DE977307C

DE977307C - Verfahren zum Herstellen sehr duenner Draehte aus Metallen und Metallegierungen

Info

Publication number: DE977307C
Application number: DED28697A
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Dannoehl
Original assignee: Bundesrepublik Deutschland
Current assignee: Bundesrepublik Deutschland
Priority date: 1958-08-06
Filing date: 1958-08-06
Publication date: 1965-11-11
Also published as: FR1423604A; US3504730A; NL110568C; BE581184A; GB1011330A

Description

Verfahren zum Herstellen sehr dünner Drähte aus Metallen und Metallegierungen Es ist üblich, Drähte zum Vermindern des Querschnitts durch Ziehdüsen od. dgl. hindurchzuziehen. Dieses Verfahren erfordert für dünne Drähte erhebliche Kosten, da der Drahtdurchmesser bei einem Durchgang durch ein Ziehwerkzeug nur verhältnismäßig wenig vermindert werden kann; für jede Querschnittsverminderung ist ein besonderes Ziehwerkzeug erforderlich, wodurch bei der Herstellung dünner Drähte eine große Anzahl von Ziehwerkzeugen gebraucht wird.
Es ist auch bekannt, zur Verminderung des Durchmessers die Drähte ohne Ziehdüsen mittels einer schneller umlaufenden Trommel von einer langsam umlaufenden Trommel abzuziehen und den Draht zwischen den beiden Trommeln auf Temperaturen zu erwärmen, in denen der Drahtwerkstoff einen gewissen Plastizitätsgrad erreicht. Um hierbei der Gefahr der Oxydbildung auf der Außenhaut des Drahtes zu begegnen, hat man bereits den Laufweg des Drahtes mit einer schutzgasgefüllten Kammer umgeben. Dieses Verfahren findet seine Grenze darin, daß die Drähte nur eine begrenzte Zugkraft aufnehmen können, die zudem mit abnehmendem Durchmesser und mit steigender Temperatur rasch geringer wird. Daraus ergibt sich, daß die in einem Arbeitsschritt mögliche Querschnittsverminderung mit abnehmendem Durchmessser kleiner wird. Zur Herstellung dünner Drähte ist auch hier entweder eine große Anzahl von Arbeitsstationen erforderlich oder ein häufiger Durchlauf des Drahtes durch dieselbe Arbeitsstation, was einen großen Zeitaufwand zur Folge hat.
Zum Herstellen dünnen Drahtes ist es weiterhin bekannt, in einem abgeschlossenen Glasgefäß einen Vorrat an Drahtwerkstoff zu schmelzen und unter Erwärmen des Glasgefäßes dieses zusammen mit dem Werkstoff zu dünnen Fäden auszuziehen. Der Werkstoff für das den Draht ummantelnde Glasgefäß ist bei diesem Verfahren so ausgewählt, daß er bei der Schmelztemperatur des Drahtwerkstoffes zähflüssig ist. Der Glasmantel schützt den Kerndraht vor Wärmeverlust und Oxydation und wirkt formgebend auf diesen ein. Der Wärmeinhalt des Mantels sorgt dafür, daß der Kerndraht hinreichend lange verformbar bleibt. Der Mantel nimmt ferner beim Ausziehen Zugspannungen auf. Nach diesem Verfahren kann man jedoch nur Drähte begrenzter Länge herstellen, weil der Unterschied zwischen dem Durchmesser des Schmelztropfens und dem abgezogenen Draht nicht zu groß werden darf und damit der Schmelztropfen nur für eine beschränkte Drahtlänge Material enthält.
Man kann sehr dünne Drähte auch dadurch herstellen, daß man flüssiges Metall in eine Glaskapillare einsaugt, diese bis zum Erweichungspunkt des Glases erhitzt und das Glasröhrchen durch Katapultieren stark längt. Auch auf diese Weise lassen sich nur Drähte mit begrenzter Länge herstellen.
In beiden letzteren Fällen kann man den Glasmantel durch geeignete Maßnahmen entfernen oder als Isolierung auf dem Draht belassen.
Im Hinblick auf den letztgenannten Stand der Technik geht das erfindungsgemäße Verfahren von einem Verfahren zum Herstellen dünner Drähte aus Metallen und Metallegierungen aus, bei dem das von einer durch Streckzug verformbaren Schutzhülle umschlossene Ausgangswerkstück samt Hülle über seine für den jeweiligen Werkstoff übliche Warmverarbeitungstemperatur hinaus erhitzt und frei, d. h. ohne Verwendung eines Ziehwerkzeugs, unter Ausziehen im Querschnitt abgestreckt wird. Das erfinderisch Neue besteht darin, daß ein Ausgangsdraht von o,r bis 8 mm Durchmesser im Zuge des Durchgangs durch eine Düse kontinuierlich ummantelt, d. h. mit einer flüssigen, plastischen oder festen Schutzhülle versehen und hierbei oder anschließend hieran erhitzt sowie ausgezogen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt einerseits eine erhebliche Verminderung des Drahtdurchmessers in einem Arbeitsschritt, ist also nicht so aufwendig wie die beiden zuerst genannten bekannten Verfahren, und ermöglicht vor allem das kontinuierliche Herstellen dünner Drähte, vermeidet damit also die Nachteile der beiden an zweiter Stelle genannten Verfahren.
Die Düse, in welche das Werkzeug zum Auftragen der Schutzhülle ausläuft, hat auf den Ausgangsdraht keine abstreckende Wirkung. Sie dient vielmehr nur zum Aufbringen der Schutzhülle. Die Technik der Umhüllung von mehr oder weniger kurzen Drahtstücken ist an sich durch die Herstellung von umhüllten Elektroden für die Lichtbogenschweißung bekannt. Die hierbei verwendeten Hüllenwerkstoffe kommen auch für das erfindungsgemäße Verfahren in Betracht.
Die Erhitzung kann beispielsweise durch Strahlung, Widerstandserhitzung oder auch durch einen elektrischen Lichtbogen erfolgen, wobei auch die verwendeten Drähte als sich selbst verzehrende Elektroden geschaltet werden können.
Die aus der Erhitzungszone austretende zähflüssige Schutzhülle kann von einer Schnappvorrichtung an einer schnell umlaufenden Trommel erfaßt werden und auf die Trommel aufgewickelt werden. Der Durchmesser der herzustellenden dünnen Drähte ergibt sich dann aus dem Durchmesser des Ausgangsdrahtes, der Drahtzuführungsgeschwindigkeit zur Erhitzungszone und der Umlaufgeschwindigkeit der Auflaufstelle des ummantelten Drahtes auf der Trommel.
Zweckmäßigerweise steuert man Drahtzuführungs-und Trommelumlaufgeschwindigkeit automatisch so, daß sich nach einer gewissen Anlaufperiode mit zunächst größerem Drahtquerschnitt, als für die Fertigung der Drähte beabsichtigt, eine kontinuierliche Festigung von Drähten gleichmäßigen, dünnen Querschnitts ergibt.
Durch eine geeignete Wärmeschutz- und Kühlvorrichtung, die man im Anschluß an die Erhitzungszone anordnet, läßt sich die Abkühlung des ausgezogenen Drahtes mit seiner Glashülle so steuern, daß man ein gewünschtes Gefüge des Drahtwerkstoffes und damit bestimmte Eigenschaftswerte des Drahtes erhält. Das für die Schutzhülle gewählte Material ist dafür ausschlaggebend, ob die Schutzhülle beim Abkühlen auf dem Draht haftenbleibt oder von ihm abplatzt. Dabei sind wieder mehrere Spielarten möglich. Es kann z. B. ein Abplatzen der Umhüllung erst bei einer tiefen Temperatur angestrebt werden, so daß keine Oxydation der dünnen Drähte mehr eintritt, oder aber es wird bewirkt, daß das Abplatzen der Umhüllung bereits bei so hohen Temperaturen erfolgt, daß gegebenenfalls noch ein für die Verwendung günstiger Oxydationsfilm entsteht.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet, den herzustellenden dünnen Drähten über die Schutzhülle weitere Bestandteile zuzuführen, die im erhitzten Zustand von dem Drahtwerkstoff unter Legierungsbildung aufgenommen werden. Dieser Vorgang steht in einer ge-,vissen Analogie zu- den Vorgängen beim Schweißen mit umhüllten Elektroden. Der Ausgangsdraht kann aus einheitlichem Metall oder einer einheitlichen Legierung bestehen. Mitunter ist es jedoch vorteilhaft, von mehreren Drähten aus verschiedenen Metallen und/oder Legierungen auszugehen, die miteinander verdrillt oder verflochten sein können. In diesen Fällen wird im schmelzflüssigen Zustand zugleich eine Legierungsbildung zwischen den Bestandteilen der Ausgangswerkstoffe erzielt. Damit erübrigt sich oftmals ein besonderer Schmelzprozeß. Die Einstellung der Legierungsgehalte ist dabei durch die Wahl der Querschnitte der Ausgangsdrähte möglich.
Nach dem Verfahren gemäß Erfindung hergestellte, sehr dünne Metalldrähte und Metalldrahtabschnitte können zur Bewehrung nichtmetallischer Werkstoffe aller Art dienen, insbesondere von keramischen und Kunststofferzeugnissen.
Sie können als Abschirm- und Filterwerkstoffe, für Mikrosiebe, Aufhängungen, insbesondere aber auch für magnetische und elektrische Spezialwerkstoffe verwendet werden. Insbesondere können dadurch Verbundkörper mit sehr großem Unterschied in der elektrischen oder der Wärmeleitfähigkeit in Abhängigkeit von der Ausrichtung der eingelagerten Metallfäden oder aber z. B. Dauermagnetkörper mit Vorzugsorientierung in den Drahtrichtungen hergestellt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen dünner Drähte aus Metallen und Metallegierungen, bei dem das von einer durch Streckzug verformbaren Schutzhülle umschlossene Ausgangswerkstück samt Hülle über seine für den jeweiligen Werkstoff übliche Warmverarbeitungstemperatur hinaus erhitzt und frei, d. h. ohne Verwendung eines Ziehwerkzeugs, unter Ausziehen im Querschnitt abgestreckt wird., dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgangsdraht von o,i bis 8 mm Durchmesser im Zuge des Durchlaufs durch eine Düse kontinuierlich ummantelt, d. h. mit einer flüssigen, plastischen oder festen Schutzhülle versehen und hierbei oder anschließend hieran erhitzt sowie ausgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsdraht aus mehreren miteinander verdrillten oder verflochtenen Drähten aus verschiedenen metallischen Werkstoffen besteht und daß im erhitzten Zustand eine Legierungsbildung zwischen allen Bestandteilen des Ausgangsdrahtes eintritt.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgangsdrahtwerkstoff über' die Schutzhülle Zusätze zugeführt werden, die im erhitzten Zustand unter Legierungsbildung von jenem aufgenommen werden.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgezogenen Drähte mit einer derartigen Geschwindigkeit von hohen Temperaturen abgekühlt werden, daß je nach Werkstoffzusammensetzung diejenigen Gleichgewichts- oder unterkühlten Zustände erhalten werden, die für die Erzielung besonders günstiger chemischer oder physikalischer Eigenschaftswerte der Drähte ohne oder mit einer nachgeschalteten Wärmebehandlung erforderlich sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Auszüge deutscher Patentanmeldungen D 92895 1 b/7b; belgische Patentschrift Nr. 498375; USA.-Patentschrift Nr. 1793 529-