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Verwendung palladiumhaltiger Legierungen Die Erfindung bezieht sich
auf die Verwendung von Legierungen für Formteile für die Kunstseidenindustrie.
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Legierungen dieser Art müssen sowohl besonders hohen chemischen als
auch mechanischen Beanspruchungen gewachsen sein.
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Für die Kunstseidenindustrie sind bereits Düsen aus den verschiedensten
Werkstoffen vorgeschlagen worden. Hiervon haben sich in der Hauptsache nur solche
aus Metallen bewährt. Bei dem sog. Viscoseverfahren finden beispielsweise nur Düsen
aus Edelmetall Verwendung. Unedelmetalle haben sich hier als sehr wenig geeignet
erwiesen, weil sie einmal nicht in allen Fällen beständig sind und auch weil die
Formgebung bei solchen Düsen, z. B. aus Tantal, Vanadinstählen u. dgl., wegen der
großen Härte sehr schwierig ist. Für andere Kunstseideherstellungsverfahren sind
zwar auch Unedelmetalle bzw. Legierungen zur Verwendung gelangt, diese gestatten
jedoch nicht eine an sich erwünschte Verwendung starker Säuren für den Reinigungsprozeß.
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Es wurde nun gefunden, daß man die bisher fast ausschließlich verwendeten
Edelmetalle weitgehend ersetzen bzw. unter Verzicht auf die Edelmetalle bisher gebräuchlicher
Art einen vorzüglichen Werkstoff für Formteile zur Kunstseideherstellung erhält,
wenn man Legierungen verwendet, die 2o bis 6o °/'o Palladium, Rest Silber und Kupfer
enthalten, jedoch mit der Maßgabe, daß Kupfer in keinem Fall den Hauptbestandteil
bildet. In untergeordneten Mengen, und zwar bis zu 10% der Gesamtlegierung, können
diese Legierungen auch noch Metalle, wie Nickel, Kobalt, Mangan, einzeln oder zu
mehreren enthalten. Legierungen aus Palladium und Silber sind an sich bekannt. Man
hat solche Legierungen z. B. bereits für Kontakte, Funkenspitzen u. dgl. verwendet,
da sie sich hierbei vor allem beständig gegen die Gefahr eines Anfressens erwiesen
haben.
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Es hat sich gezeigt, daß bei Palladium-Silber-Legierungen, deren Silbergehalt
in mehr oder minder großem Maße durch Kupfer ersetzt ist, ein hoher Grad von mechanischer-
Beständigkeit gegenüber chemischen Einflüssen erzielt wird. Beispielsweise zeigen
sich Legierungen mit einem Palladiumgehalt von nur 45"[, und einem Kupfergehalt
bis zu etwa 1.5 0/0, z. B.- 3 bis 9 0f0, neben Silber, auch gegen heiße konzentrierte
Schwefelsäure beständig. Legierungen, welche mehr als 50°10 Palladium und im übrigen
Kupfer enthalten, sind gegen den Angriff von Schwefel und Schwefelverbindungen sowie
gegen die anderen im Spinn- und Reinigungsprozeß des sog. Viscoseverfahrens verwendeten
Agenzien beständig.
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Kupfer kann in allen Fällen bis zu 5)/o durch Aluminium ersetzt werden,
ohne daß dadurch die Beständigkeit der genannten Palladium-Silber-Kupfer-Legierungen
bzw. Palladium-Kupfer-Legierungen vermindert wird. Der Gehalt an Kupfer wirkt sich
bei Paladium-Silber-Kupfer-Legierungen am vorteilhaftesten hinsichtlich einer Erhöhung
der mechanischen Beständigkeit aus, welche noch die .Wertsteigerung durch Erhöhung
der Beständigkeit gegen chemische Einflüsse übertrifft. Die Naturhärte der Palladium-Silber-Legierungen
steigt durch- den Kupferzusatz beispielsweise in der durch' die- nachstehenden Zahlen
dargelegten Weise an.
Härte der Silber-Palladium-Legierunget 55
bis 68 Einheiten.
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Härte der Silber-Palladium-Kupfer-Legie rungen:
| Kupfergehalt Einheiten |
| 3 0%0 7 5 bis 89 |
| 60(o 95 - 110 |
| IoI - I15 |
| 12'j0 117 - I33 |
| ,5 '1, 0 120 - 1.1.0 |
| 1801p 12 0 - 1..10 |
Bei Gehalten von etwa 5 5',.`o Palladium abwärts treten außerdem Vergütungserscheinungen
auf. Die durch den Vergütungsprozeß erzielbare Härtezunahme steigt durchweg mit
dem Kupfergehalt an und erreicht bei etwa 20°;ö Kupfer ein Maximum. Es treten Härtesteigerungen
von 12o bis 31o Brinelleinheiten auf. Hierfür seien die nachstehenden Beispiele
gegeben: Die aufgeführten Legierungen wurden einer Glühbehandlung bei Temperaturen
oberhalb 85o° unterworfen, hierauf abgeschreckt und einer etwa 30minütigen Wärmebehandlung
bei Temperaturen zwischen etwa 450 bis 55o° ausgesetzt:
| Härtesteigerung (Brinelleh.) Anl. |
| Legierung |
| von auf Temperatur |
| 4o Teile Pd -f- 3 Teile Cu - - - |
| 6o - Ag |
| -F 6 - - 94,5 I35,1 5500 C |
| 9 - - 101,3 I93#2 470' C |
| +12 - - 111,4 244,8 450° C |
| 45 Teile Pd -f- 3 Teile Cu - - - |
| 55 - Ag |
| 6 |
| 4- 9 - _ 103,6 I42,6 500° C |
| -E- 12 - - I21,5 224,8 470° C |
| 5o Teile Pd -(- 3 Teile Cu -- - - |
| 50 - Ag |
| 6 |
| + 9 - - I07,0 1232 450° C |
| -@- I2 - - I20,1 159,0 500° C |
| I |
| 55 Teile Pd + 3 Teile Cu - - - |
| 45 - Ag |
| 6 |
| .+ ,g - - 105,0 1I9,3 450° C |
| I2 - - I20,1 j I35,1 450° C |
| I |
| 6o Teile Pd -f- 3 Teile Cu - - - |
| 40 - Ag |
| 6 |
| 9 - - 102,4 115,7 450° C |
| -E- 12 - - ' 117,0 I350 4700 C |
| 42 Teile Pd + 18 Teile Cu 130 310 490° C |
| 40 - Ag |
Da diese Legierungen trotz dieser ganz außerordentlichen Härtezunahme ihre vorzügliche
Zähigkeit bewahren, eignen sie sich ganz besonders für die Verwendung zu Zwekken,
wie der Spinnprozeß mit seinen hohen Spinndrucken erfordert, d. h. für besonders
hohe mechanische Beanspruchungen. Formteile aus solchen Legierungen, z. B. Düsen,
haben naturgemäß eine sehr große Lebensdauer, da sie sich im Betrieb viel weniger
leicht verkratzen und verbeulen und demgemäß auch die Gefahr für eine Beschädigung
der feinen Bohrungen praktisch fast ausgeschlossen ist. Ein besonderer Vorzug dieser
vergütbaren Legierungen zeigt sich auch noch bei der Herstellung von Formteilen.
Düsen
können in weichem, d. h. abgeschrecktem Zustande fertiggestellt, d. h. mit den feinen
Bohrungen versehen werden, während ihre endgültige Härte ihnen alsdann durch den
anschließenden Vergütungsprozeß verliehen wird.
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Zur Erhöhung der Naturhärte kann man. schließlich sowohl Legierungen
des Palladiums mit Silber sowie des Palladiums mit Kupfer und/oder Aluminium noch
ein oder mehrere andere Metalle, wie Nickel, Kobalt, Mangan u. dgl., in Mengen bis
zu etwa io°% zulegieren, wodurch zwar in geringem Umfange Sprödigkeit veranlaßt,
jedoch die Beständigkeit gegen Angriff durch chemische Agenzien nicht oder nur unmerklich
gemindert wird.
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Es ist zwar bekannt, daß gewisse Legierungen, welche aus Palladium,
Kupfer und Silber' bestehen, sich durch eine besondere Zerreißfestigkeit sowie Beständigkeit
gegen oxydierende Einflüsse auszeichnen, wie sie beispielsweise bei Kontakten u.
dgl,, gegeben sind. Es war jedoch nicht anzunehmen, daß Legierungen der vorstehend
beschriebenen Art die für die bekannten Legierungen des Palladiums mit Silber und
Kupfer ermittelten Vergütungswerte um ein Vielfaches übersteigen und durch ihre
Beständigkeit gegen außergewöhnliche hohe Beanspruchungen durch chemischen Angriff
ihnen ein Anwendungsgebiet erschließen würde, welches bisher nur verhältnismäßig
viel teureren Edelmetallen, wie Platin und/oder Gold vorbehalten war. Durch die
wesentlich größere Wohlfeilheit infolge des geringeren spezifischen Gewichtes des
Palladiums,. welches bisher nur verhältnismäßig geringe Anwendung gefunden hat,
gestattet die Anwendung der beschriebenen Legierungen, insbesondere für Spinndüsen,
eine wesentliche Minderung -der: für einen Spinnereibetrieb festzulegenden Werte.