DEV0006729MA

DEV0006729MA -

Info

Publication number: DEV0006729MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 9. Januar 1954 Bekanntgemacht am 17. Mai 1956Registration date: January 9, 1954. Advertised on May 17, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Für verschiedene technische Zwecke werden I Metallteile benötigt, die ein möglichst großes Wärmeabstrahlvermögen besitzen sollen und deren Oberfläche zu diesem Zweck mit einer Kohlenstoffschicht versehen wird.For various technical purposes I metal parts are required that are as large as possible Should have heat radiation and their surface for this purpose with a carbon layer is provided.

Es sind bereits mehrere Verfahren zur Erreichung dieses Zieles bekanntgeworden.' So wurde z. B. vorgeschlagen, den Werkstoff vor Aufbringen der Kohlenstoffschicht zuerst zu oxydieren und dann bei erhöhter Temperatur einem Kohlenwasserstoffgas auszusetzen, das verdampften, C-reichen Kohlenwasserstoff, wie z. B. Petroläther, enthält. Nach dieser Behandlung wird der Werkstoff ebenfalls bei erhöhter Temperatur eine gewisse Zeit im Hochvakuum gehalten, um von allen Gasresten befreit zu werden.Several methods for achieving this goal have already become known. ' So became z. B. proposed to oxidize the material first and before applying the carbon layer then to expose the vaporized, C-rich gas to a hydrocarbon gas at elevated temperature Hydrocarbon such as B. petroleum ether contains. After this treatment, the material also kept at elevated temperature for a certain time in a high vacuum in order to remove all gas residues to be set free.

Ein anderes Verfahren sieht ein Aufrauhen der Oberfläche des Werkstoffes vor, wobei die Haftfähigkeit des Kohlenstoffes an der Oberfläche gegebenenfalls noch durch eine Oxydation der auf- zo gerauhten Metalloberfläche verstärkt wird. Anschließend an diese Vorbehandlung findet eine Erhitzung des zu karbonisierenden, d. h. mit einer fest haftenden Kohlenstoffschicht zu versehenden Metallstreifens in einer kohlenstoffhaltigen Atmosphäre, beispielsweise Butan, statt. Auch Methoden, die nach einer oxydierenden Vorbehandlung eine reduzierende Behandlungsstufe einfügen, sind bekannt. Der so vorbereitete Werkstoff wird durch Acetylen, dem C-reiche Kohlen-Wasserstoffe, wie Butan, Gasolin u. dgl., beigemischt sind, bei erhöhter Temperatur karbonisiert. Da mitAnother method provides for a roughening of the surface of the material, whereby the adhesion of the carbon on the surface, possibly by oxidation of the upzo roughened metal surface is reinforced. Subsequent to this pretreatment there is a Heating of the to be carbonized, d. H. to be provided with a firmly adhering carbon layer Metal strip in a carbonaceous atmosphere, such as butane, instead. Also Methods which, after an oxidizing pretreatment, are followed by a reducing treatment stage insert are known. The material prepared in this way is replaced by acetylene, the carbon-rich hydrocarbons, such as butane, gasoline and the like are mixed in, carbonized at elevated temperature. In order to

6OJ 526/4096OJ 526/409

V6729 VI/48dV6729 VI / 48d

den nach diesem Verfahren aufgebrachten Kohlenstoffschichten keine befriedigenden Ergebnisse erzielt wurden, weil die aufgebrachten· Schichten nicht fest genug auf den zu karbonisierenden Metall-, 5 oberflächen hafteten, insbesondere den meistens notwendigen Preßverformungen nicht standhielten, wurden neue spezielle Behandlungsmethoden entwickelt. Es sind dies die Sinterverfahren.the carbon layers applied by this process did not achieve satisfactory results because the applied layers are not strong enough on the metal to be carbonized, 5 surfaces adhered, in particular did not withstand the most often necessary compression deformations, new special treatment methods were developed. These are the sintering processes.

Bei diesen Sinterverfahren werden im allgemeinen Metallpulver auf die Werkstoffe aufgesintert. Durch geeignete Behandlung können diese aufgesinterten Schichten noch besonders porös gemacht werden, um dadurch der aufzubringenden Kohlenstöffschicht einen möglichst festen Halt zu geben. ·.These sintering processes are generally Metal powder sintered onto the materials. With suitable treatment, these sintered-on layers can become even more special be made porous in order to give the carbon layer to be applied as much as possible to give a firm hold. ·.

Schließlich seien jioch Verfahren erwähnt, nach denen Karbide hochschmelzender Metalle, in pulverisierter Form mit einem Metallpulver niedrigeren Schmelzpunktes unter Zusatz von Bindemitteln zu einer Paste gemischt, aufgesintert bzw. aufgelötet werden- und die so erhaltene Schicht einen vorzugsweise porigen Überzug eines gasabsorbierenden Metalls, wie Zirkon od. dgl., erhält. Die zuletzt angegebenen Sinterverfahren erfordem jedoch einen verhältnismäßig großen Aufwand und sind gegenüber den eingangs genannten Methoden zur Aufbringung einer wirksamen Kohlenstoffschicht erheblich kostspieliger.Finally, there are procedures to be mentioned those carbides of refractory metals, in powdered form with a metal powder lower Melting point mixed to a paste with the addition of binders, sintered or be soldered - and the layer obtained in this way a preferably porous coating of a gas-absorbing Metal, such as zirconium or the like. Obtains. The last specified sintering process is required However, a relatively large effort and are compared to the aforementioned Methods for applying an effective layer of carbon are considerably more expensive.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, nach dem in einfacher Weise eine gut haftende Kohlenstoffschicht auf Metallen, insbesondere auf Nickel' und Eisen, erzeugt wird, dabei aber die Herstellungskosten doch niedrig zu halten, so daß eine wirtschaftliche Fertigung ermöglicht wird.It is the object of the present invention to provide a method according to which in a simple Way a well-adhering carbon layer on metals, especially on nickel and iron is, but to keep the manufacturing costs low, so that an economical production is made possible.

Dieses geschieht, nach der vorliegenden Erfindung dadurch, daß die zu karbonisierenden Werkstoffe durch den reduzierenden Teil einer Gasflamme gezogen werden. Die Gasflamme wird vorzugsweise mit Leuchtgas, dem geringe Mengen Acetylen beigemischt sind, betrieben. Die Acetylenmenge beträgt höchstens io°/o der gesamten Gäsmenge. Hierbei wird bei einer Temperatur zwischen etwa 700 und iooo⁰ C das Acetylen nur teilweise verbrannt. Der Kohlenstoff setzt sich in dem reduzierenden Teil der Gasflamme fest auf die Oberfläche des zu behandelnden Werkstoffes und kann aus Sauerstoffmangel nicht abbrennen.This is done, according to the present invention, in that the materials to be carbonized are drawn through the reducing part of a gas flame. The gas flame is preferably operated with luminous gas to which small amounts of acetylene are mixed. The amount of acetylene does not exceed 10% of the total amount of gas. Here, the acetylene is only partially combusted at a temperature between about 700 and iooo ⁰ C. The carbon settles in the reducing part of the gas flame on the surface of the material to be treated and cannot burn off due to a lack of oxygen.

Die Gasflamme kann in eine Anzahl von Einzelflammen unterteilt sein. In diesem Falle werden die Einzelflammen innerhalb eines Ofens so angeordnet, daß sie von mehreren Seiten auf den zu behandelnden Werkstoff einwirken können, um eine gleichmäßige Kohlenstoff schicht auf seiner Oberfläche zu erzeugen. Beispielsweise befinden sich bei einem bandförmigen Werkstoff die Gasflammen sowohl oberhalb als unterhalb des Metallbandes. In diesem speziellen Falle wird das Metallband vorzugsweise mit seiner horizontal liegenden FlächeThe gas flame can be divided into a number of individual flames. In this case it will be the individual flames within a furnace are arranged so that they are facing from several sides treated material can act to create a uniform carbon layer on its surface to create. For example, in the case of a strip-shaped material, the gas flames are both above than below the metal band. In this particular case, the metal band is preferred with its horizontally lying surface

durch den Öfen geführt. Bei der Behandlung von anders geformten Metallteilen, wie beispielsweise Drähten, Rohren, Drähtgeweben u. dgl., können die Gasflammen in beliebiger Weise um diese Gegenstände herum angeordnet werden, so daß eine gleichmäßige Kohlenstoffschicht auf den zu behandelnden Werkstoffen entsteht.passed through the furnace. When treating differently shaped metal parts, such as Wires, pipes, wire mesh and the like, the gas flames in any way around these objects be arranged around, so that a uniform carbon layer on the to be treated Materials is created.

Bevor der Werkstoff dem reduzierenden Teil der Gasflamme zugeführt wird, wird er durch mechanische Behandlung aufgerauht oder zum selben Zwecke der Einwirkung von Bromdämpfen ausgesetzt. Durch dieses erfindungsgemäße Behandeln ergibt sich eine besonders gute Haftwirkung zwischen der aufgebrachten Kohlenstoffschicht und der ..Oberfläche des Werkstoffes.Before the material is fed to the reducing part of the gas flame, it is mechanically Treatment roughened or exposed to bromine vapors for the same purpose. This treatment according to the invention results in a particularly good adhesive effect between the applied carbon layer and the ..surface of the material.

Die vorzugsweise dünne Kohlenstoffschicht zeigt eine tiefschwarze Farbe und ist außerordentlich fest haftend. Bei der weiteren Formgebung der nach dem erfindungsigemäßen Verfahren behandelten Werkstoffe, z. B. durch Stanzen oder Pressen, wird die Kohlenstoffschicht nicht beschädigt, so daß beispielsweise für die Verwendung als Elektroden in Verstärkerröhren eine große Betriebssicherheit dieser Teile gewährleistet ist.The carbon layer, which is preferably thin, has a deep black color and is extraordinary firmly adhering. In the further shaping of the treated according to the inventive method Materials, e.g. B. by punching or pressing, the carbon layer is not damaged, so that for example great operational reliability for use as electrodes in amplifier tubes these parts is guaranteed.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Kohlenstoffschicht hat ein mattes Aussehen. Um eine besonders griffeste, glatte Kohlenstoffschicht zu erzeugen, kann der Werkstoff nach dem Karbonisieren in dem reduzierenden Teil der Flamme zwischen trockenen Filzplatten hindurchgezogen werden. Der Anpreßdruck dieser Filzplatten gegen den zu karbonisierenden Werkstoff ist einstellbar, so daß die Griffestigkeit der verbleibenden Kohlenstoffschicht in gewissen Grenzen variiert werden kann. Nach der Behandlung mit den Filzplatten kann der Werkstoff in Sonderfällen durch eine zusätzliche Säuberungsvorrichtung gezogen werden, z. B. durch eine mit Methanol getränkte Kissenanordnüng. Durch diese werden die noch lose aufliegenden staübförmigen Kohlenstoffreste entfernt.The carbon layer produced by the method according to the invention has a matt appearance. In order to create a smooth carbon layer that is particularly easy to grip, the material can be used after before carbonizing in the reducing part of the flame pulled through between dry felt plates will. The contact pressure of these felt plates against the material to be carbonized is adjustable so that the grip strength of the remaining carbon layer is within certain limits can be varied. After treatment with the felt sheets, the material can be used in special cases be pulled through an additional cleaning device, e.g. B. by a soaked with methanol Cushion arrangement. Through this the still loosely lying dust-like carbon residues are removed removed.

Infolge der geringen Zeitdauer, die das Material den Bromdämpfen ausgesetzt werden muß, läßt sich das Verfahren als Durchlaufverfahren anwenden. Zu diesem Zwecke wird vorzugsweise ein Rohrofen benutzt. Wenn es sich beispielsweise um die Her- ¹QS stellung von Bändern handelt, wird das Glührohr des Ofens bis auf einen verstellbaren Schlitz, einseitig verschlossen, der so groß ist, um das Band bequem einzuführen. Auf diese Weise kann die Menge des in das Glührohr des Ofens eintretenden no Luftsauerstoffes auf einen solchen Betrag eingestellt werden, der gerade zum Entzünden des Gasgemisches und zur Aufrechterhaltung der Flamme ausreicht bzw. zur Erreichung des zum Karbonisieren günstigsten Gasgemisches erforderlieh ist. Das Gasgemisch wird zu beiden Seiten, insbesondere sowohl über als auch unter dem zu karbonisierenden Metallband, in das Glührohr eingeleitet und führt zu einer beiderseitigen gleichmäßigen Berußung. Der Rohrofen wird dabei durch: elektrische oder ändere Heizung auf etwa 700⁰ C angeheizt. Durch die im Innern des Rohrofens brennenden Gasflammen wird die Ofentemperatur noch etwas gesteigert, jedoch verhindert die reduzierende Atmosphäre ein Abbrennen des am Metallband niedergeschlagenen Kohlenstoffes. Die Durch-As a result of the short period of time that the material must be exposed to the bromine vapors, the process can be used as a continuous process. A tube furnace is preferably used for this purpose. If it is position for example, the manufacturer is about ¹ QS bands, the glow tube of the furnace up to an adjustable slit, closed on one side, which is so large, easy to introduce the tape. In this way, the amount of atmospheric oxygen entering the glow tube of the furnace can be set to an amount that is just sufficient to ignite the gas mixture and maintain the flame or is necessary to achieve the most favorable gas mixture for carbonization. The gas mixture is introduced into the glow tube on both sides, in particular both above and below the metal strip to be carbonized, and leads to uniform sooting on both sides. The kiln is carried thereby: electrical heating or change is heated to about 700 ⁰ C. The gas flames burning inside the tube furnace raise the furnace temperature a little, but the reducing atmosphere prevents the carbon deposited on the metal strip from burning off. By-

526/409526/409

V 6729 VI/43 dV 6729 VI / 43 d

laufgeschwindigkeit des Werkstoffes durch den Ofen bei Verwendung eines etwa 2 m langen Glührohres liegt etwa zwischen ι und io m/min.running speed of the material through the furnace when using an approximately 2 m long glow tube lies approximately between ι and 10 m / min.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf die in der Beschreibung beispielsweise angegebene Ausbildung des Werkstoffes als Eisen- oder Nickelband ,beschränkt, sondern der Werkstoff kann grundsätzlich jede beliebige Form haben. Insbesondere werden Werkstoffe als Drähte, Rohre, Drahtgitter, Netze oder Profilteile nach dem angegebenen Verfahren behandelt.The inventive method is not based on the example given in the description Formation of the material as an iron or nickel strip, limited, but the material can basically have any shape. In particular, materials are used as wires, pipes, wire mesh, Nets or profile parts treated according to the specified procedure.

Claims

PATENT CLAIMS:

ι. Method for applying firmly adhering thin layers of carbon to metal surfaces, in particular to nickel or iron, characterized in that the material to be treated, after its surface has been roughened by a mechanical or chemical process, in a heating furnace at at least 700 ^° C is drawn through the reducing part of a carbonaceous gas flame.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the material to be treated is sandblasted before carbonizing is roughened.

3. The method according to claim 1, characterized in that that the material to be treated before the carbonization of the action from Bromdämpfert is exposed.

4. The method according to claims 1 to 3, there- _; characterized in that the gas flame is fed with luminous gas, the small amounts of easily carbon-releasing gases, such as. B.

Acetylene, are added.

5. Process according to Claims 1 to 4, characterized in that the gas flame is in a number of individual flames is divided from one or more sides to the act carbonizing material.

6. Process according to Claims 1 to 5, characterized in that the gas flames be arranged within a heating furnace, in particular a tube furnace.

7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that the temperature of the furnace between about 700 and 1000 ⁰ C is kept.

8. The method according to claims 1 to 7, characterized characterized in that it is designed as a continuous process.

9. The method according to claims 1 to 8, characterized in that the annealing chamber of the Oven is closed so far that only as much atmospheric oxygen gets into the oven as to ignite the gas mixture and just to maintain the flame or to Achievement of the most favorable gas mixture for carbonation is required.

10. The method according to claims 1 to 9, characterized characterized in that the luminous gas is less than 10% of the total amount of gas Acetylene can be added.

11. The method according to claims 1 to 10, characterized characterized in that the speed of the pass to achieve a fixed adhesive carbon layer of optimal thickness according to the respective furnace temperature and the material used in each case.

12. The method according to claims 1 to 11, characterized characterized in that using an approximately 2 m long glow tube the passage speed of the material is set mainly between 1 and 10 m / min by the reducing part of the gas flame.

13. The method according to claims 1 to 12, characterized in that the material after carbonization in the reducing Part of the flame for the purpose of producing a particularly firm, smooth carbon layer between dry felt plates with a suitably selected contact pressure and, if necessary is then pulled through an additional cleaning device.

14. The method according to claims 1 to 13, characterized in that the carbonizing flame in a sufficiently long tubular furnace while the material to be carbonated is passed through at a controlled, lower rate Air supply is adjusted so that in the entire flow zone only a reducing Atmosphere occurs.

Referred publications:
German patent specification No. 29261.