DE650114C

DE650114C - Tough-hard tungsten alloys for gold nib tips

Info

Publication number: DE650114C
Application number: DEH132183D
Authority: DE
Inventors: Dr Alfred Jedele
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1932-06-17
Filing date: 1932-06-17
Publication date: 1937-09-11

Description

Zähharte Wolfram-Legerungen für Goldfederspitzen Es ist bekannt, Legierungen für Goldfederspitzen herzustellen, die zu einem beträchtlichen Teil aus Wolfram und im übrigen aus Platinmetallen bestehen. Andererseits sind Platinmetallegier ungen bekannt, die bis zu i o o,lo Wolfram und einen geringen Nickelo. dgl. Zusatz ,aufweisen. Schließlich kennt die Technik Legierungen der Eisen-, Kupfer-oder Nickelmetalle mit einem geringen Zusatz an zwei Platinmetallen sowie Wolfram. Legierungen dieser Arten gibt ies in großer Anzahl. Sie sind hart und genügend säurefest, so daß sie sich weder rasch abschreiben noch von der Schreibtinte angegriffen werden. Bei der Bearbeitung :ergibt sich jedoch infolge der Sprödigkeit solcher Legierungen die Notwendigkeit, die Spitze mit einer sehr dünnen, schnell umlaufenden Kupferscheibe zu spalten, die mit Schmirgelbrei benetzt ist. Dies ist eine unbequeme Behandlungsweise, die man zu vermeiden strebt.Tough and hard tungsten alloys for gold nib tips It is known that alloys for gold nibs made of tungsten to a considerable extent and otherwise consist of platinum metals. On the other hand, are platinum metal alloys ungen known that up to i o o, lo tungsten and a low nickelo. like addition ,exhibit. Finally, technology knows alloys of iron, copper or nickel metals with a small addition of two platinum metals and tungsten. Alloys of these There are a large number of species. They are hard and sufficiently acid-resistant that they neither write off quickly nor be attacked by the writing ink. In the Machining: however, due to the brittleness of such alloys, the Need to tip with a very thin, fast rotating copper washer to split, which is wetted with emery pulp. This is an inconvenient treatment, which one strives to avoid.

Nun ist es gelungen, die Zusammensetzung der Legierungen der letztgenannten Art derart umzustimmen, daß sie . ebenso hart und säurebeständig bleiben wie die bekannten, dabei ,aber über eine ungewöhnliche Zähigkeit verfügen. Diese Zähigkeit ist so groß, daß Federn, deren Spitzen aus den neuen Legierungen bestehen, in einfacher Weise mit einem Messer oder einer Schere gespalten werden können.Now we have succeeded in the composition of the alloys of the latter Kind of to change my mind in such a way that they. remain just as hard and acid-resistant as that well-known, but have an unusual toughness. This tenacity is so large that springs, the tips of which are made of the new alloys, in a simple Way can be split with a knife or scissors.

Es wurde gefunden, daß die iusammensetzung der Legierungen, die sich in der neuen Weise verarbeiten lassen, ganz bestimmte Bedingungen erfüllen muß. Die Legierungen bestehen aus ietwa 65 bis 8o% Wolfram mit einem Gehalt von etwa 5 bis 2o% Eisen, Nickel oder Kobalt. Neu ist bei solchen Legierungen jedoch, daß ihr Anteil an Edelmetallen zum- größeren Teil aus Platin oder dem ebenfalls weichen Palladium besteht und zum kleineren Teil aus Osmium oder anderen harten Platinmetallen, wozu in diesem Zusammenhang in erster Linie Ruthen zählt, daneben auch Rhodium und Iridium. Empfehlenswert ist ein Gehalt von 8 bis 2o% Platin oder Palladium und von 2 bis io% Osmium, Ruthen oder Iridium. Bisher vermied man es, Federspitzenleglerungen die weichen Platinmetalle, Platin und Palladium, in größeren Mengen zuzusetzen, weil dadurch die Legierungen zu weich wurden. überraschenderweise hat sich jedoch herausgestellt, daß, wenn man Platin und in geringer Menge Osmium mit Wolfram als Hauptbestandteil unter Hinzufügung eines Metalls, wie Eisen, Nickel oder Kobalt, legiert, Stoffe entstehen, die in b:ezug auf Härte den Liegierungen mit einem hauptsächlichen Gehalt an den genannten harten Platinmetallen gleichkommen, die ,aber dabei eine unvergleichlich grä-:,, ßere Zähigkeit ,als jene besitzen, so daß sie' schneidbar werden.It has been found that the composition of the alloys that are processed in the new way, must meet very specific conditions. The alloys consist of about 65 to 80% tungsten with a content of about 5 to 20% iron, nickel or cobalt. What is new about such alloys, however, is that Their share of precious metals is largely made up of platinum or the equally soft Palladium consists and to a lesser extent of osmium or other hard platinum metals, which in this context primarily includes ruthenium, as well as rhodium and Iridium. A content of 8 to 20% platinum or palladium and of is recommended 2 to 10% osmium, ruthenium or iridium. So far, it has been avoided to use feather tips the soft platinum metals, platinum and palladium, to be added in larger quantities, because this made the alloys too soft. Surprisingly, however, it has found that if you consider platinum and a small amount of osmium with tungsten Main component with the addition of a metal such as iron, nickel or cobalt, Alloyed, substances are created that relate to the hardness of the alloys with correspond to a main content of the hard platinum metals mentioned, which, but at the same time an incomparably great -: ,, have greater toughness than those who so that they can be cut.

Als Beispiel für die Ermittlung der Zäh4 r keit diene der folgende Versuch: .'` Ein Korn von etwa i,3 1111n-e' wird zwi-4@ sehen zwei Stahlbacken geklemmt -und helastet. - Bei Erreichung eines bestimmten Druckes wird es zerspringen. Dieser Druck ist nur von der Zähigkeit, nicht von der Härte des Kornes abhängig; er beträgt bei spröden Legierungen nur wenige Kilo- ramm, bei zähen Legierungen 5o kg und ehr. Für .die handelsüblichen Legierun- n wurde unter den angegebenen Bedingun- ,.,.@@e-n. eine Bruchlast bei 1,3 mm -0" von 5 bis y.5-kg ermittelt. Für die Zusammensetzung und die Zähigkeit bzw. Druckfestigkeit der neuen Legierungen mögen die folgenden Beispiele dienen: . Bruchlast bei i>5' mm 0 x. 65 % W, =o % Ru, I5 % Pt' 100/0 Co 48,4 kg 2. 65°/o W, 1ö0/0 Os, I50/0 Pt, 10% Co 56,3 kg 3. 65 % W, 5 % Os, 2o °i o Pt, 1o °/o Co über 7 o kg 4. 8o0/" WI 8°i0 Pt# 20/0 Os= 1o0/0 Co 50,9 kg 5. 8o°/0 W, 8% Pt, 2% Ir, =0% Co 63,0 kg Die Beispiele zeigen, daß für die Erreichung der Zähigkeit die Anwesenheit -eines überwiegenden Gehaltes an Wolfram, ferner ein EdeImetallgehalt, der 25% überschreiten kann, jedoch zum größeren Teil aus weichen Platinmetallen besteht, sowie ein weiterer Unedelmetallgehalt von höchstens 2o% notwendig ist. Es .ergibt sich ferner, daß gerade ein Kobaltzusatz besonders ,günstig wirkt, was in deren Zusammenhang bekannt ist,- sowie daß innerhalb der günstigen Legierung mit Osmium als-Zusatz zu Platin Höchstwerte erzielt werden (Beispiel3). Platin mit einem Zusatz von Ruthenium oder Rhodium, die ähnlich harte Platinmetalle wie das Osmium sind, ergibt zwar Legierungen, die weniger zäh und auch weicher sind, jedoch trotzdem die Druckfestigkeit üblicher Legierungen wesentlich überschreiten.The following experiment serves as an example for determining the toughness: `` A grain of about i, 3 1111n-e '' is clamped and loaded between two steel jaws. - When a certain pressure is reached, it will burst. This pressure depends only on the toughness, not on the hardness of the grain; with brittle alloys it is only a few kilograms ram, for tough alloys 50 kg and honest For .the commercially available alloys n was under the specified conditions ,.,. @@ en. a breaking load at 1.3 mm -0 "from 5 to y.5-kg determined. The following examples may serve for the composition and the toughness or compressive strength of the new alloys: . Breaking load at i> 5 'mm 0 x. 65% W, = o% Ru, 15% Pt ' 100/0 Co 48.4 kg 2. 65 ° / o W, 10/0 Os, I50 / 0 Pt, 10% Co 56.3 kg 3. 65% W, 5% Os, 20% Pt, 10% Co over 70 kg 4. 8o0 / "WI 8 ° i0 Pt # 20/0 Os = 1o0 / 0 Co 50.9 kg 5. 80 ° / 0 W, 8% Pt, 2% Ir, = 0% Co 63.0 kg The examples show that to achieve the toughness, the presence of a predominant content of tungsten, furthermore a precious metal content which can exceed 25%, but mainly consists of soft platinum metals, and a further base metal content of at most 20% is necessary. It also shows that the addition of cobalt has a particularly favorable effect, which is known in this context, and that maximum values are achieved within the favorable alloy with osmium as an additive to platinum (Example 3). Platinum with the addition of ruthenium or rhodium, which are similarly hard platinum metals as osmium, results in alloys that are less tough and also softer, but nevertheless significantly exceed the compressive strength of conventional alloys.

Für bisher bekannte Legierungen vergaben sich nämlich die folgenden Werte: Bruchlast bei 1,3 mm 0 6. 7o0/0 W, 5% Os, 25% Co 23,7 kg 7. 65 % W, I5 % Os, 10 % Rh, 1o 0/ö Co 17,6 kg 8. 65°/o W, 15% Os, I00/0 Ru, 10°/o Co 5,8 kg 9. 65% W, =5°/o Os, xoo/o Ptr xoo% Co 29,3 kg Besonders der Vergleich des letzten Beispiels mit Beispiel 2 zeigt, daß bei im übrigen gleicher Zusammensetzung die Umkehrung des Anteils an weichen und harten Platinmetallen die Druckfestigkeit fast zu verdoppeln vermag.The following values were given for previously known alloys: Breaking load at 1.3 mm 0 6. 70/0 W, 5% Os, 25% Co 23.7 kg 7. 65% W, 15% Os, 10% Rh, 10 0/6 Co 17.6 kg 8. 65% W, 15% Os, 100/0 Ru, 10% Co 5.8 kg 9. 65% W, = 5% Os, xoo / o Ptr xoo% Co 29.3 kg A comparison of the last example with example 2 shows that, with the rest of the composition, the reversal of the proportion of soft and hard platinum metals can almost double the compressive strength.

Die Verwendung eines Köbältzusatzes zu den neuen Legierungen bietet bei der Verarbeitung den weiteren Vorteij, daß alle Legierungen gut aufschweißbär werden, während bekanntlich reines Wolfram sowie viele Legierungen von Wolfram, Molybdän und den Platinmetallen sich nicht zur unmittelbaren Aufschweißung auf Goldfederspitzen eignen.The use of a Köbält additive for the new alloys offers in processing the further advantage that all alloys can be welded on well while, as is well known, pure tungsten, as well as many alloys of tungsten, Molybdenum and the platinum metals are not suitable for direct welding onto gold nib tips suitable.

In den neuen Legierungen kann das stets mindestens zu 65% anwesende Wolfram bis zu 20% durch Molybdän oder Tantal ersetzt werden. An Stelle des Kobaltzusatzes kann Nickel oder Eisen treten, wenn auch mit etwas geringerer Wirkung.In the new alloys, this can always be at least 65% present Up to 20% of tungsten can be replaced by molybdenum or tantalum. Instead of the cobalt addition nickel or iron can occur, albeit with somewhat less effect.

Zur gleichmäßigen Erschmelzung läßt sich das bekannte Lichtbogenschmelzverfahnen verwenden,. aber auch andere Schmelzverfahren, wie z..B. der Hochfrequenzinduktionsofen, vorzugsweise mit Tiegeleinsatz.The well-known arc melting method can be used for uniform melting use,. but also other melting processes, such as. the high frequency induction furnace, preferably with a crucible insert.

Claims

PATCNTAN-sPRÜ-GHr,:. i. Tough and hard tungsten alloys for gold nib tips, characterized by a content of about 5 to 20% nickel, cobalt or iron, about 8 to 20% platinum or palladium and about 2 to 100% osmium, ruthepium or Iridium, remainder, namely about 65 to 80%, tungsten, with the proviso that the content on platinum or palladium must be greater than that on osmium, ruthenium or iridium. , 2. Alloys according to claim i, characterized in that the tungsten is up to 20% has been replaced by molybdenum or tantalum: 3. Process for manufacturing gold nib tips from the alloys according to claims i and 2, characterized by shear Cutting into the spring gap.