DE1019949B

DE1019949B - Stranggepresster Zuendstein aus einer pyrophoren Cer (Mischmetall)-Zink-Magnesium-Legierung mit 4 bis 40% Eisen

Info

Publication number: DE1019949B
Application number: DEG18481A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Bungardt
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1955-11-30
Filing date: 1955-11-30
Publication date: 1957-11-21

Description

DEUTSCHES

In der deutschen Patentanmeldung G 18480 IV a/78 f wird ein Verfahren offenbart, nach welchem an sich nicht strangpreßbare Cer (Mischmetall)-Eisen-Legierungen mit 4 bis 40% Eisen und Legierungsgehalten an Zink von mehr als 0,15 °/₀ im Temperaturbereich zwischen etwa 400 und 500° dadurch strangpreßbar gemacht werden, daß der Legierung gleichzeitig Magnesium zugegeben wird. Dabei ist es für die Wirksamkeit des Verfahrens notwendig, daß das Verhältnis von Zink zu Magnesium 1,2 nicht überschreitet. Die damit offenbarte Verfahrenstechnik hebt die bisherige Beschränkung auf zinkfreie Cer (Mischmetall)-Eisen-Legierungen für die Strangpreßtecnnik auf. Der damit erzielte Vorteil gilt indessen nur für Vierstoff legierungen mit Cer (Mischmetall) als Basis, Eisen als Hauptlegierungspartner sowie Zink und Magnesium als dritte und vierte spezielle Legierungszusätze, die den pyrophoren Charakter der Legierung verbessern.

In der Praxis der Zündsteinherstellung durch Röhrchenoder Kokillengießverfahren sind jedoch darüber hinaus noch weitere Zusatzelemente üblich, z. B. Kupfer, welchem die spezielle Aufgabe zukommt, die Lagerbeständigkeit des an sich wenig korrosionsbeständigen Legierungstyps zu verbessern. Es besteht daher ein großes wirtschaftliches Interesse daran, diese Möglichkeit auch für den stranggepreßten Zündstein verwertbar zu machen, speziell für die komplexen Cer (Mischmetall)-Eisen-Legierungen, die neben dem Hauptlegierungspartner Eisen und dritten und vierten Zusätzen an Zink und Magnesium auch noch geringe Kupfergehalte aufweisen. Die vorliegende Erfindung gibt eine Lösung dieser Aufgabe durch Angabe eines bestimmten Legierungsbereiches, in dem die Strangpreßtechnik durchgeführt werden kann.

Die Praxis der Herstellung von gegossenen, nicht stranggepreßten Zündsteinen kennt Legierungen, bei denen von der Verwendung der Elemente Zink, Magnesium und Kupfer als speziellen Legierungszusätzen Gebrauch gemacht wird. Tabelle 1 enthält einige bekannte typische Beispiele. _{Tabeüe χ}

— 45

Nr.	Fe	Cu	Zn	Si	Mg	Sn
	%	%	%	7o	0/ /ο
1	20	0,5	_	1,0	0,5	_
2	28	0,5	—	—	1,5	—
3	12,8	0,73	—	0,45	2,38	—
4	19,6	1,00	0,04	—	2,30	—
5	23,0	1,5	—	—	—	—
6	15..18	2,0	2,0	—	2,0	—
7	25,6	2,01		0,39	0,40	—
8	20,4	2,38	—	—	3,95	—
9	16	4,0	—	—	2,0	2,0
10	21,7	4,95	—	—	2,71	—

Stranggepreßter Zündstein

aus einer pyrophor en Cer (Mischmetal!)-

Zink-Magnesium-Legierung

mit 4 bis 4O°/o Eisen

Zusatz zur Patentanmeldung G 18480IVa/78f
(Auslegeschrift 1 017 508)

Anmelder:

Th. Goldschmidt A.-G._f
Essen, Heilermannstr. 15

Dr. Walter Bungardt, Essen-Bredeney,
ist als Erfinder genannt worden

Alle diese Legierungen sind jedoch in dem für Cer (Mischmetall)-Eisen-Legierungen günstigsten Verarbeitungsbereich, nämlich zwischen 400 und 500° C nicht strangpreßbar, sei es, daß die notwendige Beziehung der Komponenten Zink zu Magnesium entsprechend der deutschen Patentanmeldung G18480IV a/78 f nicht erfüllt ist, sei es, daß die Kupfer- bzw. Zinkgehalte zu hoch liegen, um ein technisch einwandfreies Strangpressen zu erlauben. Auch die naheliegende Senkung der Preßtemperatur führt zu keinem Ergebnis, da dann bei ausreichender Temperatursenkung zwar ein Temperaturbereich gefunden werden kann, bei dem der zu verarbeitende Gußblock nur aus festen Phasen besteht; jedoch ist mit dieser Maßnahme, wie betriebsmäßig erwiesen, eine so starke Zunahme des Verformungswiderstandes der Legierung verknüpft, daß die Preßbarkeit an der unzureichenden Haltbarkeit auch bester Strangpreßwerkzeuge scheitert. Das Verfahren wird dann im Vergleich zu der Gußfertigung von Zündsteinen wegen der hohen Reparaturkosten für Strangpresse und Preßwerkzeuge zu unwirtschaftlich.

Bei der Weiterausbildung des Verfahrens nach der deutschen Patentanmeldung G 18480 IV a/78 f wurde nun gefunden, daß die Strangpreßbarkeit der in dieser Anmeldung offenbarten Legierungsgruppe bei gewissen geringen Kupfergehalten erhalten bleibt. Es ist jedoch hierzu notwendig, daß die Kupfergehalte 0,35 °/₀ nicht überschreiten. Liegen sie höher, so wird am oberen Bereich des Preßtemperaturintervalls die Preßfähigkeit durch partielles Schmelzen des Gußblocks und an der unteren Grenze des genannten Temperaturbereiches

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durch einen zu starken yerförmungswiderstand aufgehoben. Für die besonders günstigen Umforrriüntebedingungen bei 480° wurden die in Tabelle 2 angegebenen Resultate gewonnen. Die Beispiele beziehen sich auf pjrfophqre Cer (MischmetaUJ-Eisen-Legierungen mit'etwa' 21 % 'Eisen, 2 % Magnesium und 1 '%'Zmk, denen steigende Kupfergehalte bis zu 0,35 °/₀ zulegiert worden sind.

Tabelle 2

	Chemische Zusammensetzung	in	°/„	Zn	Cu	Preßdruck
Vers.			/0	1,0		(kg/cm²)
				0,7	0,1	bei 480° nach
Nr.	^: Cer	Fe	Mg	0,9	0,23	30minutiger
	(Mischmetall)	20,8	2,0.	1,0	0,30	Vorwärmung
458	76,2	20,9	^: 1,7	0,9	0,35	3500
460	76,6	20,9	: 1,8			1850
461	76,1	20,8	1.9.		1450
462	76,0	20,9	2,0		1250
462 a	75,75				nicht mehr
				preßbar

IO

Aus der Tabelle ist der Ernhdungsgedanke zu entnehmen, daß die Preßbarkeit dieser komplexen Legierungsgruppe nur bei bestimmten geringen Kupfergehalten möglich ist. Bereits oberhalb 0,35 % Cu geht die Strängpreßbarkeit verloren.

Für die Wahl des Legierungselementes Kupfer zu pyrophoren Cer(Mischmetall)-Eisen-Legierungen ist in erster Linie die Beobachtung maßgebend gewesen, daß Kupfer die Lagerbeständigkeit dieser Legierungsart zu verbessern vermag. Die hierzu notwendigen Kupfergehalte liegen bei gegossenen Zündsteinen aus Cer (Mischmetall)-Eisen-Legierungen meist bei Gehalten von einigen Prozenten (s. Tabelle 1); unter 0,5 % ist Kupfer zur Verbesserung der Lagerbeständigkeit an gegossenen Zündsteinen bisher nicht zugesetzt. worden. Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß die in strangpreßbaren, kupferhaltigen Cer (Mischmetall)-Eisen-Legierungen tolerierbaren geringen Kupfergehalte auf die Lagerbeständigkeit stranggepreßter Zündsteine, trotz der Verminderung des Legierungsgehaltes, noch eine deutlich verbessernde Wirkung ausüben. So wurde z. B. mit Hilfe einer einfachen Korrosionsprüfung, bei der die Gewichtsabnahme gleichdimensionierter Zündsteine nach Lagerung in'feuchter Luft gemessen wird, gefunden, daß die Lagerbeständigkeit bei 0,3 % gegenüber der kupferfreien Legierung verdoppelt wird.

Die Zugabe verhältnismäßig geringer Kupfermengen bis zu höchstens 0,35 °/₀ hat darüber hinaus für den stranggepreßten Zündstein. noch den Vorteil, daß der Preßdruck sehr merklich vermindert wird, wie aus der letzten Spalte der Tabelle 2 zu entnehmen ist.

Durch die Erfindung wird also erreicht, daß der nach der deutschen Patentanmeldung G 18480 IV a/78 f offenbarten Legierungsgruppe von Cer (Mischmetal!) Eisen-Legierungen mit 4 bis 40°/₀ Eisen sowie Zink- und Magnesiumgehalten in bestimmten Verhältnissen auch Kupfer zulegiert werden kann, wenn der Kupfergehalt zwischen 0,05 und 0,35 °/'_o bleibt. Abgesehen von der damit gegebenen Möglichkeit, Kupfer als Legierungselement zu verwenden, ist mit dieser Maßnahme auch noch der technische Vorteil verbunden, daß der Preßdruck gesenkt und die Lägerbeständigkeit vergrößert wird. Die Verbesserung der Lagerbeständigkeit ist bei stranggepreßten Zündsteinen sogar mit geringeren Kupfergehalten zu erreichen als bei gegossenen Zündsteinen, denen normalerweise höhere Kupfergehalte zur Erzielung dieses Effektes zugegeben werden.

Claims

Patentanspruch:

Stranggepreßter Zündstein aus einer pyrophoren Cer (Mischmetall)-Zink-Magnesium-Legierung mit 4 bis 40 °/o Eisen nach der deutschen Patentanmeldung G18480 IVa/78f, gekennzeichnet durch die Zulegierung von 0,05 bis 0,35 % Kupfer.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Österr. Chemiker Zeitung, 40 (1937), S. 302.

©709 806/81 11.57