DE674552C

DE674552C - Verfahren zum Haerten von Kupfer und Kupferlegierungen

Info

Publication number: DE674552C
Application number: DEC52262D
Authority: DE
Inventors: Claude Horten Coleman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-12-08
Filing date: 1936-12-08
Publication date: 1939-04-15

Description

Verfahren zum Härten von Kupfer und Kupferlegierungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Härten von Kupfer und Kupferlegierungen.
Die bisher bekannten Härtungsverfahren bestehen im wesentlichen darin, daß Kupfer oder dessen Legierungen auf ziemlich hohe Temperaturen von etwa 5oo bis zooo° C erhitzt und sodann abgeschreckt werden. Zur weiteren Verbesserung derartiger Verfahren hat man weiterhin besondere Elemente, wie Beryllium, dem Kupfer zugesetzt, oder man hat die Werkstoffe als Ergänzungsbehandlung während des Härtungsverfahrens noch mechanisch bearbeitet, beispielsweise geknetet. Die Nachteile dieser bekannten Verfahren sind durch die zur Anwendung kommenden hohen Temperaturen gegeben, indem einmal besondere Glühöfen erforderlich sind und ferner die Gefahr des Zunderns besteht. Die Durchführung der bekannten Härtungsverfahren erfordert daher eine große Geschicklichkeit.
Die Erfindung hat ein völlig anders geartetes Verfahren zum Gegenstand und ist dadurch gekennzeichnet, daß Kupfer von handelsüblicher Reinheit (99,5°/o) und Kupferlegierungen zunächst bis. auf den Gefrierpunkt von Wasser oder darunter abgekühlt, dann durch Eintauchen in ein Flüssigkeitsbad beispielsweise aus Rindertalg von einer Temperatur von etwa 1z5° C schnell erwärmt, darauf für einen ebensolangen Zeitraum oder etwas länger (beispielsweise während 30 Sekunden) in ein siedendes Bad eines Reinigungsmittels (Seifenlauge) getaucht, getrocknet und dann auf Raumtemperatur (etwa 16 bis 28° C) abgekühlt werden, und daß diese Behandlung so oft wiederholt wird, bis die gewünschte Härte erzielt ist. Die Tauchzeit in heißen Talg beträgt durchschnittlich 2o Sekunden.
Im Verlauf der Wiederholungen der thermischen Behandlung wird das Metall auf eine Temperatur von - 249 C gebracht und darauf in eine heiße Rindertalglösung, deren Temperatur bis auf etwa z38° C gesteigert ist. Dieses zweite Tauchen in heißen Talg soll ebenfalls etwa 2o Sekunden dauern, und das Metall wird darauf für einen- Zeitraum von 30 Sekunden in kochende Seifenlauge getaucht, danach vollständig getrocknet und bei einer Temperatur von 16 bis 28° C gehalten, bis. die Behandlung fortgesetzt werden kann.
Mit jeder Wiederholung der drei Verfahrensstufen - Abkühlen, Eintauchen in heißen Talg. und Eintauchen in Seifenlauge - wird die Temperatur des Talges um etwa 5 bis 6'C erhöht. Die erste Erhöhung war von 116 auf z38° C, und danach folgt jedesmal eine Erhöhung von nur etwa 6° C, bis schließlich eine Temperatur von etwa 2o5° C erreicht ist. Bei dieser Temperatur wird das Verfahren so oft wiederholt, bis die größte Härte in dem Metall erreicht ist.
Um einen bestimmten Grad der Härte zu erzielen, werden die beschriebenen Verfahrensmaßnahmen alle vier Stunden, -und zwar während eines Zeitraumes von 2o bis 2i Tagen, wiederholt. Die Härtung des Metalls tritt schon vor Beendigung dieses Zeitraumes ein. Je nach dem angestrebten Härtungsgrad kann die Behandlung vorzeitig unterbrochen oder bis zu Ende dieses Zeitraumes oder noch darüber hinaus fortgesetzt werden, bis die Maximalhärte erzielt ist. Nach ausgeführten Versuchen ist eine loo°/oige Härtesteigerung zu erreichen.
. Wenn für die Tauchzeit des Metalls in die heiße Talglösung etwa 2o Sekunden angegeben ist, so kann diese Tauchzeit jedoch auch entsprechend der Menge oder der Stärke des zu härtenden Metalles geändert werden. Wird ein schmales oder dünnes Stück Kupfer oder Kupferlegierung gehärtet, so braucht die Tauchzeit nicht länger als 1o Sekunden zu betragen, wenn beispielsweise das Talgbad eine Temperatur von Tgg ° C hat, während ein dickeres oder schwereres Stück längere Zeit sowohl für die Abkühlbehandlung und auch für die Tauchung in den Talg erfordert.
Zur Erreichung der tiefen Ausgangstemperaturen können handelsübliche Kühlschränke oder sonstige bekannte Gefriereinrichtungen und Verfahren zur Anwendung gelangen.
Die heiße Seifenlösung reinigt die Metallporen von dem darin eingedrungenen Talg, so daß während der Abkühlung die Wärme des Metalles schneller zerstreut wird. Zusätzlich bewirkt das Eintauchen des Metalles in die heiße Seifenlauge eine allmähliche Temperaturverminderung, wobei auch wiederum das Metall in gleicher Weise wie im Talgbad außer Berührung mit der Luft gehalten und vor einer Oxydation bewahrt wird. Das Verfahren gemäß der Erfindung kann mit Mitteln durchgeführt werden, die jedem, auch dem kleinsten Betrieb zugängig sind. Der hohe Häitungserfolg wird erzielt, ohne daß teure und kompliziert zu überwachende Einrichtungen erforderlich sind und daß nicht andere Arbeitsgänge zur Erzielung der Härtungswirkung benötigt werden als das einfache Einlegen des zu härtenden Metalls in Bäder oder Kühlvorrichtungen und das Herausnehmen desselben nach einem bestimmten Zeitablauf. Damit ist ein die bisherigen Härtungsverfahren überragendes Verfahren entwickelt worden, das auch kostenmäßig erhebliche Vorteile bietet.
Ferner gewähren die angewandten Erwärmungsmittel einen vollständigen Schutz des zu härtenden Materials gegen Oxydation, der bei den bekannten Verfahren nicht ohne weiteres erzielbar ist und entweder umständliche Zusatzeinrichtungen oder eine mechanische Entfernung der verzunderten oder oxydierten Schicht erfordert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Härten von Kupfer von handelsüblicher Reinheit (g9,5 °/a) und von Kupferlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß das zu härtende Kupfer zunächst bis etwa .auf den Gefrierpunkt von Wasser oder darunter abgekühlt, dann durch Eintauchen in ein Flüssigkeitsbad beispielsweise aus Rindertalg von einer Temperatur von etwa 115' C schnell erwärmt, darauf für einen ebensolangen Zeitraum oder etwas länger (beispielsweise während 3o Sekunden) in ein siedendes Bad eines Reinigungsmittels (Seifenlauge) getaucht, getrocknet und dann auf Raumtemperatur (etwa 16 bis 28' C) abgekühlt wird, und daß diese Behandlung so oft wiederholt wird, bis die gewünschte Härte erzielt ist.
2. Verfahren nach Anspruch Z, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlaufe der Wiederholungen der thermischen Behandlungen die tiefste Temperatur bis auf etwa - 24' C erniedrigt und die Temperatur des Erhitzungsbades stufenweise bis auf etwa 2o5' C erhöht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stufenweise Erhöhung des Erhitzungsbades nach einer einmaligen stärkeren Erhöhung, beispielsweise um 2o' C, nur jedesmal etwa 5 bis 6° C beträgt.