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Publication number: DE265248C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 265248 KLASSE 48 b. GRUPPE

SADAMASAUYENOINTOKIO₅JaPAn.

und Bürsten während der Eintauchzeit.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. Mai 1912 ab.

Gegenstand der Erfindung ist ein verbessertes Verfahren, um eiserne Platten, Stäbe, Drähte o. dgl· eiserne Gegenstände mit Aluminium zu überziehen. Vorgeschlagen hat man bereits, Eisen in der Weise mit Aluminium zu überziehen, daß man das Eisen sorgfältig reinigt, es in geschmolzenes Aluminium taucht und es während des Eintauchens im Aluminiumbade scheuert. Außerdem ist es auch bekannt, das

ίο Eisen zuerst zu verzinnen und den Aluminiumüberzug durch Eintauchen in das Aluminiumbad zu erzielen. Gegenüber dem letzteren Verfahren, welches offenbar ein Produkt mit fünf Schichten, nämlich i. Eisen, 2. Legierung von Eisen und Zinn, 3. Zinn, 4. Legierung von Zinn und Aluminium, 5. Aluminium enthält, zeigt das Produkt nach der neuen Erfindung lediglich drei Schichten, nämlich 1. Eisen, 2. Legierung von Eisen und Aluminium,

3. Aluminium. Gegenüber dem erstgenannten Verfahren besteht der Vorteil, mit einer geringen Temperatur auszukommen. Die hohe Temperatur bedingt aber die Erzeugung von Oxyden, welche nur durch außerordentlich mühsames anhaltendes scharfes Reiben des Eisens im Bade mittels Stahlbürsten u. dgl. entfernt werden können.

Nach dem Verfahren der vorliegenden Er-. findung soll Aluminium direkt in vollkommener Weise auf einer eisernen Oberfläche haften, so daß es nicht abspringt oder matt wird oder durch die Einwirkung von Luft, Wasser, Hitze oder mechanischer Beschädigungen zerfressen wird; durch das vorliegende Verfahren wird nach Ansicht des Erfinders das Metall direkt mit einer Lage vort reinem Aluminium an Stelle von einer Zink- oder Zinnlegierung, wie oben beschrieben, überzogen.

-Gemäß der Erfindung werden mit Aluminium zu überziehende eiserne Gegenstände' erst verzinnt oder galvanisiert, also mit Zinn oder Zink in irgendeiner bekannten Art überzogen und ,dann in eins oder nacheinander in zwei oder mehr Gefäße mit geschmolzenem Aluminium versenkt, und während des Eintauchens werden die Oberflächen der Gegenstände mit Stahlbürsten behandelt. Die Gegenstände werden schließlich gepreßt und gewalzt, um ihnen eine glatte Oberfläche zu verleihen., und können dann noch, wenn nötig, einem Polier- ■ verfahren unterworfen werden, um ihnen Glanz zu geben.

Eisen, Zinn und Zink sind Metalle, die leicht mit Aluminium Legierungen bilden; in der Tat legiert sich Eisen mit Aluminium leichter, als es dies mit Zinn oder Zink tut. Die Erfindung beruht auf der Tatsache, daß Zinn oder Zink, wenn mit. Zinn oder Zink überzogenes Eisen in ein Gefäß mit geschmolzenem Aluminium getaucht und die Oberfläche vermittels stählerner Bürsten oder mit anderen gleichwertigen Mitteln gebürstet wird, vollständig von der Oberfläche des Eisens entfernt werden, indem sie sich mit dem umgebenden Aluminium verbinden und eine Legierung bilden, während das Aluminium an derselben Stelle fest an der eisernen

Fläche haftet und daher das Zink oder Zinn vollkommen verdrängt.

Der Apparat, der dazu dient, die vorliegende Erfindung zu verwirklichen, umfaßt Gefäße

5 oder Schmelzpfannen, die in Reihen auf einem Feuerrost angeordnet sind. Diese Gefäße enthalten geschmolzenes Aluminium und sind mit geeigneten Stahlbürsten versehen, die dazu gebraucht werden, die Flächen der mit

ίο Aluminium zu plattierenden Gegenstände zu bürsten.

Das Verfahren umfaßt die folgenden Stufen:

1. Ein Stück Eisenblech wird beispielsweise erst verzinnt oder galvanisiert in der gebräuchliehen Weise, indem man darauf achtet, kein Oxyd zwischen dem Blech und dem Überzug zu lassen.

2. Das Eisenblech, das also mit Zink oder Zinn überzogen ist, wird dann in das erste einer Reihe von Gefäßen mit geschmolzenem Aluminium eingetaucht, in dem es mit Stahlbürsten behandelt wird. Es wird dann in das zweite Gefäß geführt und darin einer gleichen Behandlung unterzogen und, wenn nötig, auch

noch in die übrigen Gefäße der Reihe nach gebracht, um es in jedem dem Bürstverfahren zu unterwerfen.

3. Nach dem Verlassen des letzten Gefäßes wird das Blech Unter passende Walzen gebracht,

zwischen denen es gepreßt und gewalzt wird, um eine glatte Oberfläche zu erhalten.

4. Wenn gewünscht, kann man das Blech durch eine geeignete Polier- oder Glättmaschine führen, um ihm Glanz zu verleihen.

Eine passende Vorrichtung, die dafür gebraucht werden kann, um die Bleche mit Aluminium zu. überziehen, ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt, in denen Fig. ι einen Apparat zeigt, um Eisenbleche zu veraluminieren.

Fig. 2 ist eine Endansicht, die einen Schöpflöffel zeigt, der dazu dient, das geschmolzene Aluminium von einem Gefäß zum anderen zu überführen.

■ Fig. 3 ist eine Seitenansicht desselben,

Fig. 4 eine Endansicht des Apparates, um Eisenplatten in die Gefäße mit geschmolzenem Aluminium einzutauchen.

Fig. 5 ist eine Seitenansicht desselben.

Der in Fig. 1 dargestellte Apparat ist dazu bestimmt, ein fortlaufendes eisernes Blech zu überziehen. 1 bedeutet einen Ofen irgendeiner passenden Konstruktion. 2, 3, 4 sind Schmelzpfannen für das geschmolzene Aluminium.

Diese Pfannen können mit Auslässen 5, 6, 7 versehen sein, die Hähne haben, um das geschmolzene Aluminium, wenn nötig, abzulassen. 8, 9, 10, 11, 12, 13 bezeichnen feste Stahlbürsten, zwischen denen das Eisenblech, dargestellt durch die punktierte Linie, in der Richtung der Pfeile hindurchgeführt wird.

Das Blech wird durch die Pfannen vermittels :ines Paares Rollen 14 hindurchgezogen.

Um das geschmolzene Aluminium von einem Gefäß zum anderen zu transportieren, wird die Einrichtung, in Fig. 2 und 3 gebraucht. 15, 16 sind Paare von Schienen, die über den Schmelzpfannen angebracht sind und eine Laufbahn bilden, auf der Räder oder Rollen 17 fahren, die den Haken 18 tragen. Dieser Haken hängt an dem Wagen vermittels der Kette 19 und trägt einen Schöpflöffel irgendeiner geeigneten Form, der in die Schmelzpfanne mittels der Kette hinuntergelassen und, wenn er gefüllt ist, leicht von einer Pfanne zur nächsten transportiert werden kann. Eine ziemlich gleiche Einrichtung zeigen Fig. 4 und 5, um einzelne Eisenplatten in die Schmelzpfanne einzutauchen. Die Laufbahn wird gebildet durch die Schienen 15 und 16, die einen auf Rollen 17 laufenden Wagen tragen. Der Haken 18 ist bei diesem Beispiel so eingerichtet, daß er das zu behandelnde Eisenblech 21 trägt. Die Stahlbürsten bei 22 in Fig. 5 sind so, daß die Eisenbleche 20 vertikal zwischen ihnen durchgehen können und so mit den Bürsten gebürstet werden, wenn sie in der Schmelzpfanne auf und nieder gehen.

Jeder geeignete Apparat kann natürlich für die Ausführung des verbesserten Verfahrens gebraucht werden; der oben beschriebene Apparat soll nur als Beispiel dienen.

Um Drähte, Stäbe oder Röhren zu überziehen, kann man einen ähnlichen Apparat wie den oben beschriebenen verwenden, und für Gegenstände, die nur geringe Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche haben, kann die gleiche Einrichtung innerhalb der Grenzen der Elastizität der Stahlbürsten dienen. Für Gegenstände, die unregelmäßigere Form haben, sind besondere Einrichtungen nötig, um die Bürsten zu befähigen, bis zu jedem Teil zu dringen, denn das wesentliche Merkmal ist, daß die ganze Oberfläche, die mit Aluminium überzogen werden soll, vermittels der Bürsten gebürstet wird. Die Temperatur des geschmolzenen Aluminiums, das bei dem Verfahren gebraucht wird, beträgt etwa 700 bis 800 ° C, das ist etwas höher als der Schmelzpunkt des Metalles. In dem ersten Gefäß indessen, in dem die Oberfläche des eingetauchten Gegenstandes schließlich eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Aluminiums annehmen muß, muß man dieTemperatur des Schmelzbades etwas höher halten, da der Gegenstand sonst für eine längere Zeit in dem Bade verweilen muß, um schließlich die nötige Temperatur anzunehmen. Natürlich hängt die Temperatur von der Menge des Aluminiums und der Masse und Größe des zu überziehenden Gegenstandes ab. Die Gegenstände werden direkt vom einen Gefäß zum nächsten geführt, und die Zahl der Gefäße

hängt von der Art des zu überziehenden Gegenstandes ab und davon, ob er endlich ein glänzendes Aussehen erhalten soll. Man muß verstehen, daß das Wichtigste ist, daß jeder Teil der Oberfläche mit den Bürsten behandelt wird, damit so das Aluminium veranlaßt wird, sich mit dem Zink oder Zinn zu legieren und die Oberfläche des Eisens mit Aluminium überzogen wird. In dem ersten Gefäß wird der

ίο größte Teil des Zinns oder Zinks ersetzt; aber da darin noch etwas zurückbleibt, ist es nötig, die Gegenstände durch zwei, drei oder mehr Gefäße durchzuziehen, bis alles Zinn oder Zink entfernt und nur reines Aluminium auf der Oberfläche des Eisens zurückbleibt. Bei Gegenständen, die leicht mit den . Bürsten behandelt werden 'können, tritt die Ersetzung rascher ein, und sind deshalb weniger Gefäße nötig. Aber bei Gegenständen mit unregelmäßiger Gestalt ist das Bürsten viel schwieriger und muß mehrmals wiederholt werden, bevor die Ersetzung des Zinns oder Zinks vollständig. ist, und es ist daher eine größere Zahl von Gefäßen als in den anderen Fällen nötig.

Wenn der Aluminiumüberzug nicht sehr rein ist, verliert er seinen Glanz etwas im Laufe der Zeit; mit einem reinen Überzug kommt dies aber nicht vor. Sofern also der Gegenstand keinen hohen Glanz erhalten soll, so kann eine geringere Anzahl von Gefäßen angewendet werden.

Die Zeit, während der der Gegenstand in jedem Gefäß verweilt, hängt hauptsächlich von seiner Gestalt ab und muß genügend lang sein, um ein taugliches Bürsten zu ermöglichen. Aber da im allgemeinen die Oberfläche des zu behandelnden Gegenstandes in dem ersten Gefäße die Temperatur des Schmelzpunktes des Aluminiums annehmen muß, um das Verfahren wirksam zu machen, ist es wünschenswert, die Zeit des Eintauchens in diesem Gefäß auszudehnen, wenn der Gegenstand nicht schon auf geeignete Art auf die Eigentemperatur vor dem Eintauchen erhitzt ist.

Das Walzverfahren ist wünschenswert, sofern die Gestalt der Gegenstände es gestattet, da es eine glatte Oberfläche gibt. Aber im Falle von unregelmäßig gestalteten Gegenständen wird ein gleichwertiges Verfahren, z. B. mittels Polierkugeln, angewendet; indessen bildet diese Stufe des Verfahrens keinen Teil der vorliegenden Erfindung.

Das Aluminium in den Bädern legiert sich mit dem Zink oder Zinn je nach den Umständen. Aber infolge der geringen Stärke des Überzuges dauert es einige Zeit, bis das Bad hierdurch unbrauchbar wird.

Der Hauptteil des Zinks oder Zinns findet sich in dem ersten Bade, und deshalb muß dieses Bad vor einem der übrigen der Reihe gereinigt werden. Wenn Zinn für den ersten Überzug des Eisens gebraucht wird, kann man die folgende Methode anwenden, um das Aluminium in den Bädern zu reinigen. Eine Menge Blei, die nicht geringer ist als das Doppelte der in dem Bad enthaltenen Menge Zinn, wird zugegeben und gut gerührt. Das Blei verbindet sich mit dem Zinn und bildet eine Legierung, die sich an dem Boden des Bades niedersetzt und das Aluminium rein hinterläßt. Das Aluminium kann dann in demselben Bade gebraucht oder, wenn nötig, in ein anderes überführt werden. Die Legierung von Blei und Zinn kann man abfüllen und für andere Zwecke verwenden.

Wenn Zink zum ersten Überziehen des Eisens gebraucht wird, kann man es entfernen durch Erhöhen der Temperatur des unreinen Aluminiums, indem man es zum Verdampfen bringt, oder man kann Luft durchblasen, indem man es so oxydiert und das reine Aluminium zurückerhält.

Da die Verdampfungstemperatur und der Grad der Oxydation von Aluminium und Zink sehr verschieden sind, ist eine dieser Reinigungsmethoden leicht praktisch auszuführen.

Ein Blech, das nach dem vorliegenden Verfahren behandelt ist, enthält den Aluminiumüberzug so eng anhaftend, daß er keine Ver- _go änderung unter gewöhnlichen Bedingungen erleidet. Eisenbleche, nach dem Verfahren mit Aluminium überzogen, erweisen sich als nützlicher als gewöhnliche verzinnte oder verzinkte Eisenbleche, und sofern man sie für g$ die Herstellung von Wirtschaftsgeräten oder für Bauzwecke gebraucht, zeichnen sie sich durch ihr gutes Aussehen aus und übertreffen andere Metalle an Haltbarkeit.

Claims

Patent-Anspruch :

Verfahren zum Überziehen eiserner Bleche, Drähte usw. mit Aluminium durch Eintauchen der zu überziehenden Gegenstände in das geschmolzene Aluminium und Bürsten während der Eintauchzeit, dadurch gekenn-. zeichnet, daß die Gegenstände zunächst in an sich bekannter Weise einen Überzug von Zink oder Zinn erhalten, der aber während ihres Aufenthaltes im Metallbade durch Reiben entfernt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.