DE876748C - Verfahren zum raschen Abkuehlen von hocherhitzten Koerpern - Google Patents

Description

• Verfahren zum raschen Abkühlen von hocherhitzten Körpern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum raschen Abkühlen von hochschmelzenden Körpern durch Eintauchen in ein flüssiges Metallbad. Es besteht .darin, daß hochschmelzende Metalle, Metallverbindungen, insbesondere Karbi#de, oder Legierungen ,dieser in Schmelzen von Silber, Kupfer, Aluminium, Beryllium, Chrom, Molybdän, Wolfram oder ällmlichen die Wärme gut leitenden und entsprechend hochsiedenden Metallen oder Metallegierungen eingebracht werden. Das rasche Abkühlen hochschmelzender Metalle-, Metallverbind-ungen oder -legierungen, wie es zur Erzielung einer bestimmten Struktur oder besonderer physikalischer Eigenschaften vielfach erwünscht ist, begegnet nach den bekannten Methoden erheblichen Schwierigkeiten, insbesondere wenn von hohen Anfangstemperaturen ,des abzukühlenden Metalls ausgegangen wird, z. B. von Temperaturen, die über 2ooo oder gar 3000' liegen, wie, z. B. beim Abkühlen geschmolzener Metallkarbide, wie Wolfrainkarbid. Das Eintauchen oder Eingießen in Wasser, 01 oder selbst Quecksilber oder andere niedrigschmelzende Metalle, wie Zinn oder Blei, ist häufig nicht genügend wirksam. Die Ausbildung größerer Kristallite in der abzukühlenden, Schmelze oder die Ausscheidung einer zweiten festen Phase in einem abzukühlenden festen Metall zu verhindern, einerseits, weil das Wärmeleitungsvermögen dieser Flüssigkeit nicht ausreicht, andererseits, weil ihr niedriger Siedepunkt zur Dampfbildung an der Berührungsstelle und damit zur Bildung einer wärmeisofierenden Schicht Anlaß gibt. Dies um so mehr, als die auf sehr hohe Temperatur erhitzten rasch abzukühlenden Metalle einen ganz U beträchtliehen. Wärmeinhalt aufweisen,dessen rasche Entfernung aus dem Metallkörper naturgemäß schwierig ist.
• Dia Erfindung überwindet diese- ganzen Schwierigkeiten, indem da;s abzukühlende Metall in ein flüssiges Kühlmetall eingebracht wird, das aus den eingangs genannten Metallen, besteht, die einmal einen, genügend hohen Siedepunkt aufweisen und zum anderen die Wärme genügend gut leiten, um die Menge des dem hocherhitzten abzukühlenden Körper innewohnenden Wärme genügend rasch ableiten zu können. Solche Metalle sind insbesondere Kupfer, Silber, Aluminium, Beryllium, - Chrom, Molybdän, Wolfram und deren Legierungen untereinander und mit anderen Metallen oder Metalloiden. So befremdend es fürs erste klingt, flüssiges Kupfer als Kühlmittel verwenden zu wollen, so ist doch die wärmeableitende Wirkung desselben auf Körper, die auf viel höherer Temperatur als flüssiges Kupfer sich befinden, eine ganz auße-rordentliche. Gün,stig ist es weiterhin" wenn die die Abkühlung bewirkende Metallmasse bzw. der Metallkörper ein genügendes Gewicht und damit eine genügen-de Wärmekapazität hat, verglichen mit -der Masse des abzukühlen,den Metalls, weil dann die Erhitzuno.' desdie Abkühlung bewirkenden Metalls d.ürch den Abkühlungsvorgang in, mäßigen Grenzen bleilbt, was für eine schnelle Abkühlungbegreifficherweise gün;stig ist.
• Das abzukühlende Metall wird, wenn es fest ist, in -das flüssige Kühlmetall rasch eingebracht, Z. B. hineingeworfen. Ist aber das abzukühlende Metall flüssig, so kann esr in das flüssige Kühlmeta11 hineingegossen wer-den.
• Inden mei-sten Fällen wird darauf zu sehen sein, ,d,a,ß Idas abzukühlende Metall nicht früher eine größere Abkühlung erlei-det, sei es durch Wärmeabstrahlung oder Wärmeab1-eitu%-, als bevor es mit dem eigentlichen Kühlmetall in wirksame Verbindung gebracht ist. Insbesondere soll es, wenn es vom flüesigen Zustand aus abgekühlt wird, nicht vor der Berührung mit dem Kühlmetall anfangen zu erstarren, weil sich dieser unerwünschte Teil des Etstarrungsvorgaages mit zu geringer Schwierige keit abspielen würde. Man muß also die Verbin-Üungg mit dem Kühlmetall genügend rasch bewerkstelligen oder durch ursprüngliche Überhitzung des abz,ul-,iil;lenden Metallsdafür Gorgen, daß es bei der ersten Berührung mit dem Kühlmetall noch eine genügiend hohe Temperatur besitzt bzw. noch vollständig flüssig ist.
• Explosionsartige Erscheinungen beimEinbringen des. flüssigen Metalls: in das flüssige Kühlmittel sind bei der neuen- Arbeitsweise viel weniger zu befürchten als beidem bekannten Eingießen flüssiger Metalle in, Wasser, Öl oder Quecksilber, weil der erfindungsgemäß vorgesehene hohe Siedepunkt des Kühlmetalls und seine gute Wärmeleitfähigkeit .einer Dampfbildung- entgegenwirken. Ein Vermischen, dies abzukühlenden Metalls mitdem Kühlmetall ist bei der Schnelligkeit,d#--s Erstarrungsvorganges im allgemeinen nicht zu befürchten. Nach dem Erstarrungsvorgang kann das Kühlt' el metall von dem abzukühlenden Metallkörper auf verschiedene Weise entfernt werden, sei es durch mechanisch-- Bearbeitung, etwa Abdrehen, sei es .durch chemische Verfahren, z. B. Auflösen des Kupfers in Salpetersäure. In vielen Fällen wird es möglich se-in, den Verbundkörper auf den Schmelzpunkt des Kühlmetalls zu, erhitzen, und, das letztere einfach vom Gegenstand abfließen zu, las,sen, da bei dieser Temperatur eine Gefügeänderung des hochschmelzenden Körpers, wenigstens in kürzeren Zeit-en, im allgemeinen nicht zu befürchten ist.
• Man war bisherder Ans-icht, daß die-Verwendung von niedrigschmelzenden Metallen, wie Blei, als Kühlmittel genügt, um die erwünschte Struktur vor Vergröberung zu schützen. Dies ist jedoch nicht der Fall bei den genannten sehr hoch schmelzenden Metallen, insbesondere Metallegierungen, wie Karbiden, Hartmetallen u. dgl. In diesem Fall ist die Wärmekapazität des hocherhitzten Körpers so groß, daß durch Verwendung von Blei eine genügend rasche Abführung der Wärmemenge nicht erzielt werden -kann, was aber durch Wärme gut leitende hochschmelzende Metalle, wie sie erfindungsgemäß zu verwenden sind, erreicht wird. Die Verwendung solcher Metalle als Kühlmetalle war durchaus nicht naheliegend, weil ihre Erschmelzung zunächst einen verhältnismäßighohenEnergieaufwand bedingt und man bisher gerade aus diesem Grund nur niedrig-,schmelzende Metalle- zu diesem Zweck verwendet hat, zumal man auch offensichtlich der Ansicht war, daß hochschmelzende Kühlmetalle bei der hohen Temperatur, auf die. sie durch das Schmelzen gebracht werden, nicht mehr genügendWärme ableiten können.
• Der Gegenstand der Erfindung erlaubt zahlreiche Anwendungen. Die Erz#ielung eines besonderen Gefügas wuTde bereits erläutert. Es ist auch möglieh, Modifikationen, die bei sehr hohen Temperaturen beständig sind unddie sich bei dem bisher bekannten Abkühlen in andere umwandeln würden, durch das Verfahren nach der Erfindung auch bei niedrigen Temperaturen zu erhalten.
• Die Berührung der Zone flüssigen Kohlenstoffs bei dem insbesondere unter Druck stehenden Kohlelichtbogen mit flüssigem Külilmetall gestattet, flüssige Kohle abzuschrecken und, so den Kohlenstoff im besonderen Zustand zu, erhalten. Dasselbe gilt für die Abkühlung von im Tantalkarbidtiegel geschmolzener Kohle oder mit Kohlenstoff übersättigten, ineineraTantalkarbidtiegelgeschmolzenen Karbi-den durch flüssiges Kühlmetall.
• Alle Maßnahmen werden zweckmäßig unter Sellutzgas ausgeführt, wozu z. B. ein Gemisch von Stickstoff und Wasserstoff dienen kann.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum raschen Abkühlen von hocherhitzten Körpern durch Eintauchen in ein flüssiges Metallbad, dadurch gekennzeichnet, daß hochschmelzende Metallverbindungen, insbesondere- Karbi-de- oder Legierungen dieser in eine Schmelze von Silber, Kupfer, Aluminium, Beryllium, Chrom, Molybdän, Wolfram oder ähnliche, die Wärme gut leitende und entsprechend hochsiedende Metalle oder Legie-' rungen eingebracht werden.
2. 2. Verfahren nach Amspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmetall von dem abzukiffilenden Metall auf chemischem oder mechanischem Wege abgetrennt wird, vorzugsweise durch Abschm-elzen. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 475 o77, 699 725, 557 464, 640 080; französische Patentschrift Nr. 826 273.