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Verfahren zur Wärmebehandlung von Goldlegierungen Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Goldlegierungen, wie z. B. Legierungen
des Goldes mit Kupfer, Nickel u. d'-I., welches ermöglicht, diese Legierungen oder
die daraus hergestellteii Gegenstände auf gewünschte hohe Härte-,grade einzustellen.
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DieErfindung beruht auf der Erkenntnis, daßi man die durch Erhitzen
auf bestimmte Temt)f-raturgrade und darauffolgends Abschrekken erweichten Goldlegierungen
durch eine nachfolgende kurze Behandlung bei geeigneten Wärmegraden wieder verfestigen
und dabei unter Vermeidung von Sprödigkeit auf hohe Härtegrade einstellen kann.
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Durch die Arbeiten von J o h a n s s o n und L i n d e in den Annalen
der Physik 1925 und hurnakow, Cemczuzny und Cas e d a t e 1 e v im Journal of the
Institute of metals wurde bisher der Standpunkt vertreten, daß Legierungen des Goldes
mit Kupfer, die sich durch eine besondere Härte auszeichnen sollen, den Verbindungen
des Goldes mit Kupfer entsprechen bzw. in der Nähe dieser Verbindungen liegen müssen
und daher zur Herstellung harter Legierungen eine möglichst vollkommene Umwandlung
der betreffenden Svsteme erforderlich ist.
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Zur Erzielung höherer Härtegerade wird deshalb von diesen Autoren
vorgeschlagen, die durch Erhitzen unterhalb der Soliduskurve und anschließendes
Abschrecken erweichten Legierungen bis zum Eintreten einer möglichst weitgehenden
Umwandlung in die gewünschten Goldkupferverbindungen auf geeigneten höheren Temperaturen
zu halten. Die hierfür erforderlichen Zeiten bewegen sich zwischen 2 bis rd. Tagen,
nach zahlreichen Beispielen in der Hauptsache zwischen 3 und ro Tagen. Die damit
erzielte Uinwandlungshärte, die als Naturhärte zu bezeichnen ist, paart sich jedoch
mit einer teilweise so hohen Sprödigkeit, daß die erhaltenen Legierungen kaum oder
nicht bearbeitbar sind und in einzelnen Fällen beispielsweise daraus hergestellte
Drähte infolge von. Crackungen, die durch Transformationsprozesse bedingt sind,
auseinanderfallen.
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Es wurde nun gefunden, daß man die mit diesen bekannten Vorschriften
verbundene erhebliche Beeinträchtigung der erhaltenen Legierung insbesondere hinsichtlich
der Bearbeitbarkeit durch auftretende Sprödigkeit vermeiden und Unsicherheiten hinsichtlich
der Eigenschaften der Endprodukte vollkomnien ausschließen kann, wenn man nicht
durch tagelanges Erhalten der vorher erweichten Legierungen auf erhöhten Temperaturen
auf weitgehende oder vollkommene Umwandlung hinarbeitet, sondern die Wärmebehandlung
bereits nach ganz kurzer Zeit, z. B. nach i Stunde oder noch früher unterbricht.
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Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß durch eine derartig frühzeitige
Unter-
Brechung der Umwandlungs- oder Ausscheidungsbehandlung innerhalb
der Legierung ein Zwischenzustand erhalten wird, bei dem die Legierungen eine weit
über die bisher erreichbare Naturhärte hinaus gesteigerte Vergütungshärte aufweisen
und von der bisher unvermeidlichen und mit zunehmender Härte sich noch steigernden
Sprödigkeit frei sind.
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In Ausübung der Erfindung wird derart verfahren, daß man die zu vergütende,
gegebenenfalls durch Schmieden, Pressen, Walzen o. dgl. verarbeitete Legierung bei
Temperaturen, welche zweckmäßig unweit unter den Temperaturen der beginnenden Schmelzung
liegen, glüht und sie sodann, z. B. in Wasser, abschreckt. Die Temperaturhöhe ist
so zu regeln, daß sie zweckmäßig nicht mehr als ioo bis i5o° unterhalb der Temperatur
der Soliduskurve liegt. Der Schmelzpunkt einer Goldkupferlegierung mit Soll, Gold
und =o % Kupfer liegt etwa bei 883 °C. Man wird diese Legierung, um sie weichzuglühen,
auf etwa 8oo bis 83o° C erhitzen. Im allgemeinen liegen die für die Vorerhitzung
in Betracht kommenden Temperaturen zwischen 6oo und Soo°.. Die Dauer dieser Erhitzung
ist abhängig von der Zusammensetzung der Legierung und den sonstigen Umständen und
kann z. B. i Stunde betragen. Durch Abschrecken der erhitzten Legierung wird eine
Weichheit erzielt, welche die Weiterbehandlung, insbesondere in solchen Fällen,
in denen es sich um eine plastische Deformation, z. B. Kaltrecken, handelt, außerordentlich
erleichtert. Durch mechanische Weiterbehandlung eingetretene Härtesteigerungen werden
durch Zwischenglühen bei Temperaturen, die wenig unterhalb der beginnenden Schmelzung
liegen, in bekannter Weise aufgehoben. Um das Material weichzuhalten, muß es nach
dem Zwischenglühen abgeschreckt werden.
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Die zur Erzielung der erstrebten Vergütungshärte erforderliche kurze
Erwärmungsbehandlung der erweichten Legierung wird bei niederen Temperaturen, die
etwa zwischen Zoo bis 55o° C liegen, vorgenommen. Es genügen im allgemeinen Erwärmungszeiten,
die i Stunde nicht übersteigen und gegebenenfalls .erheblich kürzere, z. B. 1/2
Stunde und weniger.
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Zur Verdeutlichung der tiefgreifenden Änderung, welche die Legierungen
durch die finit einer nur sehr kurzen Wärmebehandlung hervorgerufenen Unterbrechung
der Umwandlung oder Ausscheidung innerhalb der Legierungen erfahren, sind nachstehend
zwei Beispiele angegeben.
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i. Eine Legierung, bestehend aus 76o-Teilen Gold und 2¢o Teilen Kupfer,
zeigte nach Erhitzen auf 85o° und Abschrecken eine Härte von 1521eg/mm=. Durch einstündiges
Erhitzen auf 45o bis q.80° C wurde eine Verfestigung bis auf 194 kg/mm= erzielt.
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2. Eine Legierung von goo Teilen Gold und ioo Teilen Nickel zeigte
nach Erhitzen auf 85o° C und Abschrecken eine Härte von 174 kg/mm2. Nach einstündigem
Erhitzen auf 45o bis 48o° C wurde eine Härte von 194 kgimm2 erzielt. ' Die Erfindung
ist nicht auf binäre Goldlegierungen beschränkt, die Effekte treten auch bei Legierungen
von mehr als zwei Komponenten in Erscheinung.
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Das Verfahren nach der Erfindung bietet den Vorteil, daß auf einfachstem
Wege erweichte, ursprünglich feste und spröde Goldlegierungen sich unter Ersparnis
von Kraft und Schonung der der Bearbeitung dienenden Werkzeuge und Geräte weiterverarbeiten
lassen und nach gegenüber bisher bekannten Verfahren - wesentlich verkürzte Wärmebehandlung
ergeben, die sich neben ihrer bedeutsamen Härte besonders dadurch auszeichnen, daß
sie frei von Sprödigkeit sind.