DE971522C

DE971522C - Pyrophore Legierungen

Info

Publication number: DE971522C
Application number: DET9018A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr Komarek; Hans Dr Nowotny; Otto Dr Smetana
Original assignee: Treibacher Chemische Werke AG
Current assignee: Treibacher Chemische Werke AG
Priority date: 1953-02-26
Filing date: 1954-02-10
Publication date: 1959-02-12

Description

Pyrophore Legierungen Es gibt Metalle und Legierungen, die schlag- oder reibungspyrophor sind, d. h. beim Schlagen, Reiben, Feilen u. dgl. Funken geben. Damit eine solche Legierung technisch verwendbar ist, müssen diese Funken genügend heiß sein und hinreichend lange heiß bleiben, um auf geeignete Stoffe, namentlich brennbare Gase sowie flüssige oder auch feste brennbare Stoffe, zündend zu wirken. Die Pyrophorität muß leicht und jederzeit erregbar, der Verbrauch an pyrophorem Metall bei der Funkenbildung soll gering sein. Den bei normalem Gebrauch auftretenden korrodierenden Einflüssen muß das pyrophore Metall hinreichend lange widerstehen. Bisher kennt man nur wenige Metalle und Legierungen, die allen diesen Anforderungen entsprechen. Praktisch hat man bisher ausschließlich cerhaltige Legierungen als Zündmetalle benutzt.
Auf der Suche nach pyrophoren Systemen, welche frei von Cer und Seltenen Erdmetallen sind, ist man auch schon auf binäre Titan-Bleilegierungen gestoßen, doch hat man diese Systeme für nichtpyrophor gehalten. Es ist nun überraschenderweise gefunden worden, daß diese bereichsweise tatsächlich nicht pyrophore Legierung innerhalb der hier unter Schutz gestel°ten Grenzen doch eine technisch verwertbare Pyrophorität besitzt. Diese erfindungsgemäßen Legierungen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen aus einer Ti-Pb-Legierung bestehen und einen Gehalt von 4o bis 6o Gewichtsprozent Ti aufweisen. Der Titangehalt beträgt zweckmäßig zwischen 45 und 52 Gewichtsprozent. Zweckmäßig können die erfindungsgemäßen Legierungen auch einen Gehalt an Sb aufweisen, der bis zu 25 Gewichtsprozent der Gesamtlegierung gehen kann. Mit Bezug auf die exakte Bemessung der angeführten Legierungskomponenten ist zu sagen, daß diese innerhalb der angeführten Grenzen nicht kritisch ist, doch sollte beachtet werden, daß Titan-Blei-Legierungen mit wesentlich mehr als 52 % Pb inhomogen sind; sie zeigen die Erscheinung des Seigerns. Titan-Blei-Legierungen mit weniger als 4o °/o Blei bleiben außer Betracht, weil sie für gewerbliche Zwecke zu hart sind. Zu bemerken ist noch, daß man das Blei teilweise, nämlich bis zn 25 Gewichtsprozent, durch Zinn ersetzen kann, aber diese Legierungen sind weniger zündwillig als die Titan-Blei-Legierungen.
Außer den genannten Elementen können die Legierungen eines oder mehrere der folgenden Elemente enthalten: a) In einer 2o Gewichtsprozent nicht übersteigenden Gesamtmenge: Cer und andere seltene Erdmetalle, Th, U; b) in einer io Gewichtsprozent nicht übersteigenden Gesamtmenge: Fe, Co, Ni, Mn, Al, Si, Cu, V, Cr, Mo, W. Diese Metalle sind als Legierungskomponenten für pyrophore Massen an sich bekannt.
Weiter können in den Legierungen Elemente anwesend sein, die als Verunreinigungen in den Legierungskomponenten (beispielsweise dem Titanmetall) vorhanden sind oder die bei der Herstellung oder Verarbeitung der Legierungen hinzukommen können. Es sind dies die Elemente O, H, C, S, P, N. Im übrigen ist diese Aufzählung nicht erschöpfend.

Man kann die Legierungen auf verschiedene Weise herstellen. Das folgende Ausführungsbeispiel erläutert einen derartigen Erzeugungsweg: 540 g Titanpulver mit 99 °/p Ti werden mit 240 g Bleipulver (99,90/,) und 300 g grob gepulvertem Antimon ohne Zugabe eines Bindemittels in einer Presse zu Pastillen von etwa 30 mm Durchmesser und 30 mm Höhe verformt. 500 g dieser Pastillen werden in einem zylindrischen Tiegel aus dichtem Graphit mit den Abmessungen 48 mm Innendurchmesser, 6o mm Außendurchmesser, 300 mm Länge in einen kippbaren, allseits geschlossenen Kohlerohr-Kurzschlußofen eingesetzt. Der Ofenraum wird auf 0,05 mm Hg evakuiert, reines Argon bis zu einem Druck von 700 mm Hg eingelassen und der Strom eingeschaltet. Die Stromstärke beträgt anfänglich Zoo A und wird im Laufe von io Minuten allmählich auf den Endwert von 50o A erhöht. Die Endspannung beträgt 27 V. Nach 12 Minuten ist die Masse geschmolzen. Der Druck im Ofen steigt auf 1400 mm Hg an. Zum Einschmelzen der restlichen Pastillen, die mittels einer geeigneten Vorrichtung allmählich der Schmelze zugesetzt werden, sind weitere 25 Minuten erforderlich. Nach völligem Durchschmelzen wird der Ofen gekippt, worauf das Metall in die auf 500° vorerwärmte Kokille fließt, die im Ofendeckel angebracht ist.

Ausführungsbeispiele
Gewichtsprozent
TI 1 Pb 1 Sb 1 Sn 1 Zr Ce 1 Fe 1 Al
1. 49 51 - -
2. 45 20 25 - - 10 - .,.
3. 45 45 - - 10 - - -
4. 52 44 - 2 - - 2 -
5. 54 34 10 - - - - 2
6. 48 29 23 - - - - -

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Pyrophore Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen aus einer Ti-Pb-Legierung bestehen und einen Gehalt von 4o bis 6o Gewichtsprozent Ti aufweisen.
2. Legierungen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen bis zu 25 Gewichtsprozent gehenden Gehalt an Sb aufweisen.
3. Legierungen nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Titangehalt zwischen 45 und 52 Gewichtsprozent beträgt.
4. Legierungen nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie an sich pyrophore Elemente wie .Cer und andere seltene Erdmetalle sowie Thorium und Uran in einer Gesamtmenge von weniger als 2o Gewichtsprozent enthalten, und zwar wenigstens eines dieser Elemente.
5. Legierungen nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie weitere, als Legierungskomponenten für pyrophord Massen bekannte Elemente in einer io Gewichtsprozent nicht übersteigenden Gesamtmenge enthalten. In Betracht gezogene Druckschriften Britische Patentschriften Nr. 27 341 vom Jahre 1908, r9 829 vom Jahre 19o9; USA.-Patentschrift Nr. i o23 2o8; caaadische Patentschriften Nr. 475 172, 475 173.