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Vergütung von Edelmetallegierungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Vergütung von Edehnetallegierungen, welche Gold, Platin, Silber oder Palladium
als primäres Metall oder Hauptbestandteil sowie Aluminium und ein Aluminide bildendes
weiteres sekundäres Metall als Nebenbestandteile enthalten. Der Zweck der Erfindung
ist, eine Reihe von neuen Legierungen der genannten Metalle herzustellen, welche
sich für die thermische Vergütung eignen und hierdurch wertvolle physikalische und
mechanische Eigenscbaften erhalten.
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Es ist bekannt, daß Legierungen mit hohem Silbergehalt, die Mangan
und Aluminium enthalten bzw. Mangan, Kupfer und Aluminium, härtbar sind, wenn sie
nach dem üblichen Walzprozeß bei Dunkelrotglut rotwarm, also bei q.oo bis 5oo°,
im Wasser abgeschreckt und sodann einer etwa 6stündigen Glühbehandlung bei zoo°
unterworfen werden.
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Die vorliegende Erfindung geht von der gänzlich neuen Erkenntnis aus,
daß durch eine Glühbehandlung bei Temperaturen, die wesentlich höher, und zwar r
oo bis 20o° unter dem Schmelzpunkt der Hauptkomponenten, liegen und durch ein dem
Abschrekken folgendes Anlassen bei Temperaturen die etwa um 3oo bis 40o° tiefer
liegen, also duz dh eine Vergrößerung der Spanne zwischen den Temperaturen des Vergütungsprozesses,
Legierungen von besonders wertvollen physikalischen und mechanischen Eigenschaften
erhalten werden. Nach - dem Vergütungsvorgang bleiben die Legierungen gewöhnlicher-Abkühlung
überlassen. Der Hauptbestandteil oder das primäre Metall, insbesondere Gold, Silber,
Platin und Palladium, wird mit A bezeichnet, das die Aluminide bildende sekundäre
Metall mit B, das Aluminium mit C und das evtl. tertiäre Metall mit D,. Das Verhältnis
.zwischen dem Hauptmetall A und den Elementen B und C soll folgenden
Bedingungen entsprechen: a) Beide Elemente B und C müssen einzeln mit dem Metall
A in wesentlichen Mengen feste Lösungen bilden, d. h. Legierungen von A mit geringen
Mengen von B und Legierungen von A mit geringen Mengen von C müssen feste Lösungen
sein.
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b) Das Metall B muß entweder ganz unfähig sein, .eine metallische
Verbindung mit dem Metall A zu bilden oder nur eine sehr unbeständige.
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c) Das Element C muß befähigt sein, Aluminide mit dem Metall A zu
bilden, deren Beständigkeit nicht zu groß sein darf.
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d) Das Metall B und das Aluminium C müssen miteinander eine sehr starke
Affinität besitzen, und zwar bedeutend stärker als diejenige von A zu C, und das
Alumimic> muß sehr hart und verhältnismäßig zähe sein. Nickel, Kobalt, Chrom und
Eisen. können die Rolle des Aluminide bildenden Metalls B spielen, wenn Gold, Silber,
Platin oder Palladium das Metall A bildet. Im Falle des Goldes kann Kupfer, Palladium
und Platin als Metall B benutzt werden, und im Falle, daß das Platin oder Palladium
das Metall A_ darstellt, können Molybdän, Wolfram und Tantal die Rolle des Metalls
B spielen.
Die Legierungen von Gold, Silber, Platin oder P,allg,diuxn
als..Metall, A, Nickel, Chrom usw. als -Metall B und Aluminium als Element C können
durch die Hitzebehandlung in folgender Weise beeinflußt werden: Gold, Platin, Silber
oder Palladium werden in entsprechenden Behältern in geeignetem Ofen geschmolzen,
und zu dem geschmolzenen Metall wird dann o, i bis 2,5 % Aluminium hinzugefügt,
und wenn dieses geschmolzen ist, werden dann von 0,4 bis 2,5 % Kobalt oder von i,o
bis io % Nickel, entsprechend der erforderlichen Eigenschaft der Legierung, hinzugesetzt.
Wenn die Schmelze fertig ist und die zum Gießen nötige Temperatur besitzt, wird
sie in Kokillen oder Sandformen gegossen. Die Gußstücke werden dann heiß bis zu
der erforderlichen Form und Größe gewalzt. Der gewalzte Block wird dann für eine
gewisse Zeit, im ,allgemeinen 2 bis 6 Stunden einer Temperatur oberhalb 725° C für
Gold und Silber und im allgemeinen nicht unter 85o bis goo° C und' nicht über
925 bis 95o° C für Gold ausgesetzt, während die Temperaturen für Platin oder
Palladium im Durchschnitt 3oo bis, 5oo° C höher sein müssen. Alsdann wird das erhitzte
-Material-abgeschreckt, wodurch ein unstabiler-Zustand der festen Lösung des Kobaltaluminids
oder Nickelaluminids in -dem Metallkristall erzeugt wird. In dieser Form ist das
Metall sehr weich (35 bis 7o° Brinell), obwohl es eine verhältnismäßig gute Festigkeit
und sehr gute--Elastizitätsgrenze sowie ebenfalls eine sehr hohe Duktilität besitzt.
In dieser Form kann die Legierung irgendeiner weiteren mechanischen Behandlung,
z. B. dem Pressen, Walzen, Spannen, - Stampfen, Kaltschmieden, Drahtziehen usw:,
-unterworfen. werden. Die gekühlte evtl. weiterbearbeitete Legierung wird dann in
den Ofen eingesetzt und bei 3oo bis 6oo° C für Gold und Silber bzw. 5oo bis goö°
C für Platin und Palladium während einer bis zu 6 Stunden-,angelassen. Vorzugsweise
wird 'bei Goldlegierungen die Temperatur zwischen 5oo bis 550'C während 3
-Stunden gehalten. Sodann wird die Legierung der normalen Kühlung überlassen. Sie
besitzt je nach der Zusammensetzung eine sehrhoheFestigkeit von 42oo bis 775okg/qcin
und eine-Härte von i i o his 3oo° Brinell bei einer Dehnung von 8 bis 25 %. Nach
dieser zweiten Hitzebehandlung kann die Legierung weiter mechanisch bearbeitet werden,
d. h. dem Drahtziehen, Hartwalzen usw. ausgesetzt werden.
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Die praktische Anwendung der vergüteten Legierungen sind mannigfaltig.
Die Goldlegierungen, welche geringe Mengen von Chromaluminid oder Nickelaluminid
enthalten, sind außerordentlich zähe und behalten die Form bedeutend besser als
das reine Gold oder das reime Platin. Verdampfungsschalen und ähnliche Behälter
für die chemische Industrie können aus diesen bedeutend billiger als wie gebräuchlich
aus Platin hergestellt werden. Die gewöhnlichen Goldlegierungen, z. B. i 4karätige
oder Weißgoldlegierungen, können gemäß Erfindung verbessert werden, indem man eines
von den genannten Aluminiden zusetzt und daim gemäß Erfindung vergütet. Solche Legierungen
können zu fertigen Fabrikaten verarbeitet werden, die wesentlich härter, unnachgiebiger
und widerstandsfähiger sind als aus gewöhnlichen Legierungen, was für die Herstellung
von Füllfederhaltern, Uhrgehäusen usw. vorteilhaft ist. Platinlegierungen gemäß
Erfindung, welche Chromaluminid enthalten, sind. ebenso hoch widerstandsfähig gegen
Säuren und saure Sulfate wie reines Platin, sie sind jedoch härter, wobei die Härte
wenigstens so hoch ist, wie durch Legieren von Platin mit 2o % Iridium.