DE751194C

DE751194C - Process for melting plug-like glass parts into metal rings

Info

Publication number: DE751194C
Application number: DES127721D
Authority: DE
Inventors: Erich Schwarz Von Dr Bergkampf; Otto Karl
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1937-06-23
Filing date: 1937-06-23
Publication date: 1952-12-01

Description

Verfahren zum Einschmelzen von pfropfenartigen Glasteilen in Metallringe Es ist bekannt, daß bei Verschmelzungen zwischen Metallen und Glas die Oberflächenbeschaffedheit des Metallteils einen wesent-'lichen Einfluß auf die Festigkeit der Verhindung zwischen Metall und Glas au#Übt. Man, -hat #deshalb schon frühzeitig empfohlen, zum Einschmelzen dünner Drähte aus unedlem Metall!, die als, Ersatz für Platindrähte dienen- sollen, den Einschmelzdraht zunächst mit einem überzug aus einer Verbindung einer glasartigen Masse mit einer schwer schmelzbaren platinfreien Masse zu bedecken. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, auf den Kerndraht eine teigige, aus pulverisiertem Glas und puhrerförmigen, schwer schmelzbamn Metallen, wie Wolfram, Molybdän, Vanadium, Tantal, Zirkon, bestehende Schicht aufzutragen und niederzuschmelzen. Auch k6nnen die Sauerstoffverbindungen der erwähnten Metalle, wie z. B. Wolf ramsäure, benutzt werden. Die dem Glas beigemengten metallischenMas#sen sollen wegen ihrer großen Affinität zum Sauerstoff die Oxydation des Kerndrahtes veiühintdern, während sie sich mit dex Glasmasse gut verbinden und durch diesie gegen Oxydation geschützt werden.Process for melting plug-like glass parts into metal rings It is known that in the case of fusions between metals and glass, the surface texture of the metal part has a significant influence on the strength of the connection between Metal and glass are used. We have therefore recommended early on to melt down thin wires made of base metal !, which are intended to serve as, substitutes for platinum wires, the fuse wire initially with a coating of a compound of a vitreous To cover the mass with a difficult-to-melt platinum-free mass. In this context it is known to put a doughy, pulverized glass and puhrer-shaped, Hardly fusible metals such as tungsten, molybdenum, vanadium, tantalum, zirconium, existing ones Apply a layer and melt it down. The oxygen compounds can also of the metals mentioned, such as. B. Wolf ramic acid can be used. The ones added to the glass Due to their great affinity for oxygen, metallic masses are said to promote oxidation of the core wire while they bond well with the glass mass and through which they are protected against oxidation.

. In der Einschmelztechnik ist es auch bekan#nt, daß eine oberflächliche Oxydation des Metalltei#ls; für das Haften des Glases sehr wesentlich ist. Beim Verschmelzen von Kupfer- oder Chromeisenteilen mit Glas ist man in der, Weise vorgegangen, daß man:den Metallteil zunächst z. B. durch Aufwickeln mit einer Schicht dies Einschmelzglases überzieht. Dabei löst sich wenigstens teilweise die Oxydschicht, die den Metallteil bedeckt, im Glas. Man hat es bei diesem Verfahren aber nicht in der Hand, die Menge des in dem Glas zu lösenden Oxyds zu regeln. Es besteht deshalb die Gefahr, daß bei zu dicker Oxydschicht eine unvollständige Lösung des Oxyds ; tritt und keine gasdichte Verschmelzung entsteht, weil Gas längs der Oxydschicht in den Vaktiumraum eindringen kann. . In melting technology it is also known that superficial oxidation of the metal part; is very essential for sticking the glass. When fusing copper or chrome iron parts with glass one has proceeded in such a way that: the metal part first z. B. by winding with a layer this covers the sealing glass. The oxide layer that covers the metal part dissolves in the glass at least partially. With this method, however, it is not in hand to regulate the amount of oxide to be dissolved in the glass. There is therefore the risk that if the oxide layer is too thick, the oxide will dissolve incompletely ; occurs and no gas-tight fusion occurs because gas can penetrate into the vaktium space along the oxide layer.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, zum Einschmelzen pfropfenartiger Glasteile in Me-tallringe (Pfropfeneinsehmelzunggen), bei dein leicht wiederholbare Bedingungen für das Zustandekommen einer gasdichten und mechanisch festen Verbindung zwischen Glas und Metall geschaffen werden. Gemäß der Erfindung wird vor dem eigentlichen Einschmelzen des Glaspfropfens, auf den Metallring an der Einscbmelzstelle ein mit Haftoxvd versetztes Pulver eines Glases, dessen A#sdelmungskoeffizient ganz oder nahezu mit dem Ausdehnungskoeffizienten des Einschmelz-l'ases übereinstimmt, in Form einer plastischen ,Masse aufgetragen, dann getrocknet und zu einem glasigen Überzug niederges.Chmolzen. Zweckmäßig wird das Glaspul#ver aus dem Einschmelzglas selbst hergestellt.The invention relates to a method for melting down plug-like Glass parts in metal rings (Pfropfeneinehmelzunggen), with your easily repeatable Conditions for the creation of a gas-tight and mechanically firm connection between glass and metal. According to the invention, before the actual Melt the glass plug onto the metal ring at the melt-in point Adhesive oxide mixed powder of a glass, the absorption coefficient of which is completely or almost coincides with the expansion coefficient of the melt-in gas, in Form a plastic, applied mass, then dried and turned into a glassy Coating of melted molten metal. The glass powder is expediently removed from the sealing glass self made.

,Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung gelingt, es, die für das Haften zwischen Glas und Metall notwendige Oxydnienge gut zu dosieren, so daß weder die Gefahr besteht, daß zu geringe Mengen Oxyd sich im Glas lösen, noch daß ein Oxydüberschuß am Metallteil zurückbleibt. Wenn es sich beispielsweise um die Herstellung einer Pfropfenverschmelzun#g zwischen Glas und Eis-en, Nickel oder chromhaltigen Metallen oder Legierungen handelt, so verwendet man zweckmäßig die aus der Emailliertechnik bekannten Haftchxyde, nämlich Kobalt- und Nickeloxyd. So kann man beispielsweise Pulver,eines Glas-es, von dein bekannt ist, daß es mit den in Betracht kommenden Metallen vaktiumdichte Verhindungen ergibt, 5 1/9 Kobaltoxyd und i 1/o Nickeloxyd zusetzen.According to the method according to the invention, it is possible to dose the Oxydnienge necessary for the adhesion between glass and metal, so that there is neither the risk that too small amounts of oxide will dissolve in the glass, nor that an excess of oxide remains on the metal part. If, for example, a plug fusion between glass and iron, nickel or chromium-containing metals or alloys is involved, the adhesive oxides known from enamelling technology, namely cobalt and nickel oxide, are expediently used. Thus, for example, powder, a glass, which is known to produce vaktium-tight preventions with the metals in question, 5 1/9 cobalt oxide and 1 1 / o nickel oxide can be added.

Für die Erfindung ist es wesentlich, daß der auf dem -Metallring gebildete Glasüberztig frei von Zusätzen ist, die beim Erhitzen Gase abgeben oder sich zersetzen. Solche Zusätze siiid aber in Einailüberzügen enthalten, wie sie zur Herstellung von Verschnielzungen zwischen Glas und Metall bekanntgeworden sind. Im Gegensatz hierzu wird nach dem Verfahren gemäß der Erfindung ein von sol:chen Zusätzen f reies, Glas verwendet, dessen Ausdehnungskoeffizient etwa gleich dem des eigentlichen Einschmelzglases ist. Es gelingt auf diese Weise, Spannungen zu vermeiden, die zu einer Beschädigung des Glasteils führen können.For the invention it is essential that the glass covering formed on the metal ring is free of additives which give off gases or decompose when heated. Such additives are contained in one-piece coatings, as they have become known for the production of connections between glass and metal. In contrast, the invention, according to a sol by the method of Chen additives f Reies used glass whose coefficient of expansion as the equal of the actual sealing glass. In this way, it is possible to avoid stresses which can lead to damage to the glass part.

Um aus dein Glaspulver und den beigemischten, Haftoxyden eine pla,stische Masse zu erhalten, empfiehlt es sich, Schutzkolloide zu verwenden. Man kann beispielsweise das genannte Glaspulver mit 61/o Ton und etwa 1 0/0 Soda versetzen und mit Wasser zu einer plastisc'hen Masse anrühren, wie dies bei der Herstellung von Emails an sich bekannt ist. Diese Masse wird auf,den zu verschmelzenden Metallteil, und zwar wenigstens an der Einschmelzstelle aufgetra', ,en , getrocknet und dann zu einem glasigen. Überzug- niedergeschmolzen. Bedeckt man nicht nur die EinschmeIzstelfe mit einem derartigen Cberzug, sondern auch, diie die eigentliche Einschmelzstelle timgeblendien Zonen in einer Ausdehnum, von einem oder mehreren Zentimetern, so kann man gleichzeitig einen! isolierenden Überzug eV1ialteii., der das Ansetzen unerwünschter Entladungen am Metallteil verhindert.In order to obtain a plastic mass from your glass powder and the admixed adhesive oxides, it is advisable to use protective colloids. For example, 61 / o clay and about 10/0 soda can be added to the above-mentioned glass powder and mixed with water to form a plastic mass, as is known per se in the manufacture of enamels. This mass is on the metal part to be fused, at least at the melting point , dried and then to a glassy one. Coating- melted down. If one covers not only the melting point with such a coating, but also the areas of one or more centimeters of one or more centimeters of the actual melting point, one can have one at the same time! insulating coating eV1ialteii., which prevents the accumulation of undesired discharges on the metal part.

Nach der Herstellung des Glasüberzugs auf dein Metallring wird das Verschmelzen in Üblicher Weise durchgeführt. Nachdem der Metallring mit dem Glasüherzug versehen ist, wird der Einschmelzstab od,-,r -dralit innerhalb des Metallrings befestigt und der Raum zwischen #let2,1#lring und Einschmelzdralit mit Glas ausgefüllt. Der Glasteil wird dann vorzugsweise im elektrischen Ofen, gegebenen-ZD 11 e#I falls in Gegenwart von Sauerstoff, niederlyeschmolzen. Auch der Einschmelzstab oder b -,dralit kann vor dem Durchführen des _eigentlich-en #'erschnielzungsvorgangs in der be- schriebenen Weise mit einer Gla,sscliiclit überzogen sein.After the glass coating has been produced on the metal ring, the fusing is carried out in the usual way. After the metal ring has been provided with the glass pull, the melting rod od, -, r -dralit is attached inside the metal ring and the space between # let2,1 # lring and melting wire is filled with glass. The glass part is then preferably melted down in an electric furnace, if necessary in the presence of oxygen. Also, the Einschmelzstab or b -, dralit, prior to performing the _eigentlich-en # 'erschnielzungsvorgangs in the described manner with a Gla be coated sscliiclit.

Das Bedecken des Metallrings an der Einschinelzstelle mit einer plastisch-en Masse, die schließlich in, eine glasige Schicht übergefübrt wird, hat auch den -\"o,rteil, daß sich die Oberfläche des Metallteils sowohl während des Niedlerschnielzens der Glasschicht als auch #vährend des Niederschnielzens des Glaspfropfens nicht mehr wesentlich ändert. Das hat zur Folge, daß an, allen Stellen der Verbindung zwischen Glas und Metall die für eine feste Verbindung notwendigen Verhältnisse innegehalten werden können.Covering the metal ring at the single-pinion point with a plastic-en Mass, which is finally transferred into a glassy layer, also has the - \ "o, r part, that the surface of the metal part both during the Niedlerschnielzens the Glass layer as well as during the falling down of the glass plug no longer changes significantly. As a result, at all points of the connection between Glass and metal maintain the proportions necessary for a firm connection can be.

Zum Herstellen von Verschmelzungen von Glas mit Metallen, wie Molybdän oder Kobalt Nickel und Eisen enthaltenden Le gierungen iiiit einem Kobaltgehalt von etwa 2oOlo oder einem Nickelgehalt von etwa 30'IG und einem Eisengehalt von etwa 5o%, kommen schwer schmelzbare Gläser mit einem Ausdehnungskoeffizienten, von etwa 5o-io-", in; Betracht. Der GI!asüberzug auf dem Metallteil wird aus einem Glast hergestellt, das den gleichen oder nur wenig abweichenden Aus,delhnungskoeffizienten hat. Vorzugsweise stellt, man dien Überzug aus dem Glas her, das auch zum Herstellen des Pfropfens dient. Beim Verschmelzen von, Glas mit Chrom-Eisen- oder Nickel-Eisen-Legierungen u. dgl. verwendet man dagegen zweckmäßig leicht, schmelzbare Gläser mit einern Ausdehnungskoeffizienten - von i oo - i o-7. In diesem Fall werden derartige Gläser auch zur Herstellung des Glasüberzugs auf dem Metallring benutzt.To produce fusions of glass with metals, such as molybdenum or cobalt, nickel and iron-containing alloys with a cobalt content of about 20,000 or a nickel content of about 30% and an iron content of about 50%, difficult-to-melt glasses with an expansion coefficient of The glass coating on the metal part is produced from a glass which has the same or only slightly different coefficient of extension. The coating is preferably produced from the glass, which is also used for the When fusing glass with chromium-iron or nickel-iron alloys and the like, however, it is expedient to use easily fusible glasses with a coefficient of expansion - from i oo - i o -7 Such glasses are also used to produce the glass coating on the metal ring.

Man kann das Verfahren gemäß der Erfindung natürlich auch anwenden, wenn Gläser mit Eisen- oder Nickelteilen verschmolzen werden sollen., die keine wesentlichen Zusätze anderer Metalle enthalten. In diesen Fällen muß durch die Formgebung der Metall- und Glasteile dafür gesorgt, werden, daß nach dem Erkalten der Verschmelzung am Glasteil keine ,vesentlichen Zugspannungen auftreten. Man kann dann mit Gläsern arbeiten, der-en Ausdehnungskoeffizient merklich, z. B. um 30'/0, vom Ausdehnungskoeffizient des Metallteils abweicht. Auch in diesen Fällen kann man das Verschmelzen wesentlich durch Anwendiung des, Verfahrens gemäß der Erfindung erleichtern.The method according to the invention can of course also be used if glasses with iron or nickel parts are to be fused contain essential additives of other metals. In these cases, it must be shaped by the design The metal and glass parts are taken care of after the fusion has cooled down no significant tensile stresses occur on the glass part. You can then with glasses work, the expansion coefficient noticeably, z. B. by 30 '/ 0, from the coefficient of expansion of the metal part deviates. In these cases too, the amalgamation can be essential by applying the method according to the invention.

Claims

PATENT CLAIMS: i. A method for melting plug-like glass parts into metal rings (plug melting), characterized in that before the actual melting of the plug onto the metal ring, at the melting point, a glass powder mixed with adhesive oxide, the expansion coefficient of which corresponds completely or almost to the expansion coefficient of the sealing glass , applied in the form of a plastic mass, then * dried and melted down to a vitreous coating.

2. The method according to claim i, characterized in that the plastic mass consisting of the glass powder mixed with adhesive> xyd is mixed with protective colloids. 3. The method according to the claims. i or 2, characterized in that the glass coating t 'z # produced on the metal ring consists essentially of the sealing glass itself.

In order to delimit the subject matter of the invention from the prior art, the following publications have been taken into account in the granting procedure: German Patent Nos. 107 44-2, 238 758, 309 343, 634 236; Magazine, "lecture hall", 1935, No. i to 6; "Physics" magazine, 1934, p. 384 ff-; Espe and Knoll, "Hochvakuumtechnik", 1936, pp. 328, 333, 334, Fig. 356.