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Verfahren zur Herstellung metallischer bandförnüger Heizwiderstände
zur Beheizung von elektrischen öfen mit einer oxydierende Gase enthaltenden Ofenatmosphäre
Dien Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung metallischer
Heizwiderstände, #d#ie sich insbesondere zur Verwendung in solchen elektrischen
Ofen eignen, die oxydierende Gase enthalten. Der Z-weck der Erfindung bestelit darin,
die Heizkörper besonders widerstandsfähig gegen den Angriff der heißen oxydierenden
Gase zu machen.
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Dieser Zweck wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß ein Metallband
aus einer Legierung von etwa 8o% --Mckel und ,#-oo/o Chrom einer Dehnung über die
Streckenze hinaus um 2 bis 2501o seiner Länge unterworfen wird.
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Elektrische Heizkörper mit hoher Widerstandsfähigkeit eines metallischen
Heizleiters gegen den Angriff oxydierender Gase sind an sich bekannt. Die bekannten
Heizleiter sind jedoch -nicht wie beim Gegenstand der Erfindung nackt, sondern in
eine feuerfeste Schutzhülle eingebettet, die nach keramischen Methoden hergestellt
ist, insbesondere aus hochschmelzenden Metalloxyden besteht und nach dem Festwerden
durch Brennen gesintert wird. Das Brennen (Sintern) der Schutzhülle muß dabei im
Vakuum oder im Wasserstoffstrom vorgenommen werden, weil sonst während des Brennens
der bereits von der Schutzhülle umschlossene metallische Heizleiterverbr#(#rin#enwürde.
Dem- enüber bietet ein gemäß der Erfindung hergestellterHeizwiderstand den großen
Vorteil dar, daß er überhaupt keine Schutzhülle erfordert und infolgedessen viel
einfacher im Aufbau und billiger herzustellen ist. Außerdem läßt sich der gemäß
der Erfindung hergestellte Heizwiderstand nach der Dehnung über die Streckgrenze
hinaus, die ihm die hohe Widerstandsfäbigkeit gegeift den Angriff oxydierender
Ofengas,c
verleiht, leicht in jede beliebige Form bringen, wie. sie für den jeweiligen
Amvendungszweck gerade erwünscht ist. Dies ermöglicht gegebenenfalls eine Formgebung
erst beim Einbau in den Ofen an Ort und Stelle; bei Bedarf kann sogar der Heizwiderstand
beliebig oft in eine andere Form ge-
bracht, die Fornigebung also wiederholt
werden.
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In der Zeichnung ist in Fig. i in Parallelprojektion das Ende einer
Windung eines Heizbandes, das in bekannter Weise hergestellt und betriebsmäßig heißen
oxydierenden Gasen ausgesetzt wurde, dargestellt.
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Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung einen noch niclit zu einem
Heizkörpgr aufgewickelten Metallstreifen sowie eine Vorrichtung zur Behandlung desselben
gemäß den Anweisungen der Erfindung, während Fig. 3
an einem Ausführungsbeispiel
die Herstellung eines in die endgültige Form gebrachten Heizbandes zeigt, das vor
dem Aufwickeln dem Verfahren gemäß der Erfindung ausgesetzt wurde.
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Fi 'g* i veranschaulicht ein gemäß dem bisher üblichen Verfahren hergestelltes
bandförmiges Heizelenient, das, nachdem es in Hochkantstellung längere Zeit betriebsmäßig
der Ein-,virkung heißer oxydierender Gase ausgesetzt war, sowohl auf der Außenseite
und auf der Innenseite der Windungen als auch auf seiner oberen Kante durch Oxydierung
Beschädigungen 16 aufweist, die durch teihreises Abplatzen des Werkstoffes sowie
durch tiefes Eindringen der oxydierenden Bestandteile der heißen Gaseentstanden
sind. Eine nähere Prüfung solcher Heizelemente ergibt, daß dadurch die elektrischen
Ei g' enschaften derselben in hohem Maße beeinträchtigt werden.
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Die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann beispielsweise
so vor sich geben, daß ein Metallstreiten 17 (Fig. 2) von bestimmter Breite und
Dicke. vorgeformt wird, der im wesentlichen dieselben Ausmaße hat wie das, fertige
Heizelement. Um die bei der Bearbeitung des Streifens entstandenen Spannungen aufzuheben,
wird zweckmäßig der voxgeformte, Streifen bei einer nvischen 8oo und iioo'C liegenden
Temperatur in einer Schutzgasatmorsphäre, -eglüht. Der Streifen 17 kann dann, um
seine weitere Handhabung zu erleichtern, zunächst zu einer Rolle 18 aufgewickelt
werden.
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Nunmehr wird der geglühte Streifen einer Behandlung -unterworfen,
durch welche er'auf seiner ganzen Länge eine plastische Verformung erfährt. Versuche
haben gezeigt, daß es für den Erfindungszweck am günstigsten ist, wenn die plastische
Verfürmung (bleibende Dehnung) zwischen 2 und 250,lo der ursprünglichen Länge des
Streifens beträgt. Indem man den ganzen Metallstreifen einer plastischen Verfo-rmung
unterwirft, erreicht man, daß später, nachdem das Widerstandselement in seine endgültige
Form gebracht ist, jeder Teil desselben praktisch den gleig plastischer Verformung
aufchen Betrag weist. Die plastische Verformung läßt sich z.B. durch eine Kaltbearbeitung
erreichen, indem man entweder den Streifen unter Spannung um einen Stift herumzieht
oder ihn, wie in Fig,2 dargestellt, von der' Rollei8 abzieht und durch mehrere mit
parallelen Achsen leicht gegeneinander versetzte Rollen Ig, 20-, 21 herumführt.
Dieser Vorgang läßt sich zweckmäßig als eine plastische Verformung des Metallstreifens
bei einer Temperatur, die unter seiner Rekristallisationsteraperaturjiegt, bezeichnen.
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Es sei noch erwähnt, daß, wenn z.B. die Rolle 20 parallel zu ihrer
Achsenrichtung verstellbar angeordnet ist, man auf diese Weise den Betrag der plastischen
Verformung des Metallstreifens 17 je nach Bedarf ändern kann.
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Fig. 3 zeigt, wie man beispielsweise den plastisch verformten
Streifen in die Form bringen kann, die das Heizelement endgültig ein-nehmen soll.
Besteht die Legierung, aus welcher der Streifen hergestellt ist, zu etwa 8o#io aus
Nickel und etwa 2o% aus Chrom, so ist es zweckmäßig, diese endgültige Form-"ebung
01 des Widerstandselementes 14, die man beispielsweise durch Herumtvickeln um eine
Reihe Rollen io und 12 erzielen kann, bei Raumtemperatur vorzunehmen, weil dadurch
die durch die plastische Verformung ,gewonnenen Eigenschaften am besten erhalten
bleiben. Ist jedoch der Metallstreifen bei Raumtemperatur spröde, wie es z. B. bei
Chrom-Aluminium-Eisen-Leggierungen der Fall ist,' dann kann das Heizelement bei
einer etwas höheren, aber immer noch unter der Rekristallisationstemperatur liegenden
T einperatur in seine endgültige Form gebracht werden.
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Das, Maß der plastischen Verformungkann unter Umständen auch den vorstehend
als zweckmäßig bezeichneten Höchstivert von 250/0 übersteigen. Dies hängt
von dcr je-
weiligen Zusammensetzung der bitzebeständiuen Legierung ab. Die
äußerste Grenze für t' das Maß der plastischen Verfchrmung wird aber in jedem Falle
dadurch - ben sein, ,bege daß der Streifen beginnt rissig zu werden oder
daß er infolge der auf die plastische Verformung abzielenden Behandlung einen unzulässigen
Härtegrad annimmt.
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Statt bandförmiger Streifen können natürlich auch runde oder profilierte
Drähte
zur Herstellung von Heizwiderständen nach dem beschriebenen
Vefahren verwendet werden.