DEN0007748MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
Tag der Anmeldung: 16. September 1953 Bekanntgemacht am 2. Februar 1956
DEUTSCHES PATENTAMT
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entfernung der Oberflächenschichten, beispielsweise
Oxydschichten u. dgl., bei Titanmetallen.
Titanmetall besitzt insbesondere bei erhöhter Temperatur eine starke Affinität zu Sauerstoff,
Stickstoff, Wasserstoff u. dgl.; der Kontakt zwischen dem Metall und diesen Gasen sowohl bei
der ursprünglichen Herstellung des Titans als auch bej seiher anschließenden weiteren Verarbeitung
führt oft an der Oberfläche des Metalls zur Bildung vpn Belägen oder Schichten von Oxyd, Nitrid u. dgl.
Wenn derartige Beläge und Schichten auf Gegenständen aus Titanmetall gebildet werden, wird das
Metall hinsichtlich seiner Eigenschaft oft so verändert, daß die aus ihm hergestellten Gegenstände
nicht mehr für den ursprünglichen Zweck, dem sie dienen sollen, verwendet werden kpnnen. Derartige
Oberflächenschichten haften außerdem sehr zäh an dem Titanmetali, und die Anwendung von Beizyerfahren,
beispielsweise nach Art der Säure-Waschungen, wie sie zur Entfernung der Oberflächenschichten
von Eisen und Stahl üblich sind, führt hier nicht zum Erfolg.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, das die Entfernung derartiger
Beläge und Oberflächenschichten von Titanmetall
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ermöglicht und auf diese Weise das Metall für handelsübliche Verwendung geeignet macht. Das
erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die schnelle und wirksame Freilegung des Titanmetalls
bei derartig verunreinigten Metallen.
Die folgenden Ausführungen dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Allgemein gesehen betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Entfernung von Oberflächenschichten
bei Titanmetall, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Oberfläche so lange mit
einem geschmolzenen Alkalimetallpolysulfid behandelt wird, bis die Schicht von der Oberfläche gelöst
ist, und daß das Polysulfid und die gelöste Oberflächenschicht von der Oberfläche entfernt
werden. '
Alkalimetallpolysulfide, die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbar sind, können auf die
verschiedenste AVeise hergestellt werden. Beispielsweise kann ein Alkalisulfid, wie Natriumsulfid
(Na2S), mit zusätzlichem freien Schwefel kombiniert
werden, um Verbindungen gemäß der allgemeinen Formel Na2Sx. zu erhalten, wobei χ
größer ist als i. Eine besonders wirksame Verbindung besteht entweder aus Natrium- oder Kaliumpolysulfid,
in dem 0,1 bis 5 Teile freien Schwefels anwesend sind zusätzlich zu demjenigen, der
normalerweise als Na2S oder K2S kombiniert ist.
Mischungen aus Natrium- und Kaliumpolysulfiden können ebenfalls benutzt werden.
Die Polysulfidverbindung muß in geschmolzenem Zustand vorliegen. Die Temperaturen, bei welchen
diese Verbindungen schmelzen, schwanken beträchtlich und sind zum Teil abhängig von dem Anteil
des anwesenden freien Schwefels. Eine befriedigende Entfernung von Oberflächenschichten hat
sich ergeben bei Temperaturen zwischen 250 und 5000, die selbstverständlich im einzelnen von Faktoren,
wie der Zusammensetzung des Bades, der Größe und der Konzentration des zu behandelnden
Gegenstandes u. dgl., abhängig sind.
Wenn die Titanmetalloberfläche mit dem geschmolzenen Polysulfid behandelt wird, wird die
Oberflächenschicht sehr schnell gelöst. Im allgemeinen braucht das Metall der Einwirkung des
Polysulfide nur verhältnismäßig kurze Zeit ausgesetzt zu sein.
Bei dem erfindüngsgemäßen Verfahren soll die Behandlungszeit im allgemeinen 10 Minuten nicht
überschreiten. Natürlich können auch kürzere Kontaktzeiten angewendet werden, was von der Stärke
der Schicht und von der Art der zu behandelnden Oberfläche abhängt. Gelegentlich kann es
wünschenswert sein, die Behandlungszeit länger als 10 Minuten auszudehnen. Beispielsweise kann die
Größe des zu behandelnden Gegenstandes oder die Art der Aufbringung so beschaffen sein, daß eine
längere Zeitdauer der Behandlung wünschenswert ist. Es wurde gefunden, daß sich die Wirkung des
geschmolzenen Polysulfide verzögern läßt durch die Zugabe von Halogenverbindungen, beispielsweise
von Halogeniden der Alkali- und Alkalierdmetalle und des Magnesium.
Diese Verbindungen sind allgemeinen mit den beim vorliegenden Verfahren verwendeten Polysulfiden
mischbar. Natürlich kann der Anteil des verwendeten Halogenides schwanken und hängt ab
yon dem verlangten Grad der Verzögerung in der Wirkung und von der anzuwendenden Temperatur.
Bei der praktischen Anwendung solcher Schmelzen von in seiner Wirkung verzögertem Polysulfid ist
es vorteilhaft, den Anteil.des Halogenides so zu begrenzen, daß die Bildung einer geschmolzenen
Polysulfid-Halogenid-Mischung bei Temperaturen zwischen 250 und 5000 möglich ist. Außerdem
sollte die Zugabe der verzögernd wirkenden Verbindung im allgemeinen so begrenzt werden, daß
die Behandlungszeit bis höchstens zu einer Stunde verzögert werden kann, da längere Zeiten in der
praktischen Handhabung nicht zweckmäßig sind.
In weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zweckmäßig, die Metalloberfläche,
von der die Schicht gelöst ist, mit'Wasser abzuspülen, um jegliche Restspuren von abgelöster
Schicht und Polysulfid, die noch vorhanden sein können, zu entfernen. Die Oberfläche des so behandelten
Metalls besitzt einen frischen, klaren metallischen Schimmer.
Die praktische Methode zur Behandlung der Titanmetalloberfläche mit dem geschmolzenen Poly- go
sulfid kann natürlich unterschiedlich sein; es ist für viele Zwecke jedoch vorteilhaft, ein geschmolzenes
Bad aus Polysulfid zu verwenden, in das der Gegenstand aus Titanmetall mit seiner Oberflächenschicht
eine zur Lösung der Schicht ausreichende Zeit eingetaucht wird.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Eine Stange aus Titanmetall von 20 mm Länge, die in einer Sauerstoffatmosphäre gewalzt worden
war und mit einer Oxydschicht verunreinigt war, wurde in ein geschmolzenes Bad aus Natriumpolysulfid
eingetaucht, das.der allgemeinen Formel Na2S3 entsprach und eine Temperatur von ungefähr
3500 besaß. Das Polysulfid begann die Oberflächenschicht sofort zu lösen; die Titanmetallstange
wurde nach 5 Minuten aus der Sulfidschmelze entfernt, mit Wasser abgespült und auf
Raumtemperatur abgekühlt. Der Oxydbelag war vollständig entfernt, und die Metallstange hatte ein
frisches, glänzendes metallisches Aussehen.
Ein Block aus Titanmetall, der mit einer Oberflächenschicht aus Titanoxyd und Titannitrid bedeckt
war, wurde in ein geschmolzenes Bad eingetaucht, das aus einer Mischung von Natriumpolysulfid
und Kaliumpolysulfid, entsprechend der Formel Na2S113K2S bestand. Der Titanblock
blieb mit der geschmolzenen Polysulfidmischung 5 Minuten lang bei der ungefähren Temperatur von
5000 in Kontakt. Danach wurde der Block aus der Polysulfidschmelze entfernt und anschließend abgekühlt.
Auch hier war die Oberflächenschicht voll-
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ständig entfernt und der Block besaß einen hellen, glänzenden metallischen Schimmer.
Aus der vorausgehenden Beschreibung und den Ausführungsbeispielen geht hervor, daß es mittels
des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich ist, Oberflächenbeläge, wie Oxydschichten u. dgl.
schnell und wirksam von Tiitanmetall zu entfernen, wenn die Metalloberfläche mit einem Alkalimetallpolysulfid
behandelt wird. Diese schnelle und wirksame Methode gestattet die Wiederherstellung
großer Mengen von Titanmetall, die andernfalls' für handelsübliche Zwecke nicht ohne weiteres verwendbar
sein würden.
Claims (7)
1. Verfahren zum Entfernen der Oberflächenschichten,
beispielsweise Oxydschichten, bei Titanmetallen, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Metalls bis zur Lösung der
Oberflächenschicht mit, einem geschmolzenen Alkalimetallpolysulfid behandelt wird, worauf
die in dem Polysulfid gelöste Schicht von der Metalloberfläche entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Oberflächenschicht in der Regel nicht mehr als 10 Minuten lang mit dem
geschmolzenen Alkalimetallpolysulfid behandelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu behandelnde
Gegenstand aus Titanmetall in ein Bad aus geschmolzenem Alkalisulfid bis zur Lösung der
Oberflächenschicht eingetaucht und unmittelbar nach erfolgter Lösung aus dem Bad entfernt
und mit Wasser abgespült wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Polysulfid ein Natriumpolysulfid verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Polysulfid ein Kaliumpolysulfid verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Polysulfid unter Beimischung von einem Halogenid der Alkali- und Erdalkalimetalle oder des Magnesiums verwendet
ward.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht
höchstens 1 Stunde lang mit der Polysulfidmischung behandelt wird.
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