Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu wtapia¬ nia metalu do szkla oraz srodków do uszczelnia¬ nia w szkle pretów i drutów, zwlaszcza ze sto¬ pów chromowych. Stanowi on postep w dziedzi¬ nie wtapiania metali w szklo. Znane jest, ze stopy zelaza, zawierajace okolo 20 do 30% chro¬ mu posiadaja taki sam wspólczynnik rozszerzal¬ nosci, jak zwykle szklo aparaturowe o podsta¬ wie glino-krzemianowej oraz, ze stopy te daja sie dobrze wtopic do szkla w zwiazku z rozpusz¬ czalnoscia tlenków zelaza i chromu w szkle krzemianowym. Jednak tworzywo takie nie jest latwe do obróbki, a zwlaszcza do wyciagania w postaci pretów i drutów oraz posiada ono sklonnosc do korozji miedzykrystalicznej przy pewnej obróbce cieplnej, której nie mozna uni¬ knac przy wtapianiu do szkla. Z tych powodów tworzywo to w postaci pretów lub drutu po¬ siada czesto na powierzchni swej mikroskopijne pekniecia podluzne, których nie mozna usunac fcawet przez kosztowne szlifowanie powierzch¬ niowe.Nawet staranna kontrola mikroskopowa po¬ cietych kawalków metali nie jest w stanie do¬ kladnie stwierdzic obecnosci takich szczelin.Geste szklo przy wtapianiu pretów lub drutów na maszynie do wtapiania nie wnika do tych subtelnych szczelin. Pozostaja wobec tego mi¬ kroskopijne kanaliki miedzy metalem wtopio¬ nym a szklem, które sa przyczyna pogarszania sie prózni w gotowych, zatopionych rurach próz¬ niowych.Wszelkie próby rozwiazania tego problemu od strony metalograficznej zawiodly.Dlaczego wcelu zmniejszenia odpadków przy produkcji rur próz¬ niowych próbowano natychmiast po opróznieniu pokrywac miejsca wtopienia metalu warstwa oleju weglowodorowego, który wnika w te ka¬ naly i powoduje uszczelnienie. Okazalo sie jed¬ nak, ze ta droga uzyskuje sie tylko pozorne po¬ prawienie szczelnosci. Przy ogrzaniu rury pod¬ czas pracy olej stopniowo odparowuje i prze¬ staje uszczelniac lub psuje próznie wlasna para.Proponowano miedziany drut, przeznaczony do wtapiania pokrywac cienka warstwa odpo¬ wiedniego tlenku, a nastepnie do ochrony tej warstwy przed zadrapaniem lub szkodliwym wplywem atmosfery pokrywac ja stopniowym boraksem lub cieklym roztworem boraksu, któ¬ ry to roztwór po odparowaniu rozpuszczalnika pozostawia krystaliczna warstwe boraksu na wto¬ pionym drucie, która na skutek ogrzania stapia sie w gladka powierzchnie. Sposób ten zastoso¬ wany do drutu ze stopu zelazo-chromowego oka¬ zal sie klopotliwy i w wynikach swych nieza- dawalniajacy.Do dokonania niniejszego wynalazku dopro¬ wadzilo nastepujace rozwazanie. Postanowiono uzyc srodka uszczelniajacego niewrazliwego w wysokiej temperaturze, posiadajacego preznosc pary, która, praktycznie biorac, mozna calkowi¬ cie pominac, oraz posiadajacego zdolnosc wni¬ kania w najdrobniejsze szczelinki i na po¬ wierzchni metalu wtapianego przed jego wto¬ pieniem. Ponadto srodek taki nie rozklada sie ani nie odparowuje, a tworzy zwiazek jednorod¬ ny ze szklem w czasie wtapiania. Wynalazek jest wynikiem dlugich i systematycznych doswiad¬ czen i polega na sposobie szczelnego wtapiania do szkla pretów posiadajacych na powierzchni drobne pekniecia, zwlaszcza pretów ze stopów zelaza z chromem, wyrózniajacym sie tym, ze stapiany pret ogrzewa sie przed wtopieniem w scislym kontakcie ze srodkiem uszczelniajacym, stanowiacym plynny w temperaturze pokojowej roztwór skladnika szkla, rozpuszczajacego na goraco tlenki metali, przy czym roztwór ten po¬ siada nieznaczne napiecie powierzchniowe lub tez stanowi go wodny roztwór zmieszany z tlen¬ kami metali dzialajacymi jako srodek wypelnia¬ jacy, którym najkorzystniej jest jeden lub kil¬ ka tlenków wtapianego metalu lub wtapianego stopu.Roztwór uszczelniajacy moze stanowic np. roz¬ twór czteroboranu sodowego (Na* B4 Ot. 10 H* O) w alkoholowym roztworze octanu sodowego (NaCs Hi Ot), tub roztwór wodny czteroboranu sodowego zmieszany z tlenkami chromu i zela¬ za lub mieszanina tych tlenków.Sposób zastosowania srodka uszczelniajacego jest prosty. Jest on podany w dalszym ciagu na przykladzie szczególnie waznym pod wzgledem gospodarczym, którego szczególy równiez wcho¬ dza w zakres wynalazku, jakkolwiek i inne mo¬ zliwosci stosowania wynalazku prowadza rów¬ niez do celu. Odpowiednio przyciete prety do zatapiania, których konce ponadtapiano palni¬ kiem spawalniczym, aby zamknac w nich kana¬ liki wewnetrzne, czysci sie w bebnie oraz wpro¬ wadza do naczynia z tworzywa stanowiacego izo¬ lator, w którym wytrzasa sie je, np. z zawiesina tlenku chromu w roztworze czteroboranu sodo¬ wego, ewentualnie podgrzanym. Nastepnie w tymze naczyniu przedmioty te pozostajace w zetknieciu z zawiesina ogrzewa sie za pomoca pradu elektrycznego o wielkiej czestotliwosci do czerwonosci. Wówczas tworzy sie na nich mocno przylegajaca warstewka tlenku chromu i cztero¬ boranu sodowego. Warstwe te usuwa sie przez piaskowanie z tych czesci pretów, które maja z rur prózniowych wystawac i sluzyc jako sty¬ ki w cokole rury. Dokonywa sie tego w celu za¬ pobiezenia przyklejaniu sie drutów w uchwy¬ tach maszyny do wtapiania, jak równiez dlate¬ go, aby uczynic zbednym czyszczenie po wtopie¬ niu i piaskowanie gotowych wyrobów, co mo¬ globy narazic szklo lub cokól na uszkodzenie.Tak przygotowane druty do wtapiania moga byc wtapiane do szklanych podstawek talerzowych, np. przy uzyciu normalnego urzadzenia do wta¬ piania. Mozna równiez drut lub prety pokrywac srodkiem uszczelniajacym przed ich pocieciem, a nastepnie przeprowadzac w sposób ciagly przez piec rurowy w celu wygrzania. W ten sposób przygotowany drut do wtapiania tnie sie na od¬ powiednie odcinki i konce ich, które maja slu¬ zyc za styki, oczyszcza sie od warstwy srodka uszczelniajacego.Okazalo sie, ze przy uzyciu drutu, który wy¬ kazywal pod mikroskopem pekniecia i dawal 100% rur nietrzymajacych prózni, a wiec od¬ padków produkcyjnych, po traktowaniu go przed wtapianiem w sposób wedlug wynalazku, ilosc odpadków produkcyjnych wyniosla tylko 1%.Swiadczy to najlepiej o skutecznosci srodka uszczelniajacego wedlug wynalazku.Jakkolwiek sama zasada takiego uszczelniania nie zostala jeszcze szczególowo wyjasniona nau¬ kowo, to jednak na podstawie dotychczasowych doswiadczen mozna ja przedstawic w sposób na¬ stepujacy.Roztwór np. czteroboranu sodowego wnika we wszelkie pory i szczeliny, zwlaszcza dlatego, ie 2 —lepkosc jego przy impregnowaniu pretów na go- Taco jest bardzo niewielka. Poniewaz druty sa zanurzone w roztworze impregnujacym w cza¬ sie ogrzewania pradem o wielkiej czestotliwo¬ sci, przeto stykanie sie powierzchni z roztworem oraz dalszy doplyw roztworu az do wypelnienia wszelkich szczelin jest zapewniony.Tlenek staly, np. tlenek chromu zawieszony w roztworze w charakterze pigmentu, wplywa na to, ze roztwór nie moze gromadzic sie na powierzchni drutu w postaci pojedynczych kro¬ pel, jak to ma miejsce z samym roztworem wskutek napiecia powierzchniowego. Po wypa¬ rowaniu rozpuszczalnika roztworu tlenek przy¬ lega do powierzchni drutu przyklejony cztero- boranem, zas przy ogrzewaniu do wyzszej tem¬ peratury czesciowo juz przy ogrzewaniu pradem, a czesciowo podczas wtapiania w temperaturze okolo 880°C tworzy on zielonawe szklo borano- we.Tak utworzona warstewka szkla nie tylko spelnia role srodka uszczelniajacego i wypelnia¬ jacego niebezpieczne rysy na powierzchni meta¬ lu wtapianego, lecz równoczesnie stanowi pew¬ nego rodzaju lut szklany, czyli warstwe bedaca naturalnym przejsciem miedzy powierzchnia wtopionego drutu a wlasciwym szklem podstaw¬ ki, do której drut wtopiono. Przy tym wstepne utlenianie powierzchni metalu staje sie zbedne, poniewaz tlenki uzyte w charakterze pigmentu % sa tymi samymi tlenkami które by powstaly na powierzchni drutu przez utlenianie; wiec np. przy uzyciu drutu ze stopu zelazo - chromowego uzywa sie jako pigmentów tlenków obu tych pierwiastków o odpowiednim stopniu utleniania. | PL