DE355336C

DE355336C - Verfahren zur Herstellung von Legierungen aus Kupfer und Blei

Info

Publication number: DE355336C
Application number: DEM74000D
Authority: DE
Original assignee: HANS MATHESIUS DIPL ING
Current assignee: HANS MATHESIUS DIPL ING
Priority date: 1921-06-07
Filing date: 1921-06-07
Publication date: 1924-01-03

Description

DEUTSCMtS'REICH

AUSGEGEBEN
AM 3. JAGUAR 1924

: REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 40 b GRUPPE

(Mf4000 Vl{4ob)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. Juni 1921 ab.

Eine der ältesten, bis zur vorliegenden Erfindung noch ungelösten Aufgaben der Legierungstechnik besteht in der Erzeugung einer haltbaren Legierung der beiden Metalle Kupfer und Blei»

Es ist bekannt, daß in geschmolzenem Blei das Metall Kupfer: je nach der Höhe der Temperatur zu einigen Prozenten. löslich ist. Beim Erstarren einer derartigen Schmelze scheidet sich indessen das Kupfer wieder in Form rundlicher Tropfen aus der Bleimasse ab. ...

Neuere Forschungen haben gezeigt, daß die beiden Metalle mit den Erdalkalimetallen, insbesondere dem Metalle Kalzium, chemische Verbindungen zu bilden vermögen. Die Ver» bindungen mit dem jeweils niedrigsten Gehalte an Kalzium entsprechen, den Formeln· Pb^ Ca (mit 6,1 Prozent Kalzium) und Cu₉Ga (mit 13.7 Prozent.KaMum)^ . ■.;.,..'

Sorgfältige Schmelzversuche haben gezeigt, daß diese Verbindungen sowohl in überschüssigem Blei wie in überschüssigem Kupfer löslich sind und beim Erstarren der Legierung

nicht ausseigern, sondern in gleichmäßiger Anordnung der einzelnen Gefögebestaridteile für technische Zwecke wohl geeignete Legierungen bilden. Die weitergehende Erforschung der hier obwaltenden Verhältnisse hat gezeigt, daß von den beiden genannten Verbindungen das Bleikalzium bei seinem Zusammenschmelzen mit Kupfer unter Bildung von Kupferkalzium zerlegt wird, während ίο Kupferkalzium beim Zusammenschmelzen mit Blei als solches erhalten bleibt. Hieraus ergibt sich die Möglichkeit- der Herstellung von neuen, bisher unbekannten Bleikupferlegierungen, deren Existenzgebiet in der Zeichnung durch denjenigen Teil eines Dreiecksdiagramms der drei Körper Pb, Cu und Ca gekennzeichnet ist, welcher durch die Verbindungslinien Pb-Cu₁Ca; Cu₄Ca-Pb₃Ca und Pb₃Ca-Pb umgrenzt ist.

Die Natur der innerhalb dieses Teiles des großen Dreiecksfeldes vorkommenden Legierungen kann mit Worten gekennzeichnet werden als eine Legierung bestehend aus primären Kristallen der Verbindung Cu₄Ca, die zuerst zur Ausscheidung gelangt sind und umschlossen werden teils durch Blei bzw. Bleikalziumkristalle, teils durch eine eutektische Grundmasse, die überwiegend aus Blei mit geringen Mengen Kalzium und Kupfer besteht.

Die relativen Mengenverhältnisse der einzelnen Teile dieser Legierung hängen ab von demjenigen Punkte des Dreiecksfeldes, dem ihre Zusammensetzung entspricht. Die Herstellung derartiger Legierungen kann entweder dadurch erfolgen, daß man Kupfer mit Kalzium legiert und das erhaltene Produkt in geschmolzenem Blei zur Auflösung bringt, oder dadurch, daß eine SaIzschmelze, die die Chloride der Erdalkalimetalle enthält, über einem Bleibade elektrolisiert wird, welches gewisse Mengen von Kupfer aufgelöst enthält, wobei-das Bleibad die Kathode bildet, oder dadurch, daß ein kupferhaltiges · Bleibad unter einer Erdalkali Chloriddecke eingeschmolzen wird, und daß diesem Bleibade die Metalle Natrium oder Kalium zugeführt werden. Es ergibt sich hierbei ein Austausch der Metalle, beispielsweise der Alkalimetalle gegen die Erdalkalimetalle der Salzschmelze, ^:

Das Metall Kalzium 'kann hierbei ganz oder teilweise durch die Metalle Strontium oder Barium ersetzt werden. Insbesondere gelingt· es auf dem Wege der Elektrolyse leicht, eine Legierung herzustellen, in der beispielsweise 4 bis 6 Prozent Kupfer in der Form von Kupferkalzium oder derjenigen einer entsprechenden Verbindung der anderen Erdalkalimetalle vorhanden ist, während je nach der angewendeten Mischung der Salzdecke überdies gewisse Prozentsätze der Metalle Kalzium, Strontium, Barium überwiegend in der Form der Bleiverbindungen in das Metall übergehen können.

Solange der Gehalt der Legierung an Erdalkalimetallen so gewählt ist, daß das Blei nicht oder nur zum Teil in Form von Blei-Erdalkalimetallverbindungen in der Legierung enthalten ist, haben die erhaltenen Legierungen noch eine ihrem freien Bleigehalte entsprechende Schmiegsamkeit in kaltem Zustande.

Wird dagegen der Erdalkalimetallgehalt erhöht und evtl. letzten Endes bis zur vollständigen Absättigung der Kupfer- und Bleigehalte der Legierung durch Erdalkalimetall erhöht, so verlieren die Legierungen mehr und mehr den Bleicharakter und es bilden sich schließlich harte und spröde Legierungen, die in ihren Eigenschaften etwa denjenigen der Verbindungen Cu₄Ca und Pb₃Ca entsprechen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Legierungen aus Kupfer und Blei, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupfer-Bleimischung so viel Erdalkalimetalle zugesetzt werden, daß das Kupfer vollständig in der Verbindungsform Cu₄ Ca abgebunden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch das Blei ganz oder teilweise in eine Verbindung von der Form Pb₃Ca (Sr, Ba) überführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch Zusammenschmelzen von Blei und Kupfer und Einführung der entsprechenden Menge eines _ Erdalkalimetalles in die Schmelze.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 durch Zusammenschmelzen von Blei und Kupfer unter einer Decke von Erdalkalichloriden und Einführung der Metalle Natrium oder Kalium in die Metall- 10g schmelze, wobei ein Austausch dieser Metalle gegen diejenigen· der" Salzschmelze stattfindet.' ^: ■ ■ '--

.

5. Verfahren iiach. Anspruch 1 und 2 durch Einschmelzen von Blei und Kupfer unter einer Salzdecke von Erdalkalimetall-Chloriden und Elektrolyse der Salzdecke, während das Bleibad als Kathode geschaltet ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.