DE59232C

DE59232C - Process for annealing copper and copper alloys

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Publication number: DE59232C
Application number: DENDAT59232D
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Anticipated expiration: 1910-06-10

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

KLASSE -4O: Hüttenwesen.CLASS -4O: Metallurgy.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein neuartiges Verfahren zur Behandlung von Kupfer und dessen Legirungen beim Erhitzen und Ausglühen, um eine Oxydation und Desoxydation dieser Metalle zu verhindern. Bekanntlich oxydirt sich Kupfer sehr leicht, wenn es bei Gegenwart von freiem Sauerstoff bis zur Rothglüt erwärmt wird; es entsteht dabei auf der Oberfläche ein Ueberzug von Kupferhammerschlag (schwarzem Kupferoxyd), welcher wegen des directen Kupferverlustes bezw. wegen der Schwierigkeit und Kostspieligkeit seiner Entfernung sehr unerwünscht ist, wenn blankes Kupfer erzielt werden soll. So wird beispielsweise für Kupferdraht zur Bewickelung von Elektromagneten eine grofse Genauigkeit und Gleich mäfsigkeit im Durchmesser gefordert, welche selbst bis auf 0,01 mm und noch weiter geht. Wenn sich, nun einmal Oxyd gebildet hat, so bringt dessen Entfernung einen solchen ■ Unterschied im genauen Durchmesser des fertigen Drahtes mit sich, dafs er für den ange-^: gebenen Zweck vollständig unbrauchbar werden kann.The present invention relates to a novel method for treating copper and its alloys during heating and annealing in order to prevent oxidation and deoxidation of these metals. It is well known that copper is very easily oxidized when heated to a red glow in the presence of free oxygen; a coating of copper hammer blow (black copper oxide) arises on the surface, which because of the direct loss of copper or is very undesirable because of the difficulty and cost of its removal if bare copper is to be obtained. For example, for copper wire for winding electromagnets, great accuracy and uniformity in diameter are required, which even go down to 0.01 mm and even further. Can given purpose are completely ^useless: if, after all oxide has formed, its removal places such ■ difference in the exact diameter of the finished wire with him, that he for the reasonable.

Ein weiterer Vortheil. kann bei diesem Verfahren durch Verhinderung der Desoxydation bezw. Reduction des Kupfers entweder gleichzeitig oder ohne Rücksicht auf die Verhinderung der Oxydation erzielt werden, um dadurch das Brüchigwerden des Kupfers beim Erhitzen zu yermeiden, eine Eigenschaft, die, wenn sie sich einmal eingestellt hat, durch nachfolgendes Ausglühen nicht wieder beseitigt werden kann. Das Kupfer des Handels enthält nämlich selbst in· seinen reinsten Sorten mehr oder weniger Sauerstoff, der sich gewöhnlich mit Arsen oder Antimon gebunden vorfindet. Diese Sauerstoffverbindungen selbst scheinen zwar keine besonders nachtheilige Wirkung auf das Kupfer zu äufsern; wird ihnen aber der Sauerstoff entzogen, so bilden die jetzt frei gewordenen . Metalle (Arsen, Antimon) mit dem Kupfer eine Legirung, welche sich als äufserst brüchig erweist. Das technische Problem, welches gelöst werden soll, besteht also kurz zusammengefafst' in der Gewinnung von ausgeglühtem Kupfer bezw. dessen Legirungen, welches sowohl von jeder Oxydschicht frei ist, als auch nicht der Reduction unterlegen. hat.Another advantage. can use this procedure by preventing deoxidation respectively. Reduction of copper either at the same time or without regard to the prevention of oxidation can be achieved thereby to avoid the copper becoming brittle when heated, a property which, if once established, it cannot be removed again by subsequent annealing. Trade copper contains more or less even in its purest sorts Oxygen, which is usually found bound with arsenic or antimony. These oxygen compounds themselves do not seem to have a particularly detrimental effect on the copper to utter; but if the oxygen is withdrawn from them, those that have now become free form. Metals (arsenic, antimony) form an alloy with copper, which turns out to be extremely brittle. The technical problem that is to be solved is therefore briefly summarized ' in the extraction of annealed copper respectively. its alloys, which both from every oxide layer is free, as well as not inferior to the reduction. Has.

Im Nachstehenden ist das neue Verfahren unter Bezugnahme auf- die auf beiliegender Zeichnung im Längsschnitt dargestellte Vorrichtung näher beschrieben. A bezeichnet eine mit Kupfer α gefütterte Retorte, am besten aus feuerfestem Thon, die in einem mit Schornstein H versehenen Erhitzungsofen B untergebracht ist. Von der Retorte führt ein geschlossener Kanal D zu einem mit Wasser oder einer anderen Kühlflüssigkeit gefüllten Behälter C. Durch einen Deckel oder eine Thür ■ kann die Retorte A beschickt werden, während durch eine Oeffnung G eine Stange oder ein anderes, zur Behandlung des in der Retorte befindlichen Metalls geeignetes Werkzeug eingeführt werden kann. E ist ein Rohr, durch welches Dampf, Kohlensaure, Stickstoff, d. h. ein gasförmiger Körper, welcher das erhitzte Metall weder ■ oxydirt noch reducirt,The new method is described in more detail below with reference to the device shown in longitudinal section in the accompanying drawing. A denotes a retort lined with copper α , preferably made of refractory clay, which is housed in a heating furnace B provided with a chimney H. From the retort a closed channel D leading to a container filled with water or another cooling liquid container C. By means of a lid or a door ■ the retort A can be loaded, while a rod or another, for the treatment of in through an opening G Retort located metal suitable tool can be inserted. E is a pipe through which steam, carbonic acid, nitrogen, that is, a gaseous body which neither oxidizes nor reduces the heated metal,

eintreten kann. Nach vorliegender Erfindung soll nun die Bildung des Oxyds beim Ausglühen von Kupfer oder dessen Legirungen verhindert werden. Dies kann in der vorstehend beschriebenen Vorrichtung in folgender Weise erfolgen: Nachdem die Retorte A durch den Ofen B erhitzt worden ist, wird Wasserdampf aus einem Kessel oder ein anderes der genannten Gase bei E unter hinreichendem Druck eingelassen, um die Austreibung der in der Retorte A befindlichen Luft durch die Flüssigkeit hindurch zu bewerkstelligen, welche den Behälter C bis einige Centimeter oberhalb der Mündung des Kanals D anfüllt. Nachdem dann die Kupferstücke oder Kupfergegenstände, welche ausgeglüht werden sollen, durch die Thür F in die Retorte A gebracht worden sind, lä'fst man das Kupfer in der Retorte erhitzen und dabei beständig Dampf oder Gas bei E einströmen. Hat nun das Kupfer die erforderliche Temperatur, welche nicht über 700⁰C. steigen darf, erreicht, so wird ein Haken oder ein anderes geeignetes Werkzeug durch die Oeffnung G gesteckt und werden mittelst desselben die Kupfergegenstände in den Kanal D gezogen, durch welchen sie in die Flüssigkeit im Behälter C herabfallen. Ein mit Glimmer verschlossenes Schauloch kann an der Retorte A angebracht werden, um die Erwärmung des Kupfers und den Grad der Erhitzung beobachten zu können, ohne das Loch G länger als nofhwendig zu öffnen. Der Wasserverschlufs zwischen der Retorte A und dem Behälter C bildet ein einfaches und sehr wirksames Mittel, .um den gewünschten Luftabschlufs zu bewerkstelligen; man kann aber auch andere bekannte Wasserverschlüsse oder ■ Ventile an seine Stelle setzen oder auch eine andere Kühlflüssigkeit an Stelle des Wassers benutzen, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen. can occur. According to the present invention, the formation of the oxide during the annealing of copper or its alloys is to be prevented. This can be done in the device described above in the following way: After the retort A has been heated by the furnace B , steam from a boiler or another of the gases mentioned is let in at E under sufficient pressure to expel the retort A to accomplish existing air through the liquid, which fills the container C to a few centimeters above the mouth of the channel D. After the copper pieces or copper objects which are to be annealed have been brought into the retort A through door F , the copper is allowed to heat up in the retort and steam or gas is constantly flowing in at E. Now has the required temperature, which must not rise above 700 ⁰ C. is reached, the copper, so a hook or other suitable tool is inserted through the opening G and are by means of the copper objects in the channel D of the same drawn through which they in the liquid in container C will fall. A viewing hole closed with mica can be attached to the retort A in order to be able to observe the heating of the copper and the degree of heating without opening the hole G longer than necessary. The water seal between the retort A and the container C forms a simple and very effective means of achieving the desired air seal; however, other known water closures or valves can also be used in its place, or another cooling liquid can be used in place of the water, without deviating from the essence of the invention.

Eine Desoxydation oder Reduction des Kupfers in oben erläuterter Weise erfolgt bei einer Temperatur, welche höher ist als diejenige, bei welcher die Oxydation des Kupfers in der atmosphärischen Luft beginnt, und wird beim gewöhnlichen Ausglühen direct oder indirect durch reducirende Gase (die aus Kohle erzeugt werden) bewirkt. In einer gewöhnlichen Muffel kommen diese Gase mit dem Kupfer in directe Berührung und können dasselbe deshalb leicht reduciren und verderben. Auch wenn das Kupfer indirect erhitzt wird, indem man es in einem Topf oder einer Retorte einschliefst, so liegt doch immer noch die Möglichkeit vor, dafs reducirende Gase zum Kupfer gelangen und es für jeden praktischen Gebrauch verderben. Nach vorliegender Erfindung wird das Kupfer in derselben Retorte A erwärmt und diese mit einem Gase gefüllt, welches. Kupfer nicht desoxydiren oder reduciren kann, wie Kohlensäure, Stickstoff oder Wasserdampf. Das Kupfer kann dann, nachdem es entsprechend erwärmt worden ist, durch Kühlung der Retorte langsam abgekühlt werden, oder man kann es in Wasser fallen lassen; wo aber eine oberflächliche Oxydation des Kupfers nicht als nachtheilig angesehen wird, kann man das Kupfer auch einfach in der atmosphärischen Luft abkühlen.A deoxidation or reduction of the copper in the manner described above takes place at a temperature which is higher than that at which the oxidation of the copper begins in the atmospheric air, and in ordinary annealing is effected directly or indirectly by reducing gases (which are produced from coal ) causes. In an ordinary muffle these gases come into direct contact with the copper, and can therefore easily reduce and spoil it. Even if the copper is indirectly heated by keeping it in a pot or a retort, there is still the possibility that reducing gases may reach the copper and spoil it for any practical use. According to the present invention, the copper is heated in the same retort A and this is filled with a gas, which. Copper cannot deoxidize or reduce, like carbonic acid, nitrogen, or water vapor. The copper can then, after it has been appropriately heated, be slowly cooled by cooling the retort, or it can be dropped into water; but where a superficial oxidation of the copper is not regarded as disadvantageous, the copper can simply be cooled in the atmospheric air.

Claims

Patent claim:

Process for annealing copper or copper alloys, consisting in filling these metals in a closed retort, which is filled with neither oxidizing nor reducing gases (steam, nitrogen, carbonic acid), to the required temperature (approximately 700 ⁰ G.) heated and then cooled, which not only avoids any oxidation on the surface of the metal, but also removes it from deoxidation and the adverse effects caused by it.

1 sheet of drawings.