DE744579C

DE744579C - Anwendung des Sinterns bei Heizleiterwerkstoffen

Info

Publication number: DE744579C
Application number: DEV36471D
Authority: DE
Inventors: Dr Herbert Schulze
Original assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Current assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Priority date: 1940-02-07
Filing date: 1940-02-07
Publication date: 1944-02-22

Description

Anwendung des Sinterns bei Heizleiterwerkstoffen Chromnickel- und Chromrnickeleisenlegierungen, die neben 5 bis 45 % Chrom, 2o bis 8o % Nickel, 2 bis 65 %o Eisen und gegebenenfalls o,r bis ro % Aluminium, Mangan, Silicium, Kobalt, Molybdän und Wolfram, einzeln oder mehrere zusammen, auch noch Zusätze von o,i bis 5 % Zirkon, o,or bis 2 % Calcium, Barium, Strontium, Magnesium und Beryllium, o,o2 bis I,2 °%o seltene Erden, o,or bis 5 %o Uran, o,oz bis 5 % Thorium, einzeln oder mehrere zusammen, enthalten, werden seit langem als Heizleiterwerkstoffe bei Öfen und Apparaturen mit elektrischer Widerst andsbeheizung verwendet. Mit den Zusätzen wird eine möglichst große Lebensdauer und eine Verwendbarkeit bei möglichst hohen Temperaturen angestrebt. Es ist ferner bekannt, daß die oben angegebenen Zusätze nicht leicht als Metall in die Legierungen einzubringen sind, weil sie eine große Affinität zu Sauerstoff besitzen und daher wegen Abbrandes nur mit größten Vorsichtsmaßnahmen ein bestimmter Gehalt der Legierung an diesen Zusätzen eingehalten werden kann. Praktische Erfahrungen haben gezeigt, daß der Gehalt an Metalloxyden dieser Zusätze in den Legierungen, wenn er eine bestimmte Grenze überschreitet, die Verarbeitung der Legierungen zu Draht oder Band überaus erschwert. Der erwähnte erhebliche Abbrand, der bei allen Zusätzen zwischen 5o und 9o °%o liegt, führt in Anbetracht der teuren Metalle zu erheblichen Verlusten.
Es ist ferner bekannt, daß solche Chromnickellegierungen, die bisher auf dem Schmeizwege aus wasserstoffhaltigem Ausgangsmaterial, wie beispielsweise Elektrolytnickel, hergestellt werden, spröde sind und dadKirch für eine Warm- und Kaltverarbeitung unbrauchbar wenden, Aus diesem Grunde und der Tatsache des großen Abbrandes war von vornherein die Beschreitung des bekannlteti Sinterweges fir die Herstellung dieser Art von Heizleiterwerkstofen nicht gegeben. Infolgedessen sind daher keine Vorschläge und infolgedessen auch keine Erfahrungen mit demn Beschreiten dieses Weges gemacht worden, weil das berechtigte Vorurteil bestand, daß mit Beschreiten dieses Weges eine Verbesserung der Lebensdatter und Hitzebe ständigkeit der Chromnickel- und Chromnickeleisenlegierungen mit den genannten Zusätzen nicht erreichbar erschien.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß der bei Beschreiten ldes Sinterweges zu erwartende Nachteil der Wasserstoffatmosphäre auf die Sprödigkeit der Legierung und des Sauerstoffes auf die Zusätze nicht eintritt. Im Gegenteil können die auf dem e i Sinterweg hergestellten Legierungen der eingangs gekennzeichneten Art bei 3o % Querschnittsverminderung geschmiedet, bei 4o % Querschnittsverminderung warmgewalzt und bei 5o% Querschnittsverminderung nach Zwischenglühung kaltgewalzt werden, so daß also die Herstellung eines Heizleitergrades von o, 4mm Durchmesser durch Schmieden, Auswalzen und Zielhen des in an sich bekannter Weise unter Hochvakuum oder sehr reinem Wassenstoff hergestellten Sinterkörpers überraschenderweise gelingt.
Vergleichsversuche mit den nach der Erfindung auf dem Sinterwbg hergestellten Heizleiterdrähten und den eingangs gekennzeichneten Zusammensetzungen haben ergeben, daß beispielsweise die Lebensdauer von 28oo Wechsel bei Herstellung auf denn Schmelzweg auf 5I00 Wechsel bei einer Legierung von 2o o% Chrom, 8o %1, Nickel und o,o6 % Ca ansteigt. Ebenso steigt die Lebensdauer bei einer Legierung miü 2o %o Chrom, 29% 2Nickel und 5I%G Eisen bei Zusatz von 0,2 %o Thorium von I7 oo Wechsel beim Erschmelzen der Legierung auf 247o Wechsel beim Beschreiten des Sinterweges an. Die Herstellung der Legierung erfolgt in an sich bekannter Weise durch inniges Mischen der ptulverfÖrnmigen Legierungskomponenten, wobei die Zusätze auch auf chemischem Weg, also in Form von chemischen Verbindungen, beispielsweise das Calcium als Calciumhydrid, Calciumoxalat und Calciumacetat, zugegeben werden können. Die bei den obengenannten Vergleichsversuchen hergestellten Sinterkörper wurden bei einem Preßdruck Von 8 t/cm2 gepreßt und 6 Stunden bei z 300° C in gereinigter Wasserstoffatmosphäre oder Hochvakuum gesintert. Diese derart hergestellten Sinterkörper ließen sich bei Iooo° C einwandfrei schmieden, auswalzen und zu Draht von o,4 mm Durchmesser ziehen, der dann der bekannten Lebensdauerprüfung bei Io5o° C unterzogen wurde, wobei sich die oben angegebene Erhöhung der Anzahl Wechsel überraschenderweise ergab.

Claims

PATENTANSPRUCH: Die Anwendung des Sinterns der pulverförmigen Legierungsbestandteile auf Chrom-Nickel- und Chrom-Nickel-Eisen-Legierurrgen, die neben 5 bis 45 % Chrom, 2o bis 8o % Nicket, z bis 65 % Eisen und gegebenenfalls o,I bis Io % Aluminium, Mangan, Silizium, Kobalt, Molybdän und Wolfram, einzeln oder mehrere zusammen, auch noch Zusätze von o,I bis 5 0/0 Zirkon, o,oI bis 2 %o Calcium, Barium, Strorntium, Magnesium und Beryllium, o,o2 bis I,2 % seltene Erden, o,oi bis bis 5 % Uran, o,o2 bis 5 % Thorium, einzeln oder mehrere zusammen, enthalten, zur Erhöhung der Lebensdauer und Hitzebeständigkeit dieser bekannten Heizleiterw-erkstoffe. Zur - Abgrenzung des Anmeldungsgegenstaztdes vorn Stand der Technik sind irn Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen ',%N-orden schweizerische Patentschrift Nr. 158 002 und Skaupy >>Metallkeramik« 1930, S.7 und B.