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Verfahren zur Herstellung sehr widerstandsfähiger silberner Oberflächen
Silberne oder versilberte Gefäße, Rohrleitungen usw. werden in der chemischen und
in verwandten Industrien vielfach verwendet, wenn es auf Korrosionsbeständigkeit
gegenüber chlorhaltigen Flüssigkeiten oder Dämpfen (Salzsäure, Chloridlösungen usw.)
ankommt. Die Beständigkeit des Silbers gegenüber diesen Agenzien beruht im wesentlichen
auf der Unlöslichkeit des oberflächlich gebildeten Silberchlorids. Dies ist jedoch
oft, z. B. in wäßriger konzentrierter Salzsäure, nicht groß genug, um den technischen
Anforderungen zu entsprechen. Bekanntlich kann man die chemische WiderstandsfÄ.higkeit
des Silbers dadurch erhöhen, daß man es mit gewissen unedleren Metallen, die von
dem Silber in fester Lösung aufgenommen werden, legiert. Die aus diesen Materialien
gefertigten Gerätschaften sind in vielen Fällen brauchbar.
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Es wurde nun gefunden, daß man eine hohe Korrosionsbeständigkeit auch
bei Fertigfabrikaten aus Silber oder ungenügend widerstandsfähigen silberreichen
Legierungen in überaus einfacher und vorteilhafter Weise durch Legieren mit unedleren
Metallen, die von dem Silberkristall unter Mischkristallbildung in reicherem Maße
aufgenommen werden, erzielt, wenn man die Zusatzstoffe naeh dem Zementierverfahren
durch Einbetten des silbernen Werkstücks in ein Pulver des Zusatzstoffes und Erhitzen
auf höhere Temperatur der Silberoberfläche einverleibt. Beispielsweise vermögen
Mangan und Mangan-Aluminium-Legierungen mit dem Silber silberreiche feste Lösungen
von hoher chemischer Widerstandsfähigkeit zu bilden. Durch diese dem Zementierverfahren
ähnliche Behandlung erübrigt sich die Herstellung der Legierungen durch Schmelzen
vor der Fertigstellung der Geräte oder Gegenstände. Man kann vielmehr die fertig
geformten und bearbeiteten Silbergegenstände, auch wenn sie schon gebraucht waren,
in der angegebenen Weise mit der schützenden Oberfläche versehen und ihnen dadurch
eine vorzügliche Korrosionsbeständigkeit geben, wie wenn die erwähnten Gegenstände
aus den. Silberlegierungen bestehen würden. Infolge der größeren Härte der festen
Lösungen wird zugleich auch die mechanische Widerstandsfähigkeit dieser Gegenstände,
falls diese aus reinem Silber bestanden, wesentlich verbessert.
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Das Verfahren kann z. B. in der Weise ausgeführt werden, daß man die
zu schützende Oberfläche des Gegenstandes in einer indifferenten Atmosphäre bei
Temperaturen oberhalb 6oo°, jedoch unterhalb des Schmelzpunktes des Silbers, mit
dem gewünschten Metall in Pulverform behandelt, welches mit dem Silber silberreiche
feste Lösungen bildet.
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Die hierbei von dem Silber aufgenommene
prozentuale
Menge des Zusatzmetalls ist je nach der Art des letzteren verschieden. Z. B. nimmt
Silber auf dem Diffusionsweg unter Bildung fester Lösung auf: bis zu 2o01, Mangan;
- - 2001" Aluminium, - - 10 01" Magnesium, - - 100/. Antimon,
- - 2011, Zinn, _ - 25 °1o Zink, - - 30010 Cadmium,. -- - 5 °/a Silicium,
- - 2001, Thallium.
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Alle diese Metalle erhöhen, wenn sie durch Diffusion in-die Oberfläche
eingeführt werden, die Korrosionsbeständigkeit der behandelten silbernen Gegenstände,
wobei z. B. Mangan, Aluminium, Antimon und Silicium eine besonders große Beständigkeit
gegen Säuren, wie Salzsäure, ergeben, während beispielsweise mit Thallium, Zink,
Zinn und Cadmium die Anlaufbeständigkeit besonders stark erhöht wird. Alle in Frage
kommenden Metalle können nicht nur einzeln, sondern auch zu mehreren dem Silber
einverleibt werden. Die Höchstmenge der Zusatzmetalle ist auch in diesem Falle durch
die jeweilige Grenze des Mischkristallgebietes gegeben.
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Diese Oberflächenveredelung ist nicht nur auf Gegenstände aus massivem
Silber beschränkt, sondern kann auch bei Versilberungen vorgenommen werden; in diesem
Falle wird zweckmäßig die auf das Kernmetall (z. B. Kupfer) aufgetragene Silberschicht
etwas dicker als üblich gehalten, da bei der zu dem Verfahren nötigen höheren Temperatur
auch eine Diffusion an, der Grenze zwischen Kernmetall und der Versilberung, also
eine Abnahme der Dicke der Silberschicht, eintritt; die durch das Verfahren gewonnene
Oberflächenlegierung auf Silber ist mit der Unterlage untrennbar verbunden. Die
glatte Bildung wertvoller korrosionsbeständiger :Wischkristalle durch Diffusion
bei dem vorliegenden Verfahren ist auf. Grund der bislierigen Erfahrungen nicht
ohne weiteres selbstverständlich. Es sind z. B. Fälle bekannt, in denen die durch
ein Diffusionsverfahren erzeugten Mischkristalle beim Abkühlen auf gewöhnliche Temperatur
wieder zerfallen. wie bei der Einsatzhärtung von Eisen, die infolge der sehr verschiedenen
Löslichkeit des Kohlenstoffs im Eisen bei der Diffusions-und Zimmertemperatur zu
heterogenen Erzeugnissen führt. Andere bekannte Diffusionsverfahren führen nicht
zur Mischkristallbildung, sondern zur Bildung von intermetallischen Verbindungen,
wie das Sltei-ardisieren von Eisen und Kupfer.
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Beispiel Der durch Abschmirgeln gut gereinigte silberne Gegenstand
wird in feines Pulver von Mangan oder einer durch Zusammenschmelzen bzw. aluminothermisch
hergestellten Mangan-Aluminium-Legierung, welche beispielsweise etwa 8o"01" Mangan
enthält, eingebettet, so daß er vollständig von dem Pulver umgeben ist. Der Gegenstand
wird längere Zeit auf Temperaturen zwischen 6oo und 96o° in einer indifferenten
Atmosphäre erhitzt. Die Dauer und Temperatur des Erhitzens ist von der gewünschten
Dicke der Diffusionsschicht abhängig; man-hat es also in der Hand, durch Veränderung_
dieser beiden Bedingungen die Oberflächenveredlung beliebig tief durchzuführen und
den Gehalt der Oberfläche an Mangan bzw. Mangan-Aluminiurh j e nach der verlangten
chemischen und mechanischen Widerstandsfähigkeit zu ändern. Sollen nur einzelne
Stellen der Oberfläche eines Silberstückes behandelt werden, etwa nur die Innenseite
eines Rohres, so braucht das Werkstück nur an dieser Stelle von dem Pulver umgeben
sein. Das fertige Werkstück kann durch Abschmirgeln oder mit dem Sandstrahlgebläse
gereinigt und wie Feinsilber poliert werden.