DE252664C

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Publication number: DE252664C
Application number: DENDAT252664D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-M .252664-KLASSE 40 #. GRUPPE

Zusatz zum Patent 251414 vom 16. März 1911.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. Juni 1911 ab. Längste Dauer: 15. März 1926.

Die Erfindung besteht in einem Verfahren

zur Herstellung einer körnigen, hauptsächlich Zink enthaltenden Legierung oder Verbindung zum Überziehen von Metall, besonders Eisen, behufs Verhütung der Korrosion.

Nach dem bekannten Verfahren der Heißgalvanisierung werden die zu überziehenden Eisen- oder Stahlgegenstände in geschmolzenes Zink getaucht, das in einem eisernen Behälter unter einer Deckschicht von Salmiak als Flußmittel gehalten wird. Bekanntlich löst das geschmolzene Zink etwas Eisen von dem behandelten Gegenstand und dem Eisenbehälter auf, indem es sich mit ihm verbindet. Dieses Zink-Eisen setzt sich am Boden des Behälters ab und muß von Zeit zu Zeit entfernt werden, da andernfalls das Bad verunreinigt wird ■ und bei der Arbeitstemperatur das Flußmittel nicht genügend flüssig bleibt. Das so aus dem heißen Galvanisierbade entfernte Material enthält etwa 3 bis 7 Prozent Eisen, 85 bis 95 Prozent Zink und 2 bis 5 Prozent Blei nebst gewissen anderen Elementen oder Verbindungen in kleinen Mengen und wird im Handel zu verhältnismäßig geringem Preis als Abfall oder Schlacke verkauft. Es ist etwas härter als Zink und verhältnismäßig zäh und fest.

Nach der zweckmäßigsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dieser GaI-vanisierabfall in. neuer Weise als Grundlage zur Herstellung einer Zink, Eisen und Blei und vielleicht geringe Mengen anderer Elemente enthaltenden Legierung oder Verbindung benutzt, welche außerordentliche Sprödigkeit und andere besondere Eigenschaften besitzt, die es für den Gebrauch im Gewerbe, insbesondere gemäß dem nachstehend beschriebenen Verfahren, wertvoll machen.

Zur Herstellung der Legierung oder Verbindung wird dieser Zinkabfall von gewöhnlicher Handelsreinheit in Stücke zerstoßen oder gebrochen und dann in eine umlaufende Eisentrommel gebracht, zusammen mit einer Menge verhältnismäßig reinem Eisen, wie Schmiedeeisen oder elektrolytischem Eisen, in Form von Klumpen oder Ideinen Stücken. Diese Beschickung von Zinkabfall und Eisen wird dann unter beständigem Umlauf der Trommel auf Rotglut (etwa 450 ° C.) erhitzt. Bei dieser Temperatur, die unter dem Schmelzpunkt des Zinkabfalls liegt, verbinden sich anscheinend das Eisen und der Zinkabfall, und das Eisen als solches verschwindet. Durch Zusatz von Eisen in geringerem Verhältnis kann man das ganze Eisen mit dem Abfall verbinden. Das durch die Vereinigung von Eisen und Abfall erzeugte Material ist äußerst brüchig, und die Umdrehung der Trommel bewirkt ein Mahlen der Stücke und Teilchen aufeinander, so daß im wesentlichen die ganze Beschickung in einen körnigen Zustand übergeführt wird.

Die Größe der Körnerteilchen ist nicht durch die ganze Masse die gleiche, obwohl

der größte Teil fein genug ist, um durch ein amerikanisches 40 - Maschensieb zu passieren. Diese Unterschiede in der Größe der Körner sind, wie später dargelegt, von Wichtigkeit.

Die in Körnerform übergeführte Legierung ist nicht leicht entflammbar und kann sogar bei Rotglut der Luft ausgesetzt werden, ohne sich zu entzünden. Sie kann auf eine Temperatur von nahe 700° C. erhitzt werden, ohne zu schmelzen und ohne zu einer kohärenten Masse zusammenzusintern. In dieser Hinsicht ist sie ganz verschieden von Zinkpulver, das bereits bei etwa 400 ° C. schmilzt. In körniger Form ist die Legierung hellgrau, und die einzelnen Körner oder Teilchen erscheinen von regelmäßig kristallinischer Struktur.

Die genaue chemische Beziehung zwischen Zink, Eisen und Blei in diesem körnigen Material ist schwierig durch eine Formel wiederzugeben, zumal da das Blei wahrscheinlich nur in geringer Menge chemisch gebunden ist. Es ist beim Heißgalvanisieren wohlbekannt, daß der Zusatz von Eisen zu einem geschmolzenen Zink-Bleibad eine teilweise Trennung von Blei und Zink und eine Ausscheidung von metallischem Blei auf dem Gefäßboden bewirkt. Ähnliches dürfte vor sich gehen, wenn das Eisen mit Zinkabfall durchgeschüttelt wird, und obwohl das so erhaltene Produkt etwas chemisch an Zink und Eisen gebundenes Blei enthalten mag, so mag eine weitere Menge Blei in fein verteiltem Zustande durch die Masse zerstreut sein und zu den übrigen Bestandteilen des körnigen Materials in solcher Beziehung stehen, daß es an chemischen Vorgängen, die eine Änderung in der Zusammensetzung der bleihaltigen Zink-Eisenlegierung bedingen, gleichfalls teilnehmen kann. Am besten dürfte das körnige Produkt als Legierung von etwa der Zusammensetzung Fe Zn₁₀ anzusehen sein.

Das, wie oben beschrieben, erzeugte körnige Material eignet sich für das in dem Hauptpatent beschriebene Verfahren, nach dem ein Eisenartikel in Berührung mit einer spröden Zinklegierung erhitzt und dadurch mit einem Schutzüberzug versehen wird. Während dieser Operation kommen die feinen Teilchen des körnigen Materials in innige Berührung mit dem Eisen, während die größeren Teilchen als Mahl- und Scheuermittel zur Glättung der Eisenoberfläche und des Überzugs während seiner Erzeugung dienen.

In manchen Fällen enthält das körnige Material am besten noch mehr Zink als der Formel FeZn₁₀ entspricht. Dieser Zinküberschuß kann nun auf folgende Weise hineingebracht werden: Nachdem genug Eisen zum Zinkabfall zugesetzt ist, um eine hochspröde Legierung zu bilden, und nachdem diese Legierung in der Trommel bei Rotglut durchgeschüttelt und so bis zur gewünschten Feinheit gemahlen ist, fügt man Stücke oder Klumpen von Zink oder Galvanisierabfall zur Trommelbeschickung und läßt den Inhalt wieder durchschütteln. Die Zinkstücke verschwinden hierbei wie infolge Verdampfung, indem sie anscheinend die ganze körnige Masse durchdringen und deren Zinkgehalt erhöhen, ohne die Sprödigkeit zu beseitigen und die körnige Beschaffenheit zu ändern. Das so erzeugte Material oxydiert sich nicht leicht und explodiert nicht. Die zur Anreicherung der ursprünglich spröden Legierung zugefügte Zinkmenge kann innerhalb weiter Grenzen variieren, jedoch ist ein Zusatz von 5 Prozent vorteilhaft.

Beim Gebrauch dieses körnigen Materials zum Überziehen und Verzieren von Eisen- und Stahlgegenständen werden diese zuerst in bekannter Weise mittels Sandgebläse, Beizen o. dgl. gereinigt und dann mit dem körnigen Material in die rotierende Trommel gebracht und darin erhitzt, bis sie einen Schutzüberzug erhalten haben. Die Temperatur und Dauer der Erhitzung kann je nach der gewünschten Dicke des Überzugs geregelt werden. Ein zweistündiges Erhitzen auf eine Maximaltemperatur von etwa 450° C. gibt gute Resultate, wenn das körnige Material einen Überschuß von etwa 5 Prozent Zink über die Formel Fe Zn₁₀ hat.

Nach wiederholter Benutzung des granulierten Materials empfiehlt es sich, dasselbe wieder an Zink anzureichern, was ohne Unterbrechung der normalen Arbeit durch bloßes Zufügen von Zinkschnitzeln oder Zinkabfallklumpen bei Beschickung der Trommel mit Eisenartikeln geschehen kann. Während der folgenden Umdrehung der Trommel bewirkt die hohe Temperatur und das Mahlen der Be-Schickung ein kräftiges Aufbrechen der Zinkklumpen und -schnitzel und eine gleichmäßige Verteilung des Materials durch die körnige Masse, wodurch diese auf die gewünschte Zusammensetzung gebracht, also an Zink angereichert wird, ohne ihre körnige Form einzubüßen.

Der so erzeugte Überzug auf den Eisenartikeln ist sehr dicht, von silberweißer Farbe, besitzt in der Hauptsache etwa die chemische Zusammensetzung Fe Zn₁₀ und zeigt ein elektrisches Potential gegen Elektrolyten wenig über dem von reinem Eisen. Da es in bezug auf Eisen elektropositiv ist, so schützt es dies gegen Korrosion.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Verfahren zur Herstellung einer körnigen Zink-Eisenlegierung zur Verwendung bei dem Verfahren gemäß Patent 251414, dadurch gekennzeichnet, daß zinkhaltiges

Material, besonders galvanischer Zinkabfall, mit Eisen in einer umlaufenden Trommel unter Erhitzung auf höhere Temperatur, zweckmäßig Rotglut, durchgemischt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zink-Eisenlegierung noch Blei zugesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zink-Eisenlegierung bzw. der diese enthaltenden Masse noch überschüssiges Zink gleichmäßig verteilt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Behandlung des Materials in der Trommel nur so weit durchgeführt wird, daß das Material neben den feinen noch größere Körner enthält.
5. Verfahren zum Überziehen von Metallgegenständen mit den nach Anspruch 1 bis 4 hergestellten Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß die in bekannter Weise gereinigten Gegenstände zusammen mit dem körnigen Legierungsmaterial in der umlaufenden Trommel zweckmäßig auf Rotglut erhitzt werden, wobei das verbrauchte Zink während des Überziehens periodisch ersetzt werden kann.