DE833130C - Legierungen, fuer Schreibfederspitzen - Google Patents

Description

• Legierungeri für-Schreibfederspitzen Den bewährtesten Werkstoff für die Herstellung von Schreibfederspitzen stellten Legierungen des Osmiumsdar. Während reines Osmium wenig geeignet ist, waren Osmium-Iridium-Legierungen lange Zeit vorwiegend in Benutzung. Im Laufe der Entwicklung hatte sich ergeben, daß diesen Osmium-Iridium-Legierungen gegenüber Legierungen überlegen sind, welche einen Osmiumgehalt von mindestens 70010 und als Rest ein oder zwei weitere Platinmetalle aufweisen. lii weiterer Entwicklung hat man diesen Osmiumlegierungen hauptsächlich zur Ersparnis von Edelmetallen dann noch Wolfram zulegiert. Es entstanden auf diese Weise Legierungen, die etwa zu gleichen Teilen aus Wolfram und Platinmetallen, und zwar von letzteren hauptsächlich Osmium, bestanden, und andererseits Legierungen, die vorwiegend aus Wolfram bestanden. Bei Erhöhung des Wolfrarngehaltes ließ in gleichern Maße aber die Härte und die Tintenbestündigkeit nach. Wolfrarnlegierungen ohne einen Edel-metallbes#tandte-iil konnten zur Herstellung von Federspitzen nicht verwendet werden.
• . Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, auf der Basis von Osmium auch mit Zusatz von Unedelmetallen Legierungen herzustellen, die den höchsten Anforderungen genügen, die an einen Werkstoff für Schrelbfederspitzen hinsichtlich Tintenbeständigkeit, Härte, Verarbeitungsfähigkeit und guter Aufschweißbarikeit a-uf Goli(ffedern gestellt werden. Insbesondere sollten auch die Osmium-Wolfram-Legierungen so verbesserrt werden, daß sie den bisher bewährten Osiniumilegierungen, minde,stens ebenbürtig sind.
• Es wurde nun. gefunden, -daß die Basis von Osrnium-Tantal eine besonders geeignete Grundlage darstellt, um Legierungeii zu erhalten, die den ge- stellten Anforderungen entsprechen. HierIbei wird schon vollkommene Tintimbeständigkeit bei einem Gehalt von nur etwa 450/0 Osmiium erreicht, bei einem geringeren Osiniumgehalt wird immer noch eine gegenüber deil bekannten Legierungen erheb-1,ich verbesserte Tintenbeständigkeit erzielt.
• Die neuen harten und chemisch widerstandsfähigen Legierungen bestehen aus 2o bis 85%, vorzugsweise 4o bis 750/0 Osmium, 1 bis 30010, vorzu#gsweise 5 biS 2o% Tantal, Rest" und zwar höchstens 6o% Wolfram; zur Herstellung besonders widerstandsfähiger Legierungen verwendet man im allgemeinen weniger als 400/0 Wolfram.
• Die Tintenbeständigkeit des Tantals ist an sich bekannt; es war alber nicht vorauszusehen, daß Osraium-Tantal-Wolfram-Legierungen der genannten Zusammensetzung die Eigenschaften vereinen, die zur Herstellung harter, chemisch widerstandsfähiger Legierungen gefordert werden. Diese Erkenntnis wurde vielmehr erst auf Grund der beiden folgenden überraschenden Beobachtungen gewonnen: Es war zu befürchten, daß durchden, Zusatz des an sich gegenüber Osmium und auch Wolfram weich-en Tantals die Abnutizunggbeständigkeit herabgesetzt wird. Tatsächlich wird aber bei gleichem Osmiumgehalt die Abnutzungsbeständigkeit der Osmium-Wolfram-Legier:,ungen bei einem teilweisen Ersatz des Wolf rams durch Tantgl nicht herabgesetzt, sondern erhöht.
• Weiterhin wird überraischenderweise gerade bei Osmiumlegierungen im Vergleich zuden Legierungen anderer Platinmetalle durch ein Zulegieren von Tanital die Aufschweißbar.keit auf Gold am wenigsten beeinträchtigt. Bei Osmiumikgierungen kann deshalb der Tantalgehalt, ohne Schaden für die Aufschweißbarkeit auf Gold weit höher als bei den Legierungen der anderen Plarinmetialle gewählt werden.
• Es handelt sich alsobei dem Zusatz dies Tantals zu den Osmiumlegierungen der genannten Zusaminensetzung nicht nur um den Zusatz eines Streckinetalls, für das ri-tan Tantal für Platirglegierungen bereits vorgeschlagen hat, sondern um einen Zusatz, der gerade in der genannten Zusammensetzung zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften notwendig ist.
• Weniger günstige Erigebnisse wurden bei der Zugabe der Elemente Bor, Kohlenstoff und Silicium zu den erwähnten Legierungen erhalten, die bei Legierungen des Wolframs mit Platirimetalleti vielfach als Härtner verwendet wurden. Bei einem Borzusatz tritt keine nennenswerte Härtesteigerung auf; dagegen neigen die so erhaltenen Legierungen zu Porosität. Kohlenstoff bewirkt eine Härtesteigerung, doch weisen auch hier die Legierungen wie im Falle des Borzusatzes leicht Porenbildung auf, außerdem kann durch den Koblenstoffzusatz die Aufschweißbarkeit auf Gold verschlechtert %#-erden. Immerhin ist es möglich, einen geringen Kohlenstoffgehalt bis zu etwa o,5% zur Härtesteigerung zu verwenden, ohne daß:die Legierungen wesentlich verschlechtert werden. Es ist bei der Verwendung der kohlenstoffhaltigen Legierungen ein sorgfältigeres Ar#beiten beim Aufschweißen der Spitzen auf Goldfedcrn notwendig Die Osmium-Tantal-Legierungen enthalten als weiteren Bestandteil neben dem Wolfram oder an Stelle des Wolframs vorteilhaft die Metalle Kobalt, Eisen, Nickel und Chrom, insbesondere die Metalle Kobalt und Nickel. Der Gehalt an einem oder mehreren dieser 'Aletalle soll insgesamt i5% nicht übersteigen und vorzugswei,se 4 bis ioo/o betragen. Diese Metalle setzen d en Schmelzpunkt der Legierungen herab, so daß ihre Zugabe bei der Herstellung auf dein Schmulzwege Vorteile bietet.
• Die Os-miu#in-Taiiit2t1-1,egi#e#ruii#geii können weiterhin, einen Rheniumzusatz bis zu 3o(YO, gegebenenfalls in Verbindung mit dün -2rwällii#teli anderen Metallen, aufweisen.
• Das Osmium läßt sich bei den Legi#erungen der Erfindungin weitem Umfang durcb Rutlienium ersetzen; es kann sogar mehr Ruthenium als Osiniuni in den Legierungen enthalten sein. Da ailx-,r di,2 Härte und die Aufschweißibarkeit dieser Legierungen mit der Abnahrrie des Osmitinigehaltes etwas geringer wird, sind ini allgeineinen Legierungen vorzuziehen, die mehr Osi-nium als Rutheilitim eii,thalten. Legierungen der genannten Zusammensetzung, bei denen das OsinMin volIständig durch Ruthenium ersetzt ist. entsprechen nicht mehr den höchsten Anforde-,rungen. Bei gleichzeitiger #iiwesenheit von Osmium und Rutlicaium neben Tantal kann-atif einen Zusatz weiterer Bestandteile.verzichtet wer-den., wenn,der Osiniumgehalt mindestens 350/0 der Legierungen ausmacht.
• 'lerungen Auch bei dien rutheniumhaltigen Legi sind #die genannten Zablengrenzeii, zur der bei hochwertigen Federspitzenlegierungen geforderten Eigenschaften zu beachten. Die in der Literatur angegebenen Legierungen anderer Zusa,mmensetzungen erfüllen die .,Aufgabe dür 1,-rfitid-ung nichlt.
• Die Legierungen mit 2o bis 85%, vorzugsweise 4o bis 75010 Osmium und/oder Ruthenium, i bis 300/0, vorzugsweise 5 bis 20% Tantal können als weiteren Bestandteil, gegebenenfalls neben den genannten Unedehnetallen, auch noch andere Platinmetalite enthalten, jedoch so. (laß der Gehalt an Osmiunt urud Ruflienmin zusammen stets größer als der Gehalt an den anderen Platininetallen. und zwar vorzugsweise mindestens doppelt so groß ist.
• Tantal läßt sich bei den Ugiertingen nach der Erfindung durch Niob ersetzen, wenn auch bei -#veitgehendem oder völligem Ersatz die günistigen Eigenschaften nicht #in gleichem -Maße wie Ix-i Tantal vereinigt werden. Ein Gehalt \#on 2o% Niob soll jedoch, nicht überschritteii werdvii.
• Die Legierungen der Erfindung enthalten also stets mindestens drei lkstandteile, nämlich Osmium oder gegebenenfalls Rutheniuni, Tant:al oder gegeknenfalls Niob iiiid ein Platiinnetall oder eines der genannten L'lic,(lelni"t#allc. Die günstigsten 17-igenschaften weisen aber iiii allgemeinen die Viersowie Fünf- und Mehrstofflegici-iiagen der genannten Zusaminensetzun- auf. bewährt haben sich 1-egierungen, die Osiniu,ni, geringe ZD I Mengen anderer Platinmetalile. rantal und Kobalt oder Nickel init oder ohne einen Wolfranizusatz enthalten. Für diese Legiertuigen seien einige Beispiele gegeben: 1. 440/0 Os, io% Pt, io% 'ra, 6% Ni, 30010 W; 2. 50 0/0 OS, 12 0/0 RU, 15 % Ta, 7 0/0 CO, 16 % W; 3. -45()/OOS, 2.5l)/üRe, ioll/oTa, 8%Ni, 12()/OW; 4. 6o'/oOs, 13(YoPt. 811/o'Ua,50/ONI),7%Ni, 7 0/0 W; 5. 70 0/0 Os, 12')/o RU. i i % Ta, 7 0/0 CO-Diese Legierungen vereinigen in vollkommener Weise die von Federspitzenlegierunglen geforderten Eigenschaften, sic lassen sich außerordentlich leicht schleifen und polieren und besitzen dabei eine sehr schöne Pollitur. Sie zeichnen sich neben ihrer hohen Abn#utzu#ii#,z#"1)estän#(-Iii,-l-zeit,durch große Zähigkeit aus, so daß bei"der Verarbeitung zu fertigün Spit#zen das unerwünschte Brechen der Körner praktisch we-gfäl,lt. Die Legierunggen lassen sich also ohne einen nennenswerten J#usschuß verarbe i ten.
• Die Legierungen finden mit Vorteil auch für andere Zwecke Verwendung, bei denen, auf Härte oder chemische Best'in,digkeit Wert gelegt wird. Erwähnit sei die N'er##-en,dun#".# für Graramophonnadeln.

Claims (2)

1. PATENTANSPRCCIIE: i. Harte, chemisch widerstandsfähige Le-,Zierungen, insbesondere für Schreibfederspitzen, dadurchgeken,nzeichnet, daß sie aus 20 bis 85 %, vorzugsweise -to bis 75'10 OsnIlium, , bis 3007e, vorzugsweise 5 bis 20111o Tantal, Rest ein oder mehrere der Metalle Eisen, Kobalt, Nickel, Chrom, Wolfram und Rhenium bestehen, wobei der Gehalt an dien Metaflen Eisen, Kobalt, Nickel und Chrom insgesamt höchstens i5%, #-or-zugs#wei#s,e 4 bis io%, der Gehalt an Wollfram höchstens 6o0/u, vorzugsweise weniger als 400/0 und der Gehalt an Rhenium höchstens 30010 beträgt.
2. 2. Legierungen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Osmium ganz oder teflweise durch Ruthenium ersetzt ist, vorzugsweise jedoch nur te;:1-,veise, und zwar so, daß die Legierungen mehr Osmfi,um als Ruthen,ium enthalten. 3. Legierungen nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie Osm,i,um und/oder RuthenJurn und Tantal in den genannten Meng#envcrh#ältnissen und daneben als Rest an StelJe oder neben den in Anspruch i. genannten Bestandteilen andere Platinmetal-le enthalten, je- doch so, daß der Gehalt an Osmium und Ruthenium zusammen stets größer als der Gehalt an den anderen Platinmetallen, und zwar vorzugsweise mindestens doppelt so groß ist. 4. Legierupgen nach Anspruch 2, dadurch, g2-kennzeichnet, daß bei gleichzeitiger Anwesenheit von Osmium und Ruthenium. neben Tantal keine weiteren Bestandteile vorliegen, wenn der Osmiumgehalt in,inidestens 350/0 der Legierung ausmacht. 5. Legierungen, nach den Ansprüchen i bis 4, da,durch gekennzeichnet, daß Tantal ganz oder teilweise durch Niob ersetzt ist, wobei jedoch der Niobgehalt 20% nicht übersteigen solil. , 6. Legierungen nach den Ansprüchen i bis 5, da,durch gekennzeichnet, daß sie einen Zusatz von Kohlenstoff in einer Menge bis zu o,5% aufweisen.