enthält, um beim Schmelzen mit dem Eisen das entsprechende Phosphoreisen zu bilden. . ;

Zur Darstellung dieser Legirungen wird Phosphoreisen oder Eisen allein benutzt, welches jedoch, wie erwähnt, durch Zusammenschmelzung mit Phosphorzinn oder Phosphorkupfer oder mit diesen beiden Phosphormetallen mit der nöthigen Quantität Phosphor verbunden wurde, oder man benutzt auch die Phosphoreisenverbindung, welche durch das Zusammenschmelzen von Phosphorzmn, Phosphorkupfer oder Phosphoreisen mit eisenhaltigem Zink entsteht.

Z. B. zu ι Theil glühendem oder geschmolzenem Eisen setzt man 1 bis 2 Theile Phosphorkupfer oder Phosphorzirin hinzu und schmelzt beide zusammen, wobei das so als Phosphormetall zugesetzte Kupfer oder Zinn mit der gebildeten Phosphoreisenlegirung verbunden bleibt und mit in Rechnung gezogen werden mufs; oder bei Benutzung der beim Verzinken von Eisen (Draht u. s. w.) entstehenden Abfälle, welche bekanntlich aus Zink mit von 3 bis 20 pCt. Eisen bestehen, setzt man zu dem geschmolzenen eisenhaltigen Zink Phosphorkupfer, Phosphorzinn oder Phosphoreisen und giefst dieses alsdann in Blöckchen, welche, mit oder ohne Zusatz von mehr Zink später in dem gewöhnlichen Verhältnifs von 1 zu 2 Theilen geschmolzenem Kupfer zugesetzt, ein vorzügliches Messing · von grofser Stärke bilden.

In manchen Fällen benutzt man Kupferlegirungen, welche wenig Kupfer, Zinn oder Zink enthalten, und wird hier das Fehlende durch

das mit dem Phosphoreisen verbundene Metall ergänzt.

Es ist zu, bemerken, dafs der Phosphor nie als solcher ohne Eisen und ebenso das Eisen nie als solches, ohne in Verbindung mit Phosphor zu sein, zuzusetzen ist, sondern nur als Phosphoreisen oder beide in Verbindung mit den,anderen erwähnten Metallen (Kupfer, Zinn, Zink).

Ein Vortheil bei Verwendung des Phosphoreisens besteht auch darin, dafs dasselbe bei einer verhältnifsmäfsig niedrigen Temperatur schmilzt und rasch von den in der Legirung enthaltenen Metallen aufgenommen wird.

Zur Darstellung der Kupferlegirungen, welche nicht nur das zugesetzte Eisen, sondern auch Phosphor enthalten, benutzt man Phosphoreisen, welches mehr Phosphor enthält, als nöthig ist, um bei Anwesenheit von Oxyden diese zu reduciren, doch mufs das eingeführte Eisen nie mehr als io pCt. und der Phosphor nie mehr als 3 pCt. der fertigen Legirung oder Verbindung betragen, und benutzt man hierzu Phosphoreisen als solches, welches 5 bis 50 pCt. Phosphor enthält und, z. B. durch Schmelzen von Eisen, mit Phosphorzinn oder Phosphorkupfer, wie später beschrieben werden wird, dargestellt wird, in welch letzterem Falle das zugeführte Zinn oder Kupfer (oder beide) mit in der fertigen Legirung enthalten ist; z. B. zu je 100 kg gewöhnlichem Messing setzt man 5 kg Phosphoreisen, welches 20 pCt. Phosphor enthält, hinzu oder schmilzt 100 kg von eisenhaltigen Zinkrückständen, welche aus 95 pCt. Zink und 5 pCt. Eisen bestehen, mit 10 kg Phosphorzinn oder Phosphorkupfer zusammen und setzt dies bei Darstellung des verbesserten Messings dem nöthigen Kupfer zu.

Die Gegenwart von Phosphor in der verbesserten Legirung macht diese, wenn geschmolzen (wie bekannt), beim Giefsen sehr dünnflüssig und verhütet die Bildung von Oxyden des Eisens und der anderen anwesenden Metalle beim Umschmelzen, so dafs die Legirung vielmals umgegossen werden kann, ohne Eisen zu verlieren und ihre Charaktereigenschaften der grofsen Zähigkeit, Härte und Dünnflüssigkeit beim Schmelzen wesentlich zu verändern, wie dies bei allen früheren Methoden der Fall ist.

Das Phosphoreisen, wie später beschrieben, mit oder ohne Phosphorzinn oder Phosphorkupfer dargestellt, kann entweder in Verbindung mit dem Kupfer, Zinn oder Zink oder auch mit den schon gebildeten Kupferlegirungen (Messing oder Rothgufs) geschmolzen werden, oder wenn . das Phosphoreisen durch Niederschmelzen des Eisens mit Phosphorzinn oder Phosphorkupfer, wie oben beschrieben, gebildet wurde, so kann dies mit dem Kupfer, Zinn oder Zink, welches zur Darstellung der gewünschten Legirung dienen soll, oder mit dem schön gebildeten Rothgufs oder Messing geschmolzen werden. Für Messing wird vorgezogen, zuerst das Phosphoreisen, welches entweder als solches oder durch Schmelzen von Eisen mit Phosphorzinn oder Phosphorkupfer dargestellt wurde, zuerst in einem Tiegel zu schmelzen und das Zink allmälig zuzusetzen und dies alsdann in Blöckchen zu giefsen, welche alsdann wie gewöhnliches Zink in den gewöhnlichen Verhältnissen von 1 Zink zu 1 bis 2 Kupfer zu dem geschmolzenen Kupfer zugesetzt wird. Wenn die verbesserte Legirung, welche nicht nur Eisen, sondern auch Phosphor enthält, zu dem Gufs von Lagern oder anderen Reibungsflächen bestimmt ist, so setze ich von 2 bis 10 pCt. Blei während des Schmelzprocesses zu; da indessen der gewöhnliche Rothgufs häufig kleine Quantitäten von Blei enthält, so mufs dies, wenn vorhanden, mit in Rechnung gezogen werden.

Zu der unter 3. erwähnten Desoxydirung der Kupferlegirungen benutzt man Phosphoreisen als solches oder in Verbindung mit Kupfer oder Zinn, wie dies durch Schmelzen von Eisen mit Phosphorkupfer oder Phosphorzinn hergestellt werden kann. In letzterem Falle wird das Kupfer oder Zinn, welches als Phosphormetall zugesetzt wurde, in der verbesserten Legirung enthalten sein und kann in der fertigen Legirung mit in Rechnung gezogen werden. Das Verhältnifs von Eisen und Phosphor in dem Phosphoreisen mufs vor Verwendung desselben genau bekannt sein und je nach dem gewünschten Resultat geändert werden Wünscht man viel Eisen einzuführen, wenn wenig Oxyde zugegen sind, so mufs das verwendete Phosphoreisen nur wenig Phosphor enthalten, und umgekehrt.

Die Quantität von Phosphoreisen, welches zugesetzt wird, variirt zwischen 0,1 bis 10 pCt. in der verbesserten Legirung, und nachdem der Gehalt des oxydirten Sauerstoffes in der Legirung ermittelt wurde, ist der nun nöthige Phosphor leicht berechnet, . z. B. zu 100 Theilen Bronze, welche 0,2 Theile Sauerstoff enthält, setzt man 1 ^:/₂ Theile Phosphoreisen von 12 pCt. Phosphorgehalt hinzu. Schliefslich wäre noch zu bemerken, dafs es bekannt ist, dafs eisenhaltige Kupferlegirungen schon vor Jahren gemacht wurden, auch dafs man zu solchen Legirungen beim Schmelzen Phosphor als solchen zusetzte, um dieselben flüssiger und stärker zu machen, doch haben diese Versuche nicht reüssirt, weil bei Verwendung von Eisen ohne die Anwesenheit von Phosphor das Eisen sich beim Schmelzen theilweise oxydirte und die fertige Legirung infolge dessen einen ungewissen Eisengehalt hatte und die Oxyde enthielt, welche die Qualität der Legirung sehr verschlechterten und ferner, dafs bei Zusatz von Phosphor als

solcher zu dem geschmolzenen Metall ein grofser Theil des Phosphors verdampfte und somit auch wiederum eine unbestimmte Zusammensetzung resultirte; beide dieser Fehler sind bei dem vorliegenden Verfahren gehoben.

Claims (1)

1. Patent-An Sprüche:

   i. Verfahren zur Darstellung von Kupferzinn-, und Kupferzinklegirungen mit Eisen und Phosphor mit oder ohne Blei in den angegebenen Verhältnissen.

   Anwendung eines Zusatzes einer Eisenphosphorverbindung, welche mit oder ohne Phosphorzinn oder Phosphorkujifer dargestellt ist, in den angegebenen Verhältnissen bei der Darstellung von Kupferzmn- und Kupferzinklegirungen, um die in diesen Legirungen enthaltenen Oxyde zu desoxydiren und zu gleicher Zeit das zugesetzte Eisen mit den anderen anwesenden Metallen zu verbinden.