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Verwendung von Gold-Platin-Legierungen zur Herstellung von Spinndüsen
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Gold-Platin-Legierungen zur Herstellung
von Spinndüsen.
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Es ist bekannt, daß gewisse Gold-Platin-Legierungen die bisher besten
Eigenschaften bei der Verwendung für die Herstellung von Spinndüsen aufweisen. Ihre
große Feinkörnigkeit und Härte verleihen den Düsen eine hohe Beständigkeit gegen
mechanische Beanspruchungen und durch solche verursachte Beschädigungen. Es hat
sich gezeigt, daß unter den Gold-Platin-Legierungen solche mit höheren Platingehalten,
insbesondere diejenigen mit über 300/0, vorzugsweise 4.o bis 55.% Platin, außerordentlich
hohe Härten zu erzielen gestatten. Die aus derartigen Legierungen hergestellten
Düsen sind den höchsten Anforderungen gewachsen.
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Die Praxis der Düsenherstellung hat aber gezeigt, daß eine Steigerung
der Härte allein nicht genügt, um für den vorliegenden Verwendungszweck
einen
in jeder Hinsicht wertvollen Werkstoff bereitzustellen, sondern daß es in vielen
Fällen sogar wünschenswert ist, im Interesse einer leichteren Verarbeitbarkeit,
insbesondere Bohrmöglichkeit, den Düsen eine erhöhte Zähigkeit zu verleihen, d.
h. die Dehnung der Legierungen zu erhöhen.
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Es wurde nun gefunden, daß insbesondere bei Platingehalten oberhalb
4o bis 96%, vor allem bis 85'/o, Platin durch Zulegierung geringer Mengen von Rhodium
in den Grenzen von 0,o5 bis 3 %, vorzugsweise von o, i bis i % Rhodium zwar eine
merkbare Senkung der dem System Gold-Platin eigenen hohen Vergütungshärten hervorgerufen
wird, damit aber bei annähernd gleichbleibender Festigkeit eine erhebliche Zähigkeitssteigerung
verbunden ist, die derartige Vorteile bei der Verarbeitung bietet, daß,die erwähnte
Absenkung der Vergütungshärten demgegenüber nicht nennenswert ins Gewicht fällt.
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In dem Kurvenblatt gemäß Abb. i der Zeichnung sind den Härtezuständen,
wie sie im System Gold-Platin durch thermische- Behandlung erreicht werden, Härtezustände
gegenübergestellt, wie sie sich unter sonst gleichen Bedingungen, jedoch mit einem
Gehalt von o,5 % Rhodium, ergeben.
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Hierbei veranschaulichen die Kurven a die durch Glühen bei mittleren
Temperaturen von etwa 80o° bewirkten Zustände sowohl der rhodiumhraltigen als auch
der rhodiumfreien Gold-Platin-Legierungen, die sich praktisch im Zustand ca nicht
unterscheiden. Die Kurven b bzw. b' veranschaulichen die durch Glühen bei höheren
Temperaturen von etwa 110o bis 125o° und Abschrecken bewirkten Zustände, wie sie
durch Anlassen der abgeschrecktenLegierungen erreichtwerden, wobei dieKurven b und
e sich auf die rhodiumfreien Gold-Platin-Legierungen, b' und c' dagegen auf die
entsprechenden, jedoch 0,5% Rhodium enthaltenden Legierungen beziehen.
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Der Einfluß- auf die Härte in den Zuständen b und c ist nicht einheitlich
und richtet sich sowohl nach der _ Zusammensetzung der Legierungen wie auch nach
der Menge des Rhodiumzusatzes, doch ist insofern eine gewisse Gesetzmäßigkeit festzustellen,
als durch einen Rhodiumzusatz in Höhe von o,2 bis i 0/0, beginnend bei einer unteren
Grenze von 32% Platin, eine Härteminderung eintritt. Das Optimum des Härteunterschiedes
zwischen den rhodiumfreien und den rhodiumhaltigen Gold-Platin-Legierungen liegt
in der Nähe des Härtemaximums der Gold-Platin-Legierungen.
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Bei höheren Geholten als 85 °/o Platin nähert sich der härtemindernde
Einfluß des Rhodiumzusatzes langsam wieder dem Nullwert, um bei Überschreitung dieser
Grenze sogar zu einem umgekehrten Einfluß, d. h. zu einer Härtesteigerung - gegenüber
den reinen Gold-Platin-Legierungen zu führen. .
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Die Kurven lassen im übrigen erkennen, daß in dem Gebiet; in welchem
durch den Rhodiumzusatz eine- Härteminderung eingetreten ist, - die Härteminderung
sich in einem tragbaren Ausmaß bewegt und daß sie leicht in Kauf genommen werden
kann gegenüber dem Vorteil einer ganz erheblichen Dehnungssteigerung in den Zuständen
b und c. Als Beispiel für die Dehnungssteigerung seien die Dehnungen einiger Gold-Platin-Legierungen
mit und ohne Rhodium genannt:
| Dehnung |
| Zusammensetzung |
| Zustand b I Zustand c |
| 6o Au, 40 Pt . . . . . ... . . . . . 15 0/0
1,50/0 |
| 6o 'Au, 39,5 Pt, 0,5 Rh....... 20"/o 3,0% |
| 5o Au, 5o Pt . . . . . ... . . . ... . . 8% 1,20/0 |
| 50 Au, 49,5 Pt, o,5 Rh ....... 12% 2,50/0 |
| 45 Au, 55 Pt . . . . . . . . .. . . . . 6% 1,0% |
| 45 Au, 54,5 Pt,.:o,5 Rh ....... 1o0/0 2,00/0 |
Praktische Versuche haben ergeben, daß das günstigsteVerhältnis Dehnungssteigerung
zu Härteminderung innerhalb eines Bereiches von o,1 bis 1% Rhodium liegt und daß
bei 1% wesentlich übersteigenden Rhodiumzusätzen die Härte sich allmählich derartig
vermindert, daß sich die auftretenden Härteverluste auch gegenüber der vorhandenen
Zähigkeitssteigerung kaum noch rechtfertigen lassen.
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Bei gewissen Verhältnissen von Gold-Platin haben, sich Rhodiumzusätze
von o,4 bis 0,6°/o Rhodium als besonders zweckmäßig erwiesen. In anderen Fällen
sind auch höhere Rhodiumgehalte vorteilhaft, beispielsweise solche um etwa 1%.
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In dem Schema nach Ab-b. 2 der Zeichnung wird die im System Gold-Platin
vorliegende Mischungslücke für die rhodiumfreien Legierungen durch die Kurve i umgrenzt,
während die Kurvenäste :2 die Art und Weise veranschaulichen, in der die Verbreiterung
der Mischungslücke durch einen Rhodiumzusatz von o,5 % erfolgt.
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Die erfindungsgemäß erzielte, zum Teil äußerst beträchtliche Dehnungserhöhung
vereinfacht zunächst wesentlich die Verarbeitung selbst, da nicht nur die Herstellung
der Bohrungen im Zustand b erleichtert wird, sondern auch im Zusammenhang damit
das Gebiet sich verkleinert, in welchem die Herstellung der Bohrung im Zustand b
nicht mehr möglich ist und eine größere Zahl von Legierungen die Herstellung der
Bohrungen im Zustand a und anschließend die Glättung im Zustand b verlangt. Außerdem
wirkt sich die erhöhte Zähigkeit auch sehr günstig rauf das Verhalten der Düsen
der genannten Zusammensetzung bei der Anbringung der Bohrungen aus.
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Es hat sich ergeben, daß die starken Spannungen, welche durch unsachgemäße
Behandlung der aus den erfindungsgemäßen Legierungen hergestellten Düsen entstehen,
nicht Rißbildungen, wie bei bisher .gebräuchlichen Legierungen, zur Folge haben,
welche die Düse als solche- unbrauchbar machen, sondern infolge der hohen Dehnung
die Düsen sich höchstens bis zu einem gewissen Grad nur verbeulen, so daß sie sich
wieder ausbessern lassen.
Auch in Fällen schließlich, in denen bisher
mit einem Ausreißen der Düsenböden infolge erhöhten Druckes und demzufolge mit erheblichen
Betriebsstörungen sowie einem Austreten großer Mengen Spinnmasse in das Fällbad
gerechnet werden mußte, stellen sich nunmehr lediglich Formveränderungen ein.
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Selbst wenn in solchen Fällen die Formänderungen die Düsen unbrauchbar
machen sollten, werden damit, wie erwähnt, wesentliche Betriebsstörungen vermieden.