DE1508895C3 - Verfahren zum Stranggießen von Fäden - Google Patents
Verfahren zum Stranggießen von FädenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen von Fäden aus Metallen, deren Legierungen,
nichtmetallischen Verbindungen oder aus Metalloiden, bei dem/die Schmelze aus einer Düse als Schmelzstrahl
in eine gasartige Atmosphäre austritt und dort völlig erstarrt, wobei die gasartige Atmosphäre, insbesondere
durch chemische Reaktion, eine Haut um den Schmelzstrahl ausbildet, deren Schmelzpunkt oberhalb desjenigen
des Fadenwerkstoffs liegt oder die eine Viskosität am Schmelzpunkt des Fadenwerkstoffs oberhalb derjenigen
des Schmelzstrahls aufweist.
Derartige Verfahren, bei denen Metallfäden dadurch im Strang vergossen werden, daß der Fadenwerkstoff
schmelzflüssig aus einer Düse in eine Gasatmosphäre austritt und dort zu dem Faden erstarrt, sind bekannt
(GB-PS 8 28 547). Es können dadurch verhältnismäßig dicke Metallfäden erhalten werden. Bekanntlich wird
aber ein flüssiger Strahl, der aus einer öffnung in eine;
Gasatmosphäre austritt, in mehr oder weniger großem Abstand von der öffnung instabil. Damit aus einem
Schmelzstrahl unter Erstarrung desselben tatsächlich ein Faden erhalten werden kann, muß somit dafür
gesorgt werden, daß der Schmelzstrahl erstarrt, bevor
er instabil wird. Dies ist wegen des im allgemeinen schlechten Wärmeübergangs von der Schmelze zur
umgebenden Atmosphäre problematisch. Bei dem bekannten Verfahren wird versucht, eine ausreichend
rasche Erstarrung des Schmelzstrahles durch dessen Ausbringen in eine stark unterkühlte Atmosphäre, z. B.
ίο in eine Kohlendioxidatmosphäre oder eine Luftatmosphäre,
zu erzielen. Dabei wird vorgeschlagen, bei Anwesenheit die Schmelze oxydierender Bestandteile in
der gasartigen Atmosphäre durch eine schnelle Abkühlung eine Oxidation der Schmelze unter Ausbil-
is dung einer Oxidhaut zu verhindern. Eine mögliche
Oxidation soll außerdem verhindert werden, indem andere Gasatmosphären als Luft, z. B. eine Edelgasatmosphäre,
verwendet wird.
Aber auch bei sehr großen Temperaturdifferenzen zwischen der Schmelztemperatur des schmelzflüssigen Strahles und der ihn kühlende Atmosphäre verstreicht nach Austritt des Schmelzstrahls aus der Düse noch eine verhältnismäßig lange Zeit bis zu seiner Erstarrung. Handelt es sich um Schmelzstrahlen, welche nach ihrem Austritt aus der Düse schneller instabil werden, als die Schmelzwärme unter Erstarrung der Schmelze abgeführt werden kann, ist ein Stranggießen von Fäden mit dem bekannten Verfahren nicht möglich.
Aber auch bei sehr großen Temperaturdifferenzen zwischen der Schmelztemperatur des schmelzflüssigen Strahles und der ihn kühlende Atmosphäre verstreicht nach Austritt des Schmelzstrahls aus der Düse noch eine verhältnismäßig lange Zeit bis zu seiner Erstarrung. Handelt es sich um Schmelzstrahlen, welche nach ihrem Austritt aus der Düse schneller instabil werden, als die Schmelzwärme unter Erstarrung der Schmelze abgeführt werden kann, ist ein Stranggießen von Fäden mit dem bekannten Verfahren nicht möglich.
Bekanntlich ist ein zylindrischer Flüssigkeitsfaden durch die Oberflächenspannung statisch instabil, da er
durch Zerlegung in nicht zu kleine Tropfen seine Oberfläche verkleinern kann. Der Oberflächenspannung
wirkt die Zähigkeit der Flüssigkeit entgegen. Je zäher die Flüssigkeit ist, desto länger dauert es, bis sich
die Oberflächenspannung auswirken kann. Außerdem wirkt sich die Oberflächenspannung um so schneller für
eine Zerlegung des Flüssigkeitsstrahles aus, je geringer der Durchmesser des Strahles ist. Bei einer im Vergleich
zur Zähigkeit hohen Oberflächenspannung eines in eine gasartige Atmosphäre austretenden dünnen Schmelzstrahlcs
gelingt es nach den bekannten Verfahren auch durch große Temperaturgradienten zwischen dem
Schmelzstrahl und der Gasatmosphäre nicht, den Schmelzstrahl zur Erstarrung zu bringen, bevor er
zertropft. Typische Werkstoffe, die im geschmolzenen Zustand eine niedrige Zähigkeit haben, sind die Metalle,
deren Legierungen und intermetallische Verbindungen, die meisten Oxide, Sulfide und andere Salze und die
meisten anderen anorganischen Substanzen und die Mischungen davon. Entsprechend stehen dem Stranggießen
sehr dünner Fäden aus solchen Werkstoffen bei dem bekannten Verfahren die oben erläuterten
Schwierigkeiten entgegen.
Demgegenüber wird durch die Erfindung die Aufgabe gelöst, Fäden auch aus derartigen schmelzflüssig aus einer Düse in die Gasatmosphäre austretenden und dort erstarrenden Schmelzen im Strang zu gießen, wobei die vom Austritt aus der Düse bis zum Zerlegen in Einzeltropfen verstreichende Zeit kürzer ist, als die zur hinreichenden Verfestigung der Schmelze durch Erstarrung erforderliche Zeit
Demgegenüber wird durch die Erfindung die Aufgabe gelöst, Fäden auch aus derartigen schmelzflüssig aus einer Düse in die Gasatmosphäre austretenden und dort erstarrenden Schmelzen im Strang zu gießen, wobei die vom Austritt aus der Düse bis zum Zerlegen in Einzeltropfen verstreichende Zeit kürzer ist, als die zur hinreichenden Verfestigung der Schmelze durch Erstarrung erforderliche Zeit
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß die zur
Hautbildung führende chemische Reaktion mit der gasartigen Atmosphäre oder ein zur Hautbildung
führendes Abscheiden wenigstens einer Komponente der gasartigen Atmosphäre derart eingestellt wird, daß
eine den Schmelzstrah1. bis zur Erstarrung formstabil
3 4
stützende, am Schmelzpunkt des Fadenwerkstoffs feste Strahls nicht überschreiten, damit die Ausbildung der
oder eine Viskosität von wenigstens 1000 Poise Haut nicht durch Lösen der Haut im Fadenwerkstoff
aufweisende Haut erzeugt wird. beeinträchtigt wird. Gegebenenfalls lassen sich jedoch
Durch die Erfindung wird ausgenutzt, daß sich eine durch entsprechende Auswahl des reagierenden Bederartige
Haut um den schmelzflüssigen Strahl durch 5 Standteils der gasartigen Atmosphäre in Anpassung an
chemische Reaktion schneller erzeugen läßt, als die den Fadenwerkstoff auch bei einer Löslichkeit der Haut
Schmelze erstarrt Hierdurch ist die Möglichkeit in der Schmelze von weit oberhalb 10 Gew.-% die
geschaffen, das Zerstopfen eines dünnflüssigen, dünnen Bildungszeit für die Haut und die Diffusionsgeschwin-Strahles
durch Ausbildung einer Haut um den digkeit so aufeinander abstimmen, daß das Lösen der
Schmelzenstrahl zu verhindern. Im Gegensatz zum io Haut in dem Schmelzstrahl, der stabilisiert werden soll,
erwähnten Stand der Technik wird somit bei dem durch eine entsprechend schnelle Ausbildung der Haut
erfindungsgemäßen Verfahren eine chemische Reaktion ausgeglichen wird. Wenn jedoch die Bildungsgeschwindes
Schmelzstrahls mit der Kühlatmosphäre nicht digkeit der Haut im Vergleich mit der Lösungsgeverhindert,
sondern begünstigt. Das erfindungsgemäße schwindigkeit der Haut zu gering ist, kann man dies
Verfahren ermöglicht es, Fäden aus Werkstoffen, die im 15 dadurch ausgleichen, daß man die Schmelze teilweise
schmelzflüssigen Zustand eine geringe Viskosität haben, oder vollständig mit einer Komponente sättigt, durch
wirtschaftlich und großtechnisch im Strang zu gießen. welche die Löslichkeit der gebildeten Haut entspre-
Das Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Ver- chend herabgesenkt wird.
fahrens liegt somit beim Stranggießen von Fäden aus Gegebenenfalls kann der Schmelze auch eine geringe
solchen Fadenwerkstoffen, die nach dem bekannten 20 Menge einer Komponente zugesetzt werden, welche
Verfahren nicht mehr rechtzeitig vor einem Instabilwer- zur Erzeugung der Haut mit der gasartigen Atmosphäre
den des Schmelzstrahles zur Erstarrung gebracht unter Bildung eines Reaktionsproduktes reagiert, das
werden können. Als Maß für die untere Grenze der eine entsprechend geringere Löslichkeit in der Schmeldurch
das bekannte Verfahren herstellbaren dünnen ze des Fadenwerkstoffs hat. Insbesondere kann in
Fäden kann eine Viskosität der Schmelze von 500 bis 25 weiterer Ausgestaltung der Erfindung zum Stranggie-1000
Poise angesehen werden. Demgegenüber lassen Ben von Fäden aus Eisen-und Stahllegierungen der den
sich durch das erfindungsgemäße Verfahren noch sehr Schmelzstrahl bildenden Schmelze eine entsprechende
dünne Fäden aus den zahlreichen wichtigen Werkstof- Metallkomponente zugegeben werden, beispielsweise
fen von beträchtlich geringerer und selbst von eine Aluminiumkomponente.
vernachlässigbarer Viskosität herstellen, die im allge- 30 Durch die Erfindung ist es ermöglicht, diese
meinen für Metalle im Bereich von wenigen hundertstel Werkstoffe, deren Schmelze eine äußerst geringe
Poise bis zu mehreren Poise liegt. Durch die Erfindung Viskosität hat, mit sehr feinem Durchmesser herzustelkönnen
jetzt auch Werkstoffe, die aus Gründen der len. Insbesondere für Fäden aus Eisen- oder Stahllegie-Festigkeit,
der Elastizität, der Zähigkeit, Temperaturbe- rungen erbringt das erfindungsgemäße Verfahren
ständigkeit, der elektrischen Leitfähigkeit und Wärme- 35 besondere Vorteile für die Fadenstruktur, da durch das
leitfähigkeit, chemischen Beständigkeit, dem Refle- erfindungsgemäße Verfahren Inhomogenitäten aufxionsvermögen
und der Undurchlässigkeit gegenüber grund von Phasentrennung und Mikroseigerung weitge-Strahlung
an sich als Fadenwerkstoff bereits erwünscht hend unterdrückt werden. Es wurde festgestellt, daß bei
waren, jedoch mit dem bekannten Verfahren nicht zu nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gegossenen
Fäden verarbeitet werden konnten, als Fadenwerkstoff 40 Metallfäden die Abstände der erhaltenden Dentriten
ausgenutzt werden. Die erfindungsgemäß hergestellten oder Inhomogenitätsbereiche im Bereich von nur
Fäden finden insbesondere Anwendung in Reifencord, einigen Mikron, gewöhnlich bei 5 bis 25 Mikron liegen.
Filtern, gewickelten und verstärkten Verbundmateria- Demgegenüber sind.bei typischen bekannten Gießverlien,
hitzebeständigen Tuchen, verstärkten Metallen, fahren diese Abstände bis zu 200 mal größer. Durch die
Kunststoffen und Keramikmaterialien, Bremsbelägen, 45 bessere Homogenität der Fadenstruktur sind bei
Sintermaterialien, Schichtstoffen und dergleichen. erfindungsgemäß hergestellten Metallfäden die aufwen-
Die chemische Reaktion der Schmelzstrahloberfläche digen Glühbehandlungen zur erneuten Homogenisiemit
der umgebenden Atmosphäre zur hinreichend rung der Fadenstruktur verhältnismäßig kurz. Beispielsschnellen
Ausbildung einer Haut kann durch entspre- weise wurde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
chende Auswahl und Zusammensetzung der gasartigen 50 ein stranggegossener Faden aus rostfreiem Stahl mit
Atmosphäre in Anpassung an den jeweiligen Faden- einem Durchmesser von etwa 75 Mikron hergestellt und
werkstoff, wie die Einstellung einer hinreichenden typische Dendritenabstände im Bereich von 5 bis 20
Konzentration des mit dem Fadenwerkstoff oder einer Mikron gefunden. Eine Fadenprobe wurde dann auf
entsprechenden Werkstoff komponente reagierenden 970° C während 15 min erhitzt und erneut untersucht,
Bestandteils der Atmosphäre, beeinflußt werden. In 55 wobei das vollständige Fehlen von Dendriten festgeeiner
Ausgestaltung der Erfindung kann jedoch die stellt wurde.
Hautbildung auch durch Zersetzung (beispielsweise Wie oben erwähnt, kommt es bei dem erfindungsge-
durch Pyrolyse) in mehrere Komponenten erfolgen, von mäßen Verfahren darauf an, die stabilisierende Haut zu
denen sich eine unter Ausbildung der Haut auf der erzeugen, bevor der Schmelzstrahl instabil wird. Die
Oberfläche des Schmelzstrahls abscheidet. Hierzu kann 60 Abbrechzeit, d. h. die vom Austritt des Schmelzstrahls
beispielsweise eine Schwefelkohlenstoffatmosphäre aus der Düse bis zum Instabilwerden des nicht
oder Kohlenwasserstoffatmosphäre verwendet werden, stabilisierten Schmelzstrahles verstreichende Zeit, kann
die sich unter Bildung von Kohlenstoff zersetzt, der sich durch den Auspreßdruck und damit die Stranggeschwinunter
Ausbildung der Haut auf der Oberfläche des digkeit beeinflußt werden, so daß sie an die für eine
Schmelzstrahls abscheidet. 65 ausreichende Hautbildung erforderliche Zeit angepaßt
Vorzugsweise soll die Löslichkeit der gebildeten Haut werden kann. Wenn die Stranggeschwindigkeit sehr
in der Schmelze des Fadenwerkstoffs 10 Gew.-% des gering ist, liegt die Instabilität des ungestützten Strangs
Fadenwerkstoffs bei der Temperatur des Schmelz- in verhältnismäßig geringem Abstand zum Austritts-
5 6
querschnitt der Düse. Dieser Abstand kann durch unverändert war, so daß eine nur dünne Oberflächen-Erhöhung
der Stranggeschwindigkeit vergrößert wer- haut zur formstabilen Abstützung des Strahls bis zur
den. Wird jedoch die Stranggeschwindigkeit zu hoch, Erstarrung ausreichend war. Dies läßt auch darauf
dann wirken auf den Strahl aus der Zähigkeit der schließen, daß irgendein inertes Verdünnungsmittel, in
Gasatmosphäre herrührende Bremskräfte ein, durch 5 diesem Fall Argon, in Gegenwart eines in ausreichender
deren Einfluß der Schmelzstrahl so weit gestört werden Konzentration vorliegenden reagierenden Bestandteils,
kann, daß er abreißt, bevor er durch die Hautbildung in diesem Fall Ammoniak, zur Anwendung gelangen
ausreichend formstabilisiert ist. Der durch diese kann. Weitere Versuche haben gezeigt, daß eine
Grenzen bestimmte Geschwindigkeitsbereich ist in minimale Konzentration des hautbildenden Bestandteils
seiner Größe abhängig vom Strangdurchmesser und der io der Atmosphäre erforderlich ist und daß die Qualität des
Dichte der Schmelze. Es wurde festgestellt, daß die für Fadens von einer derartigen Konzentration abhängig
das erfindungsgemäße Verfahren optimale Geschwin- ist
digkeit innerhalb eines Bereiches liegt, für welchen die . .
dimensionslose Zahl VjpDÄ/ zwischen 1 und 50, Beispiel 3
vorzugsweise zwischen 2 und 25, insbesondere zwischen 15 Dieses Beispiel erläutert die Brauchbarkeit des
2 und 10 liegt, wobei V die Geschwindigkeit und £>den Stranggießverfahrens bei der Herstellung von Fäden
Durchmesser des Schmelzstrahls und ρ die Dichte und γ aus Metalloiden. Derartige Materialien sind nach
die Oberflächenspannung der Schmelze bedeuten. irgendwelchen bekannten Verfahren besonders schwie-
Innerhalb dieses Bereiches kann die optimale Ge- rig zu formen. Dies Beispiel zeigt außerdem, daß eine
schwindigkeit experimentell bestimmt werden. Je 20 Bomitridhaut besonders wirksam zur Stabilisierung ist.
größer die Dichte der Schmelze und/oder je geringer Die Schmelze bestand aus zonenraffiniertem Bor mit
die Dichte der gasartigen Atmosphäre ist, um so mehr einer Reinheit von 99,9995%. Zum Auspressen der
verschiebt sich die Zahl für die optimale Geschwindig- Schmelze (etwa 2300° C Schmelzpunkt) aus einer Düse
keit zur oberen Grenze des genannten Bereichs hin. mit 150 Mikron Durchmesser wurde Argon mit einem
Die Erfindung wird nachstehend anhand von 25 Druck von etwa 3,52 atü verwendet. Die gasartige
Beispielen näher erläutert. Wenn nichts anderes Atmosphäre bestand aus 90% - Stickstoff und 10%
angegeben ist, sind die aufgeführten Stranggießdrücke, Ammoniak und hatte einen Druck von 1 at Es wurden
d. h. die Drücke über der Schmelze, Überdrücke und die sehr lange Borfädenabschnitte erhalten. Die Fäden
Prozentangaben Gew.-%. waren ziemlich glänzend, glatt und gleichförmig und
η . . ] . 30 besaßen einen mittleren Durchmesser von etwa 1,15
P Mikron und eine Zugfestigkeit von mehr als 7030 kg/
Eine Aluminiumlegierung der Zusammensetzung Cm2.
4,0% Cu; 0,5% Mn; 0,5% Mg; 95% Al, und mit einer
4,0% Cu; 0,5% Mn; 0,5% Mg; 95% Al, und mit einer
Viskosität der Schmelze von 0,03 Poise wurde induktiv Beispiel 4
auf 700° C erhitzt. Die Schmelze wurde mittels Argon als 35 Es wurde eine Legierung aus 9% einer Aluminiumle-
Druckgas unter einem Druck von 1,41 at aus einer Düse gierung und 91% eines Stahls hergestellt. Die
mit 180 Mikron Durchmesser in reinen Sauerstoff als Endzusammensetzung der Legierung war: 89,6% Fe,
gasartige Atmosphäre ausgepreßt, welche bei einem 8,6% Al, 036% Cu, 0,77% Mn, 0,31% C, 0,23% Si,
Druck von 1 at auf einer Temperatur von 25° C gehalten 0,05% Mg, 0,026% S und 0,013% P. Die Legierung
wurde. Die Strangaustrittsgeschwindigkeit des 4O wurde im Vakuum bei einer Temperatur von 1500° C
Schmelzstrahls betrug etwa 525 cm/sec. Die Sauerstoff- geschmolzen, während 5 Minuten in geschmolzenem
atmosphäre führte zur Ausbildung einer stabilisierenden Zustand gehalten, gekühlt und die Oberfläche durch
Aluminiumoxidhaut auf der Oberfläche des Schmelz- Bearbeitung glatt gemacht. Die Legierung wurde dann
Strahls. Durch die Haut wurde das Abreißen der wieder geschmolzen. Der Auspreßdruck wurde durch
Strömung des Strangs verhindert und es wurden 4S Argon über der Schmelze mit einem Druck von etwa
gleichförmige Aluminiumfäden mit einem Durchmesser if05 atü aufgebracht. Die Düse hatte einen Durchmesser
von etwa 100 Mikron, einer Zugfestigkeit von etwa von 100 Mikron. Die gasartige Atmosphäre bestand aus
1200 kg/cm2 und einer Bruchdehnung von 26,8% 173% Sauerstoff und 82,7% Argon bei einem Druck
erhalten. Die Fäden hatten ein gänzendes Aussehen und von 1 at Es wurde eine stabilisierende Haut aus
ergaben bei der Untersuchung auf Aluminium einen 50 Aluminiumoxid auf dem Schmelzstrahl gebildet Die
Gehalt von 94,8% Al. Dies zeigte deutlich, daß die gebildeten Fäden hatten Durchmesser im Bereich von
gebildete Haut außerordentlich dünn war. Auch bei 90 bis 100 Mikron.
Herabsetzung des Druckes der Sauerstoffatmosphäre Ähnlich wurden Fäden aus rostfreiem Stahl der
auf 0,067 at wurde noch eine den Strahl bis zur Zusammensetzung 12,6% Chrom, 3,50% Aluminium,
Erstarrung ausreichend abstützende Haut erzeugt. 55 2,10 Nickel, 0,25% Mangan, 0,15% Kohlenstoff, 0,10%
ο ■ io Kupfer und 81,30% Eisen durch Stranggießen in eine
1 P 0,8 at Stickstoff- und 0,2 at Sauerstoffatmosphäre mit
Der im Beispiel 1 beschriebene Versuch wurde mit mittleren Durchmessern von 90 bis 100 Mikron und
der Abänderung wiederholt, daß der Ausspritzdruck auf einer Länge bis zu mehreren Metern erhalten,
etwa 1,05 atü gesenkt und die Sauerstoffatmosphäre 60 Das vorstehende Beispiel zeigt neben der Möglichdurch eine aus 4,5% Ammoniak und 95,5% Argon keit, sehr dünne Fäden aus Eisen- und Stahllegierungen bestehende Atmosphäre bei einem Druck von 1 zu erhalten, daß durch Zusetzen einer Legierungskom-Atmosphäre ersetzt wurde; dabei wurde die Bildung ponente, die nur in geringer Menge zugegeben wird, einer Aluminiumnitridhaut erreicht, die in wirksamer eine zufriedenstellend stabilisierende Haut gebildet Weise den Schmelzstrahl stabilisierte. Die erhaltenen 65 werden kann, die in dem geschmolzenen Fadenwerk-Fäden hatten einen Durchmesser von etwa 100 Mikron. stoff im wesentlichen unlöslich ist. Geringe Zusätze von Bei der Analyse der Fäden zeigte es sich, daß die .Aluminium zu Schmelzen, die andernfalls nur schwierig Zusammensetzung der Legierung im wesentlichen stranggegossen werden können, führten zu zufrieden-
etwa 1,05 atü gesenkt und die Sauerstoffatmosphäre 60 Das vorstehende Beispiel zeigt neben der Möglichdurch eine aus 4,5% Ammoniak und 95,5% Argon keit, sehr dünne Fäden aus Eisen- und Stahllegierungen bestehende Atmosphäre bei einem Druck von 1 zu erhalten, daß durch Zusetzen einer Legierungskom-Atmosphäre ersetzt wurde; dabei wurde die Bildung ponente, die nur in geringer Menge zugegeben wird, einer Aluminiumnitridhaut erreicht, die in wirksamer eine zufriedenstellend stabilisierende Haut gebildet Weise den Schmelzstrahl stabilisierte. Die erhaltenen 65 werden kann, die in dem geschmolzenen Fadenwerk-Fäden hatten einen Durchmesser von etwa 100 Mikron. stoff im wesentlichen unlöslich ist. Geringe Zusätze von Bei der Analyse der Fäden zeigte es sich, daß die .Aluminium zu Schmelzen, die andernfalls nur schwierig Zusammensetzung der Legierung im wesentlichen stranggegossen werden können, führten zu zufrieden-
stellender Fadenbildung. Ein mäßiger Zusatz von Aluminium zu Stahl 1030 (einem Kohlenstoffstahl)
führte zu Fäden beim Stranggießen in eine Sauerstoff enthaltende Atmosphäre. Dies ist von besonderer
Bedeutung, da im Fall von Eisen dessen Oxid nicht nur in der Legierungsschmelze löslich ist, sondern auch einen
niedrigeren Schmelzpunkt hat. In gleicher Weise traten keine Schwierigkeiten bei der Herstellung von Fäden
aus Chromel R (einer Superlegierung von Nickel mit einem Gehalt von 3% Aluminium) auf.
Dieses Beispiel erläutert, daß nach dem vorliegenden Verfahren auch Fäden aus z. B. feuerfesten anorganisehen
Oxiden hergestellt werden können. Es wurde eine Schmelze aus Calciumoxid und Aluminiumoxid hergestellt.
Die Schmelze wurde mit Argongas bei einem Druck von etwa 3,52 at beaufschlagt und der Schmelzstrahl
wurde aus einer Düse von 225 Mikron in eine Propanatmosphäre von 1 at ausgebracht. Fäden aus
dem Aluminiumoxid-Calciumoxidgemisch mit einem mittleren Durchmesser von 200 Mikron wurden
erhalten. Die stabilisierende Haut aus Kohlenstoff wurde mühelos entfernt, wonach nahezu durchsichtige
Fäden mit einer Zugfestigkeit von etwa 7380 kg/cm2 erhalten wurden.
Dieses Beispiel zeigt, daß die Hautbildung anstatt durch eine chemische Umsetzung der Schmelze mit der
gasartigen Atmosphäre auch durch Zersetzung der gasartigen Atmosphäre erhalten werden kann.
Kupfer hoher Reinheit (99,99% Cu) wurde im Vakuum geschmolzen. Der Raum über der Schmelze
wurde mit Argongas bei einem Druck von etwa 7,03 atü beschickt. Zunächst wurde als gasartige Atmosphäre
Argon bei einem Druck von 1 at verwendet, jedoch wurden in dieser inerten Argonatmosphäre keine Fäden
gebildet. Nachdem jedoch Schwefelkohlenstoff anstelle von Argon als gasartige Atmosphäre bei einem Druck
von 0,27 at verwendet wurde, wurden Kupferfäden mit einem mittleren Durchmesser von 80 Mikron gebildet.
Die Fäden hatten eine schwarz überzogene Oberfläche, die leicht durch Reiben mit einem Baumwolltuch
entfernt wurde, wobei die leuchtende Kupferoberfläche zum Vorschein kam. Es wird angenommen, daß der
schwarze Überzug aus Kohlenstoff bestand. Die Zugfestigkeit der Kupferfäden betrug etwa 949 kg/cm2
und ihre Dehnung war 22,0%.
709639/7
Claims (5)
1. Verfahren zum Stranggießen von Fäden aus Metallen, deren Legierungen, nichtmetallischen
Verbindungen oder aus Metalloiden, bei dem die Schmelze aus einer Düse als Schmelzstrahl in eine
gasartige Atmosphäre austritt und dort völlig erstarrt, wobei die gasartige Atmosphäre, insbesondere
durch chemische Reaktion, eine Haut um den Schmelzstrahl ausbildet, deren Schmelzpunkt oberhalb
desjenigen des Fadenwerkstoffs liegt oder die eine Viskosität am Schmelzpunkt des Fadenwerkstoffs
oberhalb derjenigen der Schmelze aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Hautbildung führende chemische Reaktion mit der
gasartigen Atmosphäre oder ein zur Hautbildung führendes Abscheiden wenigstens einer Komponente
der gasartigen Atmosphäre derart eingestellt wird, daß eine den Schmelzstrahl bis zur Erstarrung
formstabil stützende, am Schmelzpunkt des Fadenwerkstoffs feste oder eine Viskosität von wenigstens
1000 Poise aufweisende Haut erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Hautbildung die gasartige
Atmosphäre in mehrere Komponenten zersetzt wird, von denen sich eine auf der Oberfläche des
Schmelzstrahls abscheidet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gasartige Atmosphäre
derart ausgewählt wird, daß -die Löslichkeit der gebildeten Haut in der Schmelze des Fadenwerkstoffs
weniger als 10 Gew.-% des Fadenwerkstoffs bei dessen Schmelzpunkt beträgt.
4. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Erzeugung von Materialfäden
aus Eisen- und Stahllegierungen.
5. Verfahren zur Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der den Schmelzstrahl
bildenden Schmelze eine Metallkomponente zugegeben wird, welche zur Erzeugung der Haut mit der
gasartigen Atmosphäre unter Bildung eines Reaktionsproduktes reagiert, welches in der Schmelze im
wesentlichen unlöslich ist.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US44398265 | 1965-03-30 | ||
| US51084465 | 1965-12-01 | ||
| DEM0068985 | 1966-03-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1508895C3 true DE1508895C3 (de) | 1977-09-29 |
Family
ID=
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