DE1508895B2 - Verfahren zum stranggiessen von faeden - Google Patents
Verfahren zum stranggiessen von faedenInfo
- Publication number
- DE1508895B2 DE1508895B2 DE1966M0068985 DEM0068985A DE1508895B2 DE 1508895 B2 DE1508895 B2 DE 1508895B2 DE 1966M0068985 DE1966M0068985 DE 1966M0068985 DE M0068985 A DEM0068985 A DE M0068985A DE 1508895 B2 DE1508895 B2 DE 1508895B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- melt
- skin
- atmosphere
- gaseous atmosphere
- jet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/08—Melt spinning methods
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/002—Extruding materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special extruding methods of sequences
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/005—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of wire
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D23/00—Casting processes not provided for in groups B22D1/00 - B22D21/00
- B22D23/06—Melting-down metal, e.g. metal particles, in the mould
- B22D23/10—Electroslag casting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
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 Schmelzstrahi 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.
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 Ausbildung 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.
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 Schmelzstrahl bis zur Erstarrung formstabil
stützende, am Schmelzpunkt des Fadenwerkstoffs feste oder eine Viskosität von wenigstens 1000 Poise
aufweisende Haut erzeugt wird.
Durch die Erfindung wird ausgenutzt, daß sich eine derartige Haut um den schmelzflüssigen Strahl durch
chemische Reaktion schneller erzeugen läßt, als die Schmelze erstarrt. Hierdurch ist die Möglichkeit
geschaffen, das Zerstopfen eines dünnflüssigen, dünnen Strahles durch Ausbildung einer Haut um den
Schmelzenstrahl zu verhindern. Im Gegensatz zum erwähnten Stand der Technik wird somit bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren eine chemische Reaktion des Schmelzstrahls mit der Kühlatmosphäre nicht
verhindert, sondern begünstigt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, Fäden aus Werkstoffen, die im
schmelzflüssigen Zustand eine geringe Viskosität haben, wirtschaftlich und großtechnisch im Strang zu gießen.
Das Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt somit beim Stranggießen von Fäden aus
solchen Fadenwerkstoffen, die nach dem bekannten Verfahren nicht mehr rechtzeitig vor einem Instabilwerden
des Schmelzstrahles zur Erstarrung gebracht werden können. Als Maß für die untere Grenze der
durch das bekannte Verfahren herstellbaren dünnen Fäden kann eine Viskosität der Schmelze von 500 bis
1000 Poise angesehen werden. Demgegenüber lassen sich durch das erfindungsgemäße Verfahren noch sehr
dünne Fäden aus den zahlreichen wichtigen Werkstoffen von beträchtlich geringerer und selbst von
vernachlässigbarer Viskosität herstellen, die im allgemeinen für Metalle im Bereich von wenigen hundertstel
Poise bis zu mehreren Poise liegt. Durch die Erfindung können jetzt auch Werkstoffe, die aus Gründen der
Festigkeit, der Elastizität, der Zähigkeit, Temperaturbeständigkeit, der elektrischen Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit,
chemischen Beständigkeit, dem Reflexionsvermögen und der Undurchlässigkeit gegenüber
Strahlung an sich als Fadenwerkstoff bereits erwünscht waren, jedoch mit dem bekannten Verfahren nicht zu
Fäden verarbeitet werden konnten, als Fadenwerkstoff ausgenutzt werden. Die erfindungsgemäß hergestellten
Fäden finden insbesondere Anwendung in Reifencord, Filtern, gewickelten und verstärkten Verbundmaterialien,
hitzebeständigen Tuchen, verstärkten Metallen, Kunststoffen und Keramikmaterialien, Bremsbelägen,
Sintermaterialien, Schichtstoffen und dergleichen.
Die chemische Reaktion der Schmelzstrahloberfläche mit der umgebenden Atmosphäre zur hinreichend
schnellen Ausbildung einer Haut kann durch entsprechende Auswahl und Zusammensetzung der gasartigen
Atmosphäre in Anpassung an den jeweiligen Fadenwerkstoff, wie die Einstellung einer hinreichenden
Konzentration des mit dem Fadenwerkstoff oder einer entsprechenden Werkstoffkomponente reagierenden
Bestandteils der Atmosphäre, beeinflußt werden. In einer Ausgestaltung der Erfindung kann jedoch die
Hautbildung auch durch Zersetzung (beispielsweise durch Pyrolyse) in mehrere Komponenten erfolgen, von
denen sich eine unter Ausbildung der Haut auf der Oberfläche des Schmelzstrahls abscheidet. Hierzu kann
beispielsweise eine Schwefelkohlenstoffatmosphäre oder Kohlenwasserstoffatmosphäre verwendet werden,
die sich unter Bildung von Kohlenstoff zersetzt, der sich unter Ausbildung der Haut auf der Oberfläche des
Schmelzstrahls abscheidet.
Vorzugsweise soll die Löslichkeit der gebildeten Haut in der Schmelze des Fadenwerkstoffs 10 Gew.-% des
Fadenwerkstoffs bei der Temperatur des Schmelzstrahls nicht überschreiten, damit die Ausbildung der
Haut nicht durch Lösen der Haut im Fadenwerkstoff beeinträchtigt wird. Gegebenenfalls lassen sich jedoch
durch entsprechende Auswahl des reagierenden Be-Standteils der gasartigen Atmosphäre in Anpassung an
den Fadenwerkstoff auch bei einer Löslichkeit der Haut in der Schmelze von weit oberhalb 10 Gew.-% die
Bildungszeit für die Haut und die Diffusionsgeschwindigkeit so aufeinander abstimmen, daß das Lösen der
Haut in dem Schmelzstrahl, der stabilisiert werden soll, durch eine entsprechend schnelle Ausbildung der Haut
ausgeglichen wird. Wenn jedoch die Bildungsgeschwindigkeit der Haut im Vergleich mit der Lösungsgeschwindigkeit
der Haut zu gering ist, kann man dies dadurch ausgleichen, daß man die Schmelze teilweise
oder vollständig mit einer Komponente sättigt, durch welche die Löslichkeit der gebildeten Haut entsprechend
herabgesenkt wird.
Gegebenenfalls kann der Schmelze auch eine geringe Menge einer Komponente zugesetzt werden, weiche zur Erzeugung der Haut mit der gasartigen Atmosphäre unter Bildung eines Reaktionsproduktes reagiert, das eine entsprechend geringere Löslichkeit in der Schmelze des Faden werkstoff s hat. Insbesondere kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zum Stranggießen von Fäden aus Eisen- und Stahllegierungen der den Schmelzstrahl bildenden Schmelze eine entsprechende Metallkomponente zugegeben werden, beispielsweise eine Aluminiumkomponente.
Gegebenenfalls kann der Schmelze auch eine geringe Menge einer Komponente zugesetzt werden, weiche zur Erzeugung der Haut mit der gasartigen Atmosphäre unter Bildung eines Reaktionsproduktes reagiert, das eine entsprechend geringere Löslichkeit in der Schmelze des Faden werkstoff s hat. Insbesondere kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zum Stranggießen von Fäden aus Eisen- und Stahllegierungen der den Schmelzstrahl bildenden Schmelze eine entsprechende Metallkomponente zugegeben werden, beispielsweise eine Aluminiumkomponente.
Durch die Erfindung ist es ermöglicht, diese Werkstoffe, deren Schmelze eine äußerst geringe
Viskosität hat, mit sehr feinem Durchmesser herzustellen. Insbesondere für Fäden aus Eisen- oder Stahllegierungen
erbringt das erfindungsgemäße Verfahren besondere Vorteile für die Fadenstruktur, da durch das
erfindungsgemäße. Verfahren Inhomogenitäten aufgrund von Phasentrennung und Mikroseigerung weitgehend
unterdrückt werden. Es wurde festgestellt, daß bei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gegossenen
Metallfäden die Abstände der erhaltenden Dentriten oder Inhomogenitätsbereiche im Bereich von nur
einigen Mikron, gewöhnlich bei 5 bis 25 Mikron liegen. Demgegenüber sind bei typischen bekannten Gießverfahren
diese Abstände bis zu 200 mal größer. Durch die bessere Homogenität der Fadenstruktur sind bei
erfindungsgemäß hergestellten Metallfäden die aufwendigen Glühbehandlungen zur erneuten Homogenisierung
der Fadenstruktur verhältnismäßig kurz. Beispielsweise wurde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
ein stranggegossener Faden aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von etwa 75 Mikron hergestellt und
typische Dendritenabstände im Bereich von 5 bis 20 Mikron gefunden. Eine Fadenprobe wurde dann auf
9700C während 15 min erhitzt und erneut untersucht, wobei das vollständige Fehlen von Dendriten festgestellt
wurde.
Wie oben erwähnt, kommt es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren darauf an, die stabilisierende Haut zu
erzeugen, bevor der Schmelzstrahl instabil wird. Die Abbrechzeit, d. h. die vom Austritt des Schmelzstrahls
aus der Düse bis zum Instabilwerden des nicht stabilisierten Schmelzstrahles verstreichende Zeit, kann
durch den Auspreßdruck und damit die Stranggeschwindigkeit beeinflußt werden, so daß sie an die für eine
ausreichende Hautbildung erforderliche Zeit angepaßt werden kann. Wenn die Stranggeschwindigkeit sehr
gering ist, liegt die Instabilität des ungestützten Strangs
in verhältnismäßig geringem Abstand zum Austritts-
querschnitt der Düse. Dieser Abstand kann durch Erhöhung der Stranggeschwindigkeit vergrößert werden.
Wird jedoch die Stranggeschwindigkeit zu hoch, dann wirken auf den Strahl aus der Zähigkeit der
Gasatmosphäre herrührende Bremskräfte ein, durch deren Einfluß der Schmelzstrahl so weit gestört werden
kann, daß er abreißt, bevor er durch die Hautbildung ausreichend formstabilisiert ist. Der durch diese
Grenzen bestimmte Geschwindigkeitsbereich ist in seiner Größe abhängig vom Strangdurchmesser und der
Dichte der Schmelze. Es wurde festgestellt, daß die für das erfindungsgemäße Verfahren optimale Geschwindigkeit
innerhalb eines Bereiches liegt, für welchen die dimensionslose Zahl V\fpD/y zwischen 1 und 50,
vorzugsweise zwischen 2 und 25, insbesondere zwischen 2 und 10 liegt, wobei V die Geschwindigkeit und D den
Durchmesser des Schmelzstrahls und ρ die Dichte und γ die Oberflächenspannung der Schmelze bedeuten.
Innerhalb dieses Bereiches kann die optimale Geschwindigkeit experimentell bestimmt werden. Je
größer die Dichte der Schmelze und/oder je geringer die Dichte der gasartigen Atmosphäre ist, um so mehr
verschiebt sich die Zahl für die optimale Geschwindigkeit zur oberen Grenze des genannten Bereichs hin.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert. Wenn nichts anderes
angegeben ist, sind die aufgeführten Stranggießdrücke, d. h. die Drücke über der Schmelze, Überdrücke und die
Prozentangaben Gew.-%.
Eine Aluminiumlegierung der Zusammensetzung 4,0% Cu; 0,5% Mn; 0,5% Mg; 95% Al, und mit einer
Viskosität der Schmelze von 0,03 Poise wurde induktiv auf 700° C erhitzt. Die Schmelze wurde mittels Argon als
Druckgas unter einem Druck von 1,41 at aus einer Düse mit 180 Mikron Durchmesser in reinen Sauerstoff als
gasartige Atmosphäre ausgepreßt, welche bei einem Druck von 1 at auf einer Temperatur von 25° C gehalten
wurde. Die Strangaustrittsgeschwindigkeit des Schmelzstrahls betrug etwa 525 cm/sec. Die Sauerstoffatmosphäre
führte zur Ausbildung einer stabilisierenden Aluminiumoxidhaut auf der Oberfläche des Schmelzstrahls.
Durch die Haut wurde das Abreißen der Strömung des Strangs verhindert und es wurden
gleichförmige Aluminiumfäden mit einem Durchmesser von etwa 100 Mikron, einer Zugfestigkeit von etwa
1200 kg/cm2 und einer Bruchdehnung von 26,8% erhalten. Die Fäden hatten ein gänzendes Aussehen und
ergaben bei der Untersuchung auf Aluminium einen Gehalt von 94,8% Al. Dies zeigte deutlich, daß die
gebildete Haut außerordentlich dünn war. Auch bei Herabsetzung des Druckes der Sauerstoffatmosphäre
auf 0,067 at wurde noch eine den Strahl bis zur Erstarrung ausreichend abstützende Haut erzeugt.
Der im Beispiel 1 beschriebene Versuch wurde mit der Abänderung wiederholt, daß der Ausspritzdruck auf
etwa 1,05 atü gesenkt und die Sauerstoff atmosphäre durch eine aus 4,5% Ammoniak und 95,5% Argon
bestehende Atmosphäre bei einem Druck von 1 Atmosphäre ersetzt wurde; dabei wurde die Bildung
einer Aluminiumnitridhaut erreicht, die in wirksamer Weise den Schmelzstrahl stabilisierte. Die erhaltenen
Fäden hatten einen Durchmesser von etwa 100 Mikron. Bei der Analyse der Fäden zeigte es sich, daß die
Zusammensetzung der Legierung im wesentlichen unverändert war, so daß eine nur dünne Oberflächenhaut
zur formstabilen Abstützung des Strahls bis zur Erstarrung ausreichend war. Dies läßt auch darauf
schließen, daß irgendein inertes Verdünnungsmittel, in diesem Fall Argon, in Gegenwart eines in ausreichender
Konzentration vorliegenden reagierenden Bestandteils, in diesem Fall Ammoniak, zur Anwendung gelangen
kann. Weitere Versuche haben gezeigt, daß eine minimale Konzentration des hautbildenden Bestandteils
der Atmosphäre erforderlich ist und daß die Qualität des Fadens von einer derartigen Konzentration abhängig
ist.
Dieses Beispiel erläutert die Brauchbarkeit des Stranggießverfahrens bei der Herstellung von Fäden
aus Metalloiden. Derartige Materialien sind nach irgendwelchen bekannten Verfahren besonders schwierig
zu formen. Dies Beispiel zeigt außerdem, daß eine Bornitridhaut besonders wirksam zur Stabilisierung ist.
Die Schmelze bestand aus zonenraffiniertem Bor mit einer Reinheit von 99,9995%. Zum Auspressen der
Schmelze (etwa 23000C Schmelzpunkt) aus einer Düse mit' 150 Mikron Durchmesser wurde Argon mit einem $
Druck von etwa 3,52 atü verwendet. Die gasartige Atmosphäre bestand aus 90% Stickstoff und 10%
Ammoniak und hatte einen Druck von 1 at. Es wurden sehr lange Borfädenabschnitte erhalten. Die Fäden
waren ziemlich glänzend, glatt und gleichförmig und besaßen einen mittleren Durchmesser von etwa 1,15
Mikron und eine Zugfestigkeit von mehr als 7030 kg/ cm2.
Es wurde eine Legierung aus 9% einer Aluminiumlegierung und 91% eines Stahls hergestellt. Die
Endzusammensetzung der Legierung war: 89,6% Fe, 8,6% Al, 0,36% Cu, 0,77% Mn, 0,31% C, 0,23% Si,
0,05% Mg, 0,026% S und 0,013% P. Die Legierung wurde im Vakuum bei einer Temperatur von 15000C
geschmolzen, während 5 Minuten in geschmolzenem Zustand gehalten, gekühlt und die Oberfläche durch
Bearbeitung glatt gemacht. Die Legierung wurde dann wieder geschmolzen. Der Auspreßdruck wurde durch
Argon über der Schmelze mit einem Druck von etwa ,£ 1,05 atü aufgebracht. Die Düse hatte einen Durchmesser V
von 100 Mikron. Die gasartige Atmosphäre bestand aus 17,3% Sauerstoff und 82,7% Argon bei einem Druck
von 1 at. Es wurde eine stabilisierende Haut aus Aluminiumoxid auf dem Schmelzstrahl gebildet. Die
gebildeten Fäden hatten Durchmesser im Bereich von 90 bis 100 Mikron.
Ähnlich wurden Fäden aus rostfreiem Stahl der Zusammensetzung 12,6% Chrom, 3,50% Aluminium,
2,10 Nickel, 0,25% Mangan, 0,15% Kohlenstoff, 0,10% Kupfer und 81,30% Eisen durch Stranggießen in eine
0,8 at Stickstoff- und 0,2 at Sauerstoffatmosphäre mit mittleren Durchmessern von 90 bis 100 Mikron und
einer Länge bis zu mehreren Metern erhalten.
Das vorstehende Beispiel zeigt neben der Möglichkeit,
sehr dünne Fäden aus Eisen- und Stahllegierungen zu erhalten, daß durch Zusetzen einer Legierungskomponente,
die nur in geringer Menge zugegeben wird, eine zufriedenstellend stabilisierende Haut gebildet
werden kann, die in dem geschmolzenen Fadenwerkstoff im wesentlichen unlöslich ist. Geringe Zusätze von
. Aluminium zu Schmelzen, die andernfalls nur schwierig •v 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%.
709 507/453
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 |
---|---|---|---|
US44398265A | 1965-03-30 | 1965-03-30 | |
US51084465A | 1965-12-01 | 1965-12-01 | |
US82921669A | 1969-06-02 | 1969-06-02 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1508895A1 DE1508895A1 (de) | 1969-11-13 |
DE1508895B2 true DE1508895B2 (de) | 1977-02-17 |
Family
ID=27412194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1966M0068985 Granted DE1508895B2 (de) | 1965-03-30 | 1966-03-30 | Verfahren zum stranggiessen von faeden |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3658979A (de) |
BE (1) | BE678715A (de) |
CH (1) | CH472250A (de) |
DE (1) | DE1508895B2 (de) |
DK (1) | DK121919B (de) |
GB (1) | GB1153577A (de) |
IL (1) | IL25480A (de) |
LU (1) | LU50792A1 (de) |
NL (1) | NL6604168A (de) |
SE (1) | SE344027B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3306164A1 (de) * | 1982-09-27 | 1984-03-29 | Hermann 4206 Seewen Budmiger | Brandschutzdecke und ihre verwendung |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3593775A (en) * | 1969-04-11 | 1971-07-20 | Monsanto Co | Heat transfer means in inviscid melt spinning apparatus |
US3645657A (en) * | 1969-07-02 | 1972-02-29 | Monsanto Co | Method and apparatus for improved extrusion of essentially inviscid jets |
US3861452A (en) * | 1971-05-10 | 1975-01-21 | Establissements Michelin Raiso | Manufacture of thin, continuous steel wires |
GB1425915A (en) * | 1972-06-22 | 1976-02-25 | British Steel Corp | Rolling mills |
US3945240A (en) * | 1972-10-16 | 1976-03-23 | United Technologies Corporation | Diffusion bonding separator |
USRE32925E (en) * | 1972-12-26 | 1989-05-18 | Allied-Signal Inc. | Novel amorphous metals and amorphous metal articles |
US3856513A (en) * | 1972-12-26 | 1974-12-24 | Allied Chem | Novel amorphous metals and amorphous metal articles |
US3904381A (en) * | 1972-12-29 | 1975-09-09 | Monsanto Co | Cast metal wire of reduced porosity |
US3926248A (en) * | 1973-10-11 | 1975-12-16 | Monsanto Co | Orifice structure for extruding molten metal to form fine diameter wire |
US3889739A (en) * | 1973-11-12 | 1975-06-17 | Monsanto Co | Pressurized nitrogen to extrude molten steel-silicon alloy |
FR2365530A1 (fr) * | 1976-09-23 | 1978-04-21 | Owens Corning Fiberglass Corp | Procede et appareil de traitement du verre a l'etat fluide afin qu'il ne colle pas |
FR2460169A1 (fr) * | 1979-07-02 | 1981-01-23 | Michelin & Cie | Procede de refroidissement d'un fil metallique a partir d'un jet liquide |
DE3269651D1 (en) * | 1981-09-29 | 1986-04-10 | Unitika Ltd | Method of manufacturing thin metal wire |
DK444985A (da) * | 1984-10-08 | 1986-04-09 | Johnson Matthey Plc | Fremgangsmaade ved fremstilling af metalliske materialer |
US5061663A (en) * | 1986-09-04 | 1991-10-29 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | AlN and AlN-containing composites |
US5041512A (en) * | 1986-09-04 | 1991-08-20 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Melt-formable organoaluminum polymer |
FR2716129A1 (fr) * | 1994-02-14 | 1995-08-18 | Unimetall Sa | Réservoir de métal liquide pour une installation de coulée continue de fils métalliques très minces. |
CA2230882C (en) | 1997-03-14 | 2004-08-17 | Dubai Aluminium Company Limited | Intelligent control of aluminium reduction cells using predictive and pattern recognition techniques |
US6585151B1 (en) | 2000-05-23 | 2003-07-01 | The Regents Of The University Of Michigan | Method for producing microporous objects with fiber, wire or foil core and microporous cellular objects |
US7626122B2 (en) * | 2006-08-25 | 2009-12-01 | David Levine | Lightweight composite electrical wire |
EP1958925A1 (de) * | 2007-02-13 | 2008-08-20 | Vivoxid Oy | Einrichtung und Verfahren zur Herstellung von Fasern |
US20170362740A1 (en) * | 2016-06-16 | 2017-12-21 | Eurekite Holding BV | Flexible ceramic fibers and polymer composite and method of making the same |
CN107324816A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-11-07 | 云南省科学技术院 | 一种耐高温高纯氧化铝棉的制备方法及制备设备 |
-
1966
- 1966-03-29 GB GB03717/66A patent/GB1153577A/en not_active Expired
- 1966-03-29 IL IL25480A patent/IL25480A/en unknown
- 1966-03-29 SE SE4194/66A patent/SE344027B/xx unknown
- 1966-03-29 LU LU50792A patent/LU50792A1/xx unknown
- 1966-03-29 DK DK161766AA patent/DK121919B/da unknown
- 1966-03-30 BE BE678715D patent/BE678715A/xx unknown
- 1966-03-30 CH CH458566A patent/CH472250A/de not_active IP Right Cessation
- 1966-03-30 DE DE1966M0068985 patent/DE1508895B2/de active Granted
- 1966-03-30 NL NL6604168A patent/NL6604168A/xx unknown
-
1969
- 1969-06-02 US US829216A patent/US3658979A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3306164A1 (de) * | 1982-09-27 | 1984-03-29 | Hermann 4206 Seewen Budmiger | Brandschutzdecke und ihre verwendung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL6604168A (de) | 1966-10-03 |
DK121919B (da) | 1971-12-20 |
DE1508895A1 (de) | 1969-11-13 |
BE678715A (de) | 1966-09-30 |
US3658979A (en) | 1972-04-25 |
GB1153577A (en) | 1969-05-29 |
IL25480A (en) | 1969-12-31 |
CH472250A (de) | 1969-05-15 |
LU50792A1 (de) | 1966-09-29 |
SE344027B (de) | 1972-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1508895B2 (de) | Verfahren zum stranggiessen von faeden | |
DE69006293T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Magnesiumlegierungen durch Aufsprühbeschichten. | |
DE2746238C2 (de) | Vorrichtung zum Stranggießen eines dünnen Metallstreifens | |
DE3883087T2 (de) | Aluminiumverbundlegierungen. | |
DE2355524A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von faeden aus normalerweise festen materialien | |
DE3306142C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines zweiphasigen oder mehrphasigen metallischen Materials | |
DE4131239A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines verbundmaterials auf metallbasis sowie verbundmaterial auf metallbasis | |
DE2462387A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum stranggiessen von faeden oder draehten | |
EP1042093A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung feiner pulver durch zerstäubung von schmelzen mit gasen | |
DE3146417C2 (de) | ||
DE2032602C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Stranggießen von Fäden aus einer anorganischen Schmelze niedriger Viskosität | |
DE2163928B2 (de) | StranggieBverfahren sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE2043275A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Her stellen hochgradig reiner Metallpulver | |
DE68908310T2 (de) | Verfahren und Vorrichtungen zum Erzeugen von Drähten aus amorphen Metallegierungen. | |
DE1508895C3 (de) | Verfahren zum Stranggießen von Fäden | |
DE4311681C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von besonders wenig Sauerstoff aufweisendem Kupfer | |
DE69131863T2 (de) | Beimengung von keramikpartikeln in eine kupferbasismatrix zur herstellung von kompositmaterial | |
DE69312037T2 (de) | Verfahren zum Giessen eines pastenartigen Metalles | |
DE2441139A1 (de) | Verfahren zum schmelzspinnen von feindraht aus einer stahl-titan- oder stahl-siliziumschmelze | |
DE3011962C2 (de) | Metallverbundwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung | |
AT275762B (de) | Verfahren zur direkten Herstellung von Fäden un Drähten aus einer Schmelze | |
DE1921211B2 (de) | Verfahren zur herstellung von hochfesten werkstoffen aus polykristallinen metallwhiskern | |
DE1583672B2 (de) | Verfahren zum stranggiessen von faeden aus metallen u.dgl. | |
DE2364944A1 (de) | Kontinuierlich gegossener metallfaden sowie verfahren und vorrichtung zu seiner herstellung | |
DE3424022A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer superabgeschreckten legierung mit darin dispergierten sekundaerphasen-teilchen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |