DE33099C - Metall - Legirungen, genannt „Ferro-Neusilber", und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 40: Hüttenwesen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 20. Januar 1885 ab.

Die vorliegende Erfindung hat die Herstellung von Legirungen zum Zweck, welche sowohl die Eigenschaft der Homogenität, der Schmiedbarkeit, der Dehnbarkeit, der Zähigkeit und andere Eigenschaften besitzen, die weder mit zweitheiligen, noch mit drei- oder viertheiligen oder . anderen Legirungen, die man insgemein in Frankreich »Maillechort«, im Auslande »Neusilber« zu benennen pflegt, bisher erreicht werden konnten.

Diese neuen Legirungen von mehr oder weniger mattem Aussehen erhalten je nach den zur Composition verwendeten Metallen den vollen Glanz und die Weifse der stark nickelhaltigen Compositionen. Sie lassen sich im höchsten Mafse ausglühen, weil die metallischen Bestandtheile ihrem Schmelzpunkte nach sich eher nahe stehen, als Extreme bilden; das Zink ζ. B. ist im allgemeinen aus diesen Legirungen ausgeschlossen und wird nur in einigen bestimmten und speciellen Fällen beigemischt. . . .

Die Fabrikationsweise dieser neuen Legirungen basirt auf der Einführung unseres Ferro-Nickels in Kupfer und dessen Verbindungen, und sie gestattet im allgemeinen die methodische Anwendung des Eisens in veränderlichen Mengen bei der Herstellung von Neusilberarten mit oder ohne Zink, zum Zwecke der Darstellung einer Gruppe absolut neuer Producte, welche aus einer innigen Vermischung von Eisen, Nickel und Kupfer bestehen und' denen wir die Bezeichnung »Ferro-Maillechort« (Ferro-Neusilber) beilegen.

In der That hat man bisher das Eisen nicht nur niemals in die Legirungsformeln der Neusilberarten zugelassen (eine zufällige Anwesenheit des Eisens gab vielmehr nur Veranlassung zum Umschmelzen des Metalls, um es zu reinigen), sondern die auf Lieferung guter Waare bedachten Werke haben stets mit gröfster Sorgfalt darauf geachtet, es auszuscheiden, wenn sich Spuren zeigten, sei es infolge Benutzung unreiner Metalle oder infolge Umrührens mit eisernen Werkzeugen.

In solchen Fällen beträgt die durch die Analyse gefundene Beimischung von Eisen zwischen 1 und 4 pCt. des Neusilbers, dessen Beschaffenheit deshalb leidet, weil sich das Eisen darin nur als Gemenge in Suspension infolge seines geringen specifischen Gewichtes, nicht aber als wirkliche Legirung befindet.

Unsere Erfindung erstreckt sich also wesentlich auf das Princip der neuen Metall-Legirung, nach welchem · das Eisen selbst bei verhältnifsmäfsig gröfster Beimischung die Eigenschaften des Neusilbers nicht nur nicht nachtheilig ändert, sondern im Gegentheil zur Erreichung der oben genannten guten Eigenschaften, welche die neue Legirung charakterisiren, wesentlich beiträgt.

Unter Festhaltung dieses Princips können die im Rahmen desselben sich bewegenden Zusammensetzungsformen, deren jede einem bestimmten Bedarf entsprechen kann, in mannigfacher Weise variiren. In weiterem werden wir die Analyse einiger solcher Zusammensetzungsformen als Beispiel anführen, da sich nicht alle denkbaren Mischungsverhältnisse specificiren lassen.

Um eine innige Vereinigung zwischen Eisen und Kupfer herzustellen, hat man bisher verschiedene Bindemittel, wie Zinn, Antimon, Blei, Zink u. dergl., angewendet, aber ohne den geringsten Erfolg, soweit die Schmiedbarkeit der Composition in Frage kommt. Im

übrigen benutzt man diese Bindemittel nur bei Gufseisen, um den Formenguis zu vervollkommnen; der Gufs wird sauberer und homogener, das Metall fügt sich in die Feinheiten der Form besser ein. Aber alle diese Resultate haben zur Voraussetzung, dafs das Eisen der wesentliche Bestandtheil der Mischung ist; man hat bis jetzt nur ganz geringe Kupferbeimischungen zum Gusse (etwa 2 'pCt.) bewirken können und die Schweifsbarkeit ist dabei gänzlich ausgeschlossen.

Die von uns erfundenen Legirungen haben im Gegensatz zu jenem Eisengufs mit geringem Kupfergehalt das Kupfer als Hauptbestandteil, und Eisen und Nickel bilden die Beimischung in veränderlichem Verhältnifs; das Eisen kann dabei eine gröfsere oder geringere Rolle spielen, und zu besonderen Bedarfszwecken kann selbst auch noch Zink zugegeben werden.

Solche Legirungen sind in vollendetem Mafse schmiedbar und dehnbar und das Bereitungsverfahren ist unabhängig von dem Mischungsverhältnifs der Metalle Eisen, Nickel und Kupfer, welche die wesentlichen Bestandtheile bilden.

Zur besseren Erläuterung der Herstellungsweise sollen hier zunächst einige Zusammensetzungen als Beispiele mitgetheilt werden.

i. Wenn eine Ferro-Neusilber-Legirung mit Rohnickel, welches bis zu dem Punkte gereinigt ist, wo die Ausscheidung des Eisens beginnen würde, hergestellt werden soll, so werden beispielsweise zusammengeschmolzen:

Rohnickel (70 Theile Nickel, 30 Theile Nickel . . 0,203 kg, Eisen . . 0,087

Weicheisen 0,160

Kupfer 0,550 -

ι ,000 kg.

Manganoxyd 0,00925 kg,

Kaliumeisencyanür 0,00450 -

Aluminium 0,00040 - .

Das Manganoxyd wird zuvor mit dem Kaliumeisencyanür gemischt und dann mit den übrigen Metallen in den Schmelztiegel gebracht. Das Aluminium wird erst nach vollständiger Schmelzung der Mischung zugefügt und letztere dann kräftig umgerührt. Der. Schmelztiegel mufs während des Schmelzverfahrens beständig zugedeckt sein und das Feuer mäfsig unterhalten werden, nur gegen das Ende, vor Einbringung des Aluminiums, ist eine Ueberhitzung nothwendig.

Die Mengenverhältnisse der einzelnen Bestandtheile können, wie schon bemerkt, für verschiedene Bedarfszwecke variiren,' auch kann an Stelle des Manganoxyds metallisches Mangan benutzt werden, wobei das Gewichtsverhältnifs im Verhältnifs des im Oxyd enthaltenen Metalls zu reduciren sein würde. Dies gilt von dem

Eisen) 0,290 ....

Eisen) 0,405

vorstehenden, wie von den folgenden Beispielen.

2. Wenn Ferro-Neusilber ohne Zink durch Legirung von Eisen mit Ferro-Nickel, welches vorher durch die in unseren älteren Patenten beschriebenen Verfahren schmiedbar hergestellt ist, bereitet werden soll, so werden zusammengeschmolzen :

Ferro-Nickel (50 Theile Nickel und 50 Theile Nickel . 0,20250 kg, Eisen . 0,20250 -

Weicheisen . ■. 0,045 00 -

Kupfer 0,55000 -

1,000 00 kg.

Die im ersten Beispiel für die Verwendung von Rohnickel angegebene Bereitungsweise fällt hier fort, weil Ferro-Nickel, welches bereits schmiedbar ist, angewendet wird. Die Bestandtheile dieser Mischung werden zusammen in den Schmelztiegel gebracht, welcher zugedeckt ist; die Feuerung wird mäfsig unterhalten, bis zum Ausgufs, bei welchem die Flamme verstärkt wird.

3. Zu einer Legirung ohne Zink, aus Nickelmetall und Weicheisen, werden zusammengeschmolzen :

Nickel 0,203 kg,

Eisen 0,247 -

Kupfer 0,550 -

I ,ooo kg.

Manganoxyd 0,00925 kg,

Kaliumeisencyanür . . 0,00450 Aluminium 0,00040 -.

Das Zink wird vorher mit dem Kupfer verschmolzen (sein Kupfergehalt wird von der obigen Gewichtsmenge des Kupfers abgezogen) und im letzten Augenblicke der geschmolzenen Mischung der übrigen Bestandteile zugefügt. Vor dem Einbringen des mit Zink vermischten Kupfers läfst man die Mischung möglichst abkühlen; sobald die Zugabe gemacht ist, wird gerührt, das Feuer verstärkt und gegossen.

4. Eine Ferro - Neusilber - Composition mit Zink aus Rohnickel wird wie folgt zusammengeschmolzen :

Rohnickel (70 Theile Nickel, 30 Theile Nickel . 0,17850 kg, Eisen . 0,07650 -

Weicheisen 0,15175 -

reines Nickel 0,00825 -

Kupfer 0,53000 -

Zink 0,05500

ι ,000 00 kg.

Manganoxyd 0,00925 kg,

Eisencyanür . . . 0,00450 -

Aluminium 0,00040 -.

5. Eine Ferro-Neusilber-Legirung mit Zink aus Ferro-Nickel, welches vorher schmiedbar hergestellt ist, wird wie folgt bereitet:

Eisen 0,255
¹ '

Ferro-Nickel (50 Theile Nickel und 50 Theile

„. > I Nickel . 0,18675 kg,

Eisen) 0,37350 ... -^. " ^&

' (Eisen . 0,18675 -

Weicheisen . . . 0,04150 -

Kupfer 0,53000 -

Zink 0,05500

1,00000 kg.

Es ist hierzu dasselbe zu bemerken, wie zu Beispiel No. 2, betreffend eine Legirung ohne Zink. 6. Eine Ferro - Neusilber τ- Legirung mit Zink aus Nickelmetall oder einem Nickeloxyd und Weicheisen wird wie folgt zusammengeschmolzen:

Nickel 0,18675 kg,

Eisen 0,22825 -

Kupfer ., 0,53000 -

Zink 0,05500

1,00000 kg.

Manganoxyd 0,00925 kg,

KaliumeisencyanUr . . 0,00450 Aluminium 0,00040 - - .

Obgleich es weder hothwendig scheint, noch zur eigentlichen Beschreibung der Erfindung gehört, deren Theorie zu entwickeln, so dürfte es doch nicht ganz überflüssig sein, in Kürze einige bezügliche Angaben mitzutheilen.

Bergmann und Berthier haben nach einander aus eingehenden wissenschaftlichen Versuchen über die Legirungen von Kupfer und Mangan die grofse Dehnbarkeit und Schmiedbarkeit des Products anerkannt.

Nach Berthier kann der auf das Kupfer ausgeübte Einflufs durch den Zusatz einer geringen Menge Kali, z. B. in Form von verkohltem weinsteinsauren Kali, noch erhöht werden.

Durch unsere vorangehende Erfindung schmiedbarer und dehnbarer Legirungen von Eisen und Nickel in allen gewerblich verwendbaren Verhältnissen haben wir gezeigt, dafs das KaliumeisencyanUr nicht als reducirendes Agens, sondern als Ümbildungsmittel, vom Kalium ausgehend, dieme.

Wir haben dargelegt, dafs das Kalium einen wirklichen Einflufs auf das Eisen hat und haben, zur Unterstützung auf die Ausführung von Thenard in dessen Handbuch der Chemie (belgische und deutsche Ausgabe 1827) hingewiesen.

Andererseits haben wir in unseren vorhergehenden Patenten angedeutet, welche Bedeutung das Mangan mit Bezug auf die Schmiedbarkeit des Nickels bei richtiger Anwendung und bei gleichzeitiger Benutzung anderer Umbildungsmittel hat.

Das Zink selbst, welches wir nur hier und da nebensächlich anwenden, ist nach Berthier ein ausgezeichnetes Mittel zur Schmiedbarmachung des Nickels durch die einfache Reduction der Oxyde dieser beiden Metalle.

Das Aluminium endlich, welches wir zuerst für diese Legirungen vorgeschlagen und ihm den Weg eröffnet haben, während es bisher nur im einfach metallischen Zustande in der Aluminiumbronze angewendet wurde, bewirkt in den neuen Zusammensetzungen eine möglichst vollständige Homogenität und gleichzeitig eine gewisse Zähigkeit.

Unser Verfahren zur Herstellung dreitheiliger Legirungen (Eisen, Nickel und Kupfer) und viertheiliger Legirungen (Eisen, Nickel, Kupfer und Zink) verwirklicht demnach das Problem der Composition von Elementen oder Bestandtheilen, welche unter einander und gegenseitig sowohl direct als durch Rückwirkung besondere Affinität bezeigen und dabei zugleich zum Gleichgewicht des Ganzen beitragen, ohne dafs die Eigenart jedes einzelnen der Bestandtheile nachtheilig für die Beschaffenheit der Composition würde.

Diese Compositionen, deren Mischungsverhältnisse an Eisen, Nickel, Kupfer und event. Zink nach Bedarf veränderlich sind, bilden eine Reihe von Legirungen, welche eine vollständige Scala bilden, deren Färbung derjenigen der gebräuchlichen Weifsmetalle ähnlich ist und welche überdies jeder etwa gewünschten Anforderung hinsichtlich Weichheit, Widerstandsfähigkeit und Elasticität, die für die verschiedensten Bedarfsfälle gestellt werden mag, zu entsprechen vermag.

Zugleich besitzen diese Legirungen ins-, gesammt die wichtigen Eigenschaften der Schmiedbarkeit, Dehnbarkeit, Zähigkeit und relativer Nichtoxydirbarkeit, welche für diese neue Art Legirungen als charakteristisch beansprucht werden dürfen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Die mit der Bezeichnung »Ferro-Neusilber« belegte Art von Metall - Compositionen, welche entweder aus einer dreitheiligen Legirung (Eisen, Nickel und Kupfer) oder aus einer viertheiligen Legirung (Eisen, Nickel, Kupfer und Zink) zusammengesetzt sind.

2. Das Verfahren zur Herstellung dieser Metall-Legirungen, bestehend in der Verschmelzung von Manganoxyd (oder auch metallischem Mangan), von KaliumeisencyanUr und von Aluminium, in den angegebenen, jedoch nach der Art jeder Legirung veränderlichen Mischungsverhältnissen mit den Metallen der Legirung (Eisen, Nickel und Kupfer, oder Eisen, Nickel, Kupfer und Zink), wobei diese Zuthaten entweder direct in die geschmolzene Mischung der Metalle eingebracht oder indirect zugeführt werden, indem man mittelst gleicher Zuthaten vorher schmiedbar gemachtes Nickel oder Ferro-Nickel mit den anderen Metallen verschmilzt.