DE919503C

DE919503C - Spinnduese

Info

Publication number: DE919503C
Application number: DEP28742D
Authority: DE
Inventors: Dr Konrad Ruthardt
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1948-12-30
Filing date: 1948-12-31
Publication date: 1954-08-28

Description

Spinndüse Als Werkstoff für Spinndüsen für die Herstellung von Kunstseide und Zellwolle wird neben Edelmetallen schon seit langem Tantal verwendet, da es beständig ist gegenüber den chemischen Einwirkungen beim Spinnvorgang. Tantal ist jedoch für die mechanischen Beanspruchungen der Spinndüsen zu weich; man hat deshalb schon auf verschiedenem Wege versucht, dieses Metall zu härten. Bei den üblichen Verfahren werden die fertigen Tantaldüsen bei Temperaturen zwischen 300 und 6oo ° C kurzzeitig in Luft, Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlenoxyd erhitzt. Dadurch wird eine oberflächliche Härtung erzielt. Sie hat aber den Nachteil, daß sich das Tantal verfärbt und seine Oberfläche den Glanz verliert. Dadurch leidet die Güte der Spinnkanäle derart, daß sie während des Spinnvorganges rasch zuwachsen.
Deshalb wurden schon verschiedene Vorschläge gemacht, Tantal so zu härten, daß seine Oberfläche blank bleibt. Dies wurde beispielsweise versucht, indem man die Glühungen in Luft oder Sauerstoff unter vermindertem Druck durchführt. Dadurch wird auch tatsächlich eine Härtung erreicht, ohne daß das Tantal dunkel wird; jedoch trittgleichzeitig eine Versprödung auf, das so gehärtete Tantal neigt zur Brüchigkeit und scheidet als Werkstoff für Spinndüsen aus. Auch Versuche, die Härtung mit Stickstoff unter vermindertem Druck durchzuführen, haben kein befriedigendes Ergebnis geliefert: Man erhält zwar so ein hellglänzendes, zähhartes, nicht sprödes Tantal. Es hat jedoch den Nachteil, daß das bei der Härtung entstehende Nitrid mit der Lauge der Spinnlösung - wahrscheinlich unter Hydridbildung - reagiert. Hierdurch wird im praktischen Gebrauch das ursprünglich zähe Tantal so spröde, daß es nach einiger Zeit reißt.
Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, Spinndüsen aus Tantal herzustellen, welche die geforderte Härte aufweisen, ohne daß die mit den bisherigen Härtungsverfahren verbundenen Nachteile in Erscheinung treten.
Die Lösung dieser Aufgabe wurde darin gefunden, daß die Oberfläche der Spinndüsen aus Tantal mit einem Überzug versehen ist, der, insbesondere als Hauptbestandteil, Tantalkarbid enthält.
Versuche haben gezeigt, daß das Tantalkarbid gegenüber dein chemischen Angriff sowohl durch die Spinnlösung als auch durch das Fällbad beständig ist. Spinndüsen aus Tantälkarbid selbst herzustellen stößt wegen der hohen Härte und der schweren Bearbeitbarkeit dieses Stoffes auf Schwierigkeiten. Dagegen erweisen sich Spinndüsen aus Tantal, die oberflächlich einen Überzug aus Tantalkarbid besitzen, allen Anforderungen gewachsen. Sie zeigen sowohl eine große Oberflächenhärte als auch ein helles Aussehen, wenn bei der Herstellung darauf geachtet wird, daß tatsächlich vorwiegend Tantalkarbid und nicht etwa Tantaloxyd entsteht.
Überzüge, die vorwiegend aus Tantalkarbid bestehen, lassen sich auf einer Tantaloherfläche in verschiedener Weise anbringen: Bei der Behandlung von Tantal in Kohlenoxyd zwischen 300 und 60o° C entsteht vornehmlich Tantaloxyd. Es gelingt aber leicht, Tantalkarbid enthaltende Überzüge herzustellen, wenn man das Tantal bei höheren Temperaturen zwischen etwa 700 und 150o° C und bei Drücken unter i mm Hg in kohlenstoffhaltigen Gasen, beispielsweise Methan oder Kohlenoxyd, gegebenenfalls in Gegenwart von freiem Kohlenstoff glüht. Es ist auch möglich, einen Überzug aus Tantalkarbid durch Behandlung von Tantal in kohlenstoffhaltigen Salzen, z. B. Ferrozyankali, zu erzeugen. Durch entsprechende Glühbehandlung ist es möglich, die Eindringtiefe des Kohlenstoffs in das Tantal und somit die Dicke der Karbidschicht zu regeln.
Die Spinndüse selbst wird entweder aus Tantalblech hergestellt, das bereits eine Karbidschicht besitzt, oder aber die fertige Spinndüse wird nachträglich mit einer Karbidschicht versehen. Der zweite Weg ist vorteilhafter, weil dabei auch die Wandungen der Spinnkanäle einen Karbidüberzug erhalten.
Die Erfindung sei an einem Ausführungsbeispiel erläutert: Bereits mit Spinnkanälen versehene Spilindüsen aus Tantalblech mit einer Vickers-Härte von ioo kg/mm2 werden bei iaoo° C in möglichst sauerstofffreiem Kohlenoxyd bei einem Druck von 0,005 mm Hg während etwa 30 Minuten geglüht. Sie erhalten eine sehr hohe Oberflächenhärte und behalten dabei ein hellglänzendes Aussehen; ihre Vickers-Härte beträgt 18o kg/mm2.

Claims

PATENTANSPRUCH: Spinndüse aus Tantal für die Herstellung von Kunstseide und Zellwolle, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Oberfläche mit einem Überzug versehen ist, der, insbesondere als Hauptbestandteil, Tantalkarbid enthält.