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Einrichtung zur Kristallumbildung von fortlaufend bewegten Drähten,
Stäben, Bändern o. dgl. aus schwer schmelzbaren Metallen, Metallegierungen oder
Metallverbindungen Um Drähte aus schwer schmelzbaren Metallen, etwa Wolfram, schnell
auf eine bestimmte Temperatur, beispielsweise auf eine das Ziehen erleichternde
Rotgluttemperatur, zu bringen, bedient man sich vielfach rohrförmiger Heizkörper
aus Kohle oder auch schwer schmelzbarem Metall, durch die die zu erhitzenden Drähte
fortlaufend hindurchgeführt werden. Derartige Heizkörper bestehen dabei meist aus
einem über seine ganze Länge hinweg gleichmäßig gestalteten und demgemäß auch gleichmäßig
über seine ganze Länge hinweg erhitzten Hohlzylinder.
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Handelt es sich darum,. Drähte, Fäden, Bänder, Stäbe oder sonstige
Formkörper aus schwer schmelzbaren Metallen, Metallegierungen oder Metallverbindungen
langsam und gleichmäßig ansteigend auf hohe Temperatur zu bringen, um in Gegenwart
eines indifferenten Gases oder im Vakuum eine Umwandlung der kleinkristallinischen
Struktur des Ausgangskörpers in eine Einkristall-, Langkristall- oder Stapelkristallstruktur
zu erzwingen, so fanden bisher als Heizkörper meist konisch gewickelte Wolframdrahtwendeln
Anwendung, durch deren Innenraum das zu behandelnde Werkstück, etwa ein Wolframdraht,
hindurchgeführt wurde. Derartige Drahtwendeln geben oft zu nicht genügend befriedigenden
Ergebnissen Anlaß, und zwar einesteils deswegen, weil sie bei Erhitzung auf hohe
Weißglut leicht durchsacken oder durchbrennen, und andernteils deswegen, weil zufolge
der zwischen den Drahtwindungen vorhantdenen Zwischenräume und des sich von Anfang
bis Ende der Drahtwendel in der Weite verändernden Durchführungskanals keine genügend
gleichmäßige Erhitzung des durchgeführten Drahtes o. dgl. erhalten wird.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile durch Verwendung eines aus
Wolframmetallpulver durch Pressen und Sintern hergestellten Heizrohres mit gleichachsig
zur Mantelfläche liegendem zylindrischem oder prismatischem Durchführungskanal,
das über seine Länge hinweg und auch seinen Umfang einen gleichmäßig oder- stufenförmig
abfallenden Ouerschnitt aufweist.
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Die angegebene Verjüngung des mittels hindurchgeleiteten elektrischen
Stromes erhitzten Wolframheizrohres hat zur Wirkung, daß das Heizrohr über seine
Länge hinweg eine ansteigendeTemperatur annimmt, die zufolge der vollen Wandung
auch sicherer als bei einer Drahtwendel auf gleicher Höhe gehalten
wird.
Die Gestalt des Durchführungskanals bewirkt andernteils, daß der hindurchgeführte
Draht o. dgl. allstellig mit gleichem Abstand angestrahlt und damit äußerst gleichmäßig
erhitzt wird. Der Heizkörper besitzt ferner zufolge seiner verhältnismäßig großen
Masse eine beträchtliche Stabilität und Wärmekapazität.
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Es sind zwar auch schon elektrische Heizvorrichtungen zum Trocknen
und Calcinieren bekennt, bei denen eine aus feuerfestem Baustoff bestehende Muffel
an zwei Längsseiten mit je einer keilförmig verlaufenden Widerstandsmasse bekleidet
ist. Derartige Heizvorrichtungen ermöglichen zwar auch einen Temperaturanstieg,
jedoch sind sie zur Kristallumbildung von Werkstücken aus schwer schmelzbaren Metallen
nicht geeignet, da sie nicht auf die notwendigen hohen Temperaturen von etwa 2ooo
bis 3000° C gebracht werden können und da zudem die Werkstücke hierbei in jeder
Querschnittsebene nicht genügend gleichmäßig angestrahlt werden. Gerade die vollkommen
gleichmäßige Anstrahlung der Werkstücke in jeder Querschnittsebene ist aber neben
einer leichten Temperaturregelung und ausreichender gleichmäßiger Temperaturhöhe
ein Haupterfordernis, wenn ein schädliches Vorwachsen einzelner Kristallite vermieden
werden soll.
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Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele eines für die Kristallumbildung
von fortlaufend bewegten Werkstücken aus hochschmelzendem Metall geeigneten rohrförmigen
Heizkörpers in den Abb. i und 2 im Längsschnitt dargestellt.
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Der Heizkörper nach Abb. i besteht aus einem- sich vom linken nach
dem rechten Ende gleichmäßig verjüngenden konischen Rohr i aus gesintertem Wolframpulver,
durch dessen zylindrischen oder prismatischenLängskanal2 ein Draht 3 aus hochschmelzendem
Metall, insbesondere Wolfram, hindurchgeführt ist. Der rechte Endteil des durch
Stromdurchfluß erhitzten Heizkörpers weist eine zylindrische oder prismatische Verdickung
.4 auf, die die Halterung des Heizkörpers ermöglicht, ohne daß der Temperaturanstieg
vom linken stärkeren Ende bis zu dem dem Teil. benachbarten schwächsten Rohrteil
5 sowie auch die besonders große Erhitzung des letzteren beeinträchtigt wird.
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je nach der Länge des Rohres und den gewählten OOuerschnittsverhältnissen
kann der hindurchgeführte Draht o. dgl. mit verschieden großem Temperaturanstieg
erhitzt werden. So kann beispielsweise ein hindurchgeführter Wolfrarndraht oder
Wofframsinterstab leicht innerhalb des Rohres i von 8oo° C bis auf etwa 3000° C
erhitzt werden.
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Der in Abb. 2 dargestellte Heizkörper besteht ebenfalls aus einem
stromdurchflossenen und aus gesintertem Wolframpulver hergestellten Rohr i, das
j edoch über seine Länge hinweg stufenförmig von links nach rechts verjüngt ist.
Auch dieses Rohr besitzt einen zylindrischen oder prismatischen Längskanal2 und
einen verdickten, zur Halterung des Rohres dienenden Endteil., neben dem sich der
dünnste und bei der Erhitzung des Rohres am heißesten werdende Teil 5 befindet.
In diesem Falle ist angenommen, daß durch den Längskanal 2 - Sinterstäbe 6 aus Wolfram
oder anderem hochschmelzenden Metall von Hand oder auch mechanisch hindurchgeschoben
werden, um eine gleichmäßig ansteigende Hochsinterung der Stäbe zu erzielen. Hierdurch
läßt sich vielfach eine besonders gute Struktur von Sinterstäben und des aus diesen
nachträglich erzeugten Drahtes erzielen. Gegebenenfalls können die im Heizrohr zu
behandelnden Stäbe auch, wie dies bei Öfen an sich bekannt ist, auf einem durch
das Heizrohr hindurchbewegten Band, einer Kette o. dgl. gelagert werden.
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Auch andere Formkörper aus hochschmelzenden Metallen oder auch hochschmelzenden
Metallegierungen oder -verbindungen können mittels der neuen Einrichtung gle.ichniäßig
ansteigend so hoch erhitzt werden, daß eine Kristallumbildung stattfindet. Drahtwendeln
aus Wolfram, wie sie vornehmlich zur Herstellung elektrischer Leuchtkörper benutzt
werden, können zur Herstellung einer Stapelkristallstruktur beispielsweise in kleine
Schiffchen aus Wolframblech eingelegt werden, die in beliebiger Weise durch das
Heizrohr hindurchbewegt werden können.