DE903301C

DE903301C - Verfahren zur Erzeugung von insbesondere elektrisch isolierenden Schichten, vorzugsweise Oxydschlichten, auf der Oberflaeche von Halbzeugen

Info

Publication number: DE903301C
Application number: DEV4230A
Authority: DE
Inventors: Dr Berthold Wenderott
Original assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Current assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Priority date: 1952-01-18
Filing date: 1952-01-18
Publication date: 1954-02-04

Description

Verfahren zur Erzeugung von insbesondere elektrisch isolierenden Schichten, vorzugsweise Oxydschichten, auf der Oberfläche von Halbzeugen Legierungen aus Chromnickel allein oder mit Eisen, die zusätzlich noch Mangan, Silizium oder Molybdän enthalten können, werden bekanntlich wegen ihres hohen spezifischen elektrischen Widerstandes und ihrer guten mechanischen Eigenschaften in der Elektrotechnik in großem Umfang als Widerstandswerkstoffe, sei es für hochbelastbare Fahr- und Anlaßwiderstände, sei es als Hoehohmwiderstände, in mannigfacher Weise verwendet. Ein besonderes Bedürfnis besteht vor allem für Drähte und Bänder, die mit festhaftenden und elektrisch gut isolierenden Oxydschichten versehen sind.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung derartiger Schichten. Dabei soll die Erfindung jedoch nicht auf die Herstellung von Oxydschichten und deren Aufbringen auf Bänder und Drähte allein beschränkt sein, sondern sich allgemein auf die Erzeugung von Schichten auf der Oberfläche jeglichen Halbzeuges erstrecken.
Zur Erzeugung von Oxydschichten auf der Oberfläche von Legierungen der vorerwähnten Art wurden verschiedene Verfahren entwickelt. So ist z. B. ein Verfahren bekanntgeworden, gemäß dem die zu isolierenden Drähte auf galvanischem Wege oder auch durch Schweißplattierung zunächst verkupfert und dann in oxydierender Atmosphäre bei Temperaturen über rooo° geglüht wurden. Bei diesen Temperaturen bildet sich oberflächlich Cuprooxyd, das die Aufgabe der Isolierschicht übernimmt. Die Arbeitsbedingungen bei der Durchführung eines solchen Verfahrens, insbesondere das Aufbringen der Kupferschicht, sind recht umständlich und zeitraubend, sofern gleichmäßige und wiederholbare :Ergebnisse erhalten werden sollen.
Ein anderes bekanntes Verfahren spielt sich derart ab, daß gereinigte und gegebenenfalls polierte Stähle in ein Bad aus Natrium- oder Kaliumbichromat gebracht und nach dem Herausnehmen aus demselben abgewaschen werden. Es ist ferner auch nicht mehr neu, die einem solchen Salzbadverfahren auszusetzenden Werkstoffe vorher an der Luft oder in einer Sauerstoffatmosphäre einer Voroxydation zu unterwerfen und sie nach der Salzbadbehandlung in einem Durchlaufofen mindestens bis auf die Zersetzungstemperatur des Bichromats zu erhitzen.
Es ist ferner vorgeschlagen worden, zur Herstellung isolierender Schichten auf Gegenständen aus Chromnickel, wie z. B. auf Drähten, oxydierende Schmelzen, wie N atriumnitrat, Natriumnitrit oder Gemische dieser Stoffe oder auch Alkalibichromate zu verwenden und die Gegenstände mit denselben zu behandeln.
Dureh,-diie Anwendung derartiger Verfahren gelin`gt" es wohl; isolierende Oxydschichten zu erlangen, 'die für Spannungen von einigen Volt ausreichen, für höhere Spannungen jedoch keine sichere Gewähr mehr geben.
Es ist ferner nicht mehr neu, Drähte im Bund in Ätznatronlösung zu tauchen, sie einem oxydierenden Glühen zu unterwerfen und dann in verdünnter Säure zu spülen, gegebenenfalls noch eine Nachspülung im heißen Wasser unter Schütteln vorzunehmen und sie dann zu trocknen und schließlich weichzuglühen. Die Anwendung eines solchen Verfahrens ist jedoch für die Erlangung einer gleichmäßigen Isolierschicht nicht brauchbar und wird daher auch nicht für diesen Zweck angewendet. Die Durchschlagspannung der auf diese Weise erzeugten Isolierschichten reicht ferner nicht aus, um den Forderungen, wie sie heute in der Elektrotechnik gestellt werden, zu genügen.
Werden die Drähte nicht im Ring behandelt, sondern im Durchlaufverfahren, so können folgende beide Verfahrensmaßnahmen benutzt werden: Durchziehen durch eine Ätznatronlösung und anschließend gleichzeitig Glühen und Oxydieren. Die Oberfläche der Drähte weist einen bräunlichschwarzen Überzug auf, der ungleichmäßig verteilt und auch ungleichmäßig stark ist. Die auf dem Draht noch vorhandene Ätznatronschicht greift die Haut bei der weiteren Verarbeitung des Drahtes an, so daß er für die praktische Verarbeitung ausscheiden muß. Die Durchschlagspannung beträgt maximal 30 Volt und reicht daher vielfach nicht aus, um den gestellten Anforderungen Rechnung zu tragen. Es werden vielmehr wesentlich höhere Spannungen verlangt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß Halbzeug, das einer Salzbadbehändlung und anschließend einer Entfernung des überschüssigen Salzes vor dem eigentlichen Glühen unterworfen worden ist; einen elektrisch isolierenden Überzug aufweist, der eine hohe Durchschlagspannung besitzt. Die zu verwendenden Salzbäder bestehen z. B. aus Natrium-oder Kaliumhydroxyd. je nach der Zusammensetzung der zu behandelnden Legierungen beträgt die Badtemperatur 35o bis 7oo° und die Behandlungsdauer 5 bis 30 Minuten.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird so durchgeführt, daß das Halbzeug, wie z. B. ein vorzugsweise blankharter Draht, in das Salzbad vorgenannter Art eingetaucht, zur restlosen Beseitigung noch anhaftender Salzreste in Wasser abgeschreckt und gewaschen und anschließend i bis a Stunden bei 8oo bis 1150, vorzugsweise bei goo bis i ioo°, oxydierend geglüht wird. Die so erlangten Oxydschichten zeichnen sich durch überraschend hohe Isolierfähigkeit aus, die auch beim Aufwendeln oder Aufwickeln auf die in der Elektrotechnik allgemein üblichen Tragkörper nicht verlorengehen.
Zu den Legierungen, die bevorzugt Anwendung finden und dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen werden, zählen. solche aus io bis 30010 Chrom, io bis So% Nickel, Rest Eisen, die gegebenenfalls noch Mangan, Silizium, Molybdän und Wolfram in '.Mengen bis zu 15% enthalten können.
Das erfindungsgemäße Verfahren sei an Hand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels erläutert: Ein blankharter Draht mit einem Durchmesser von o, 5o mm aus einer Legierung, die 15% Chrom, 65 % Nickel, Rest Eisen aufweist, wird 2o Minuten lang in ein auf 55o° aufgeheiztes Salzbad getaucht, das aus reinem Ätznatron besteht, und danach in Wasser abgeschreckt. Der braun bis schwarz gefärbte Draht wird anschließend in einem Kammerofen unter Luftzutritt a Stunden bei io5o° geglüht und an der Luft abgekühlt. Die nunmehr stahlblau erscheinende Oxydschicht ist fest mit dem Draht verwachsen und blättert auch beim Aufwickeln auf einen Dorn von nur i mm Durchmesser nicht ab. Bei der Isolationsprüfung ist sie gegen Spannungen von ioo bis iio Volt vollkommen durchschlagsfest.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erzeugung von insbesondere elektrisch isolierenden Schichten, vorzugsweise Oxydschichten, auf der Oberfläche von Halbzeugen, wie Drähten, Bändern, Stangen u. dgl., aus Legierungen des Chroms mit Nickel, die auch noch Eisen enthalten können und denen gegebenenfalls noch andere Bestandteile einlegiert oder zugesetzt sein können, unter Verwendung von Salzbädern und einem oxydierenden Glühvorgang, dadurch gekennzeichnet, daß die zu überziehenden Gegenstände nach einer Salzbadbehandlung vom überschüssigen Salz restlos befreit werden, um sie alsdann einem oxydierenden Glühen zu unterwerfen. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Salzbad aus Natrium-oder Kaliumhydroxyd oder Gemischen derselben besteht..