DE1224936B - Verwendung einer Iridium-Legierung zum Herstellen von Federn - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C22c

Deutsche Kl.: 40 b-5/00

Nummer: 1224 936

Aktenzeichen: J 24693 VI a/40 b

Anmeldetag: 7. November 1963

Auslegetag: 15. September 1966

Aus der Festschrift »100 Jahre Heraeus Hanau«, 1951, S. 137 bis 141, sind Iridium-Wolfram-Legierungen mit Wolframgehalten bis zu 95% bekannt. Des weiteren ist es nach der deutschen Patentschrift 823 521 bekannt, Iridium-Wolfram-Legierungen mit 55 bis 85% Iridium, Rest Wolfram, wegen ihrer Härte und chemischen Beständigkeit als Werkstoff für Schreibfederspitzen und Grammophonnadeln zu verwenden.

Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß bestimmte Iridium-Wolfram-Legierungen Eigenschaften aufweisen, die sie in besonderem Maße als Werkstoff zur Herstellung von Federn geeignet machen. Eine der wichtigen Federeigenschaften ist ein möglichst niedriger Entspannungswert (elastische Ermüdung). Gelangt eine Feder infolge Entlastung wieder in ihre Ausgangslage zurück, dann ist ihr Entspannungswert gleich Null. Kehrt die Feder jedoch nach der Entlastung nicht in ihre Ausgangstellungzurück, sondern nimmt sie irgendeine Zwischenstellung ein, dann wird das betreffende Ausmaß ihrer Durchbiegung, Verlängerung oder Zusammenpressung in Prozenten der Durchbiegung, Verlängerung oder Zusammenpressung bei Belastung ausgedrückt. Der Entspannungswert steigt jedoch mit der Temperatur rasch an und nimmt auch bei Belastung unter hohen Temperaturen mit der Zeit zu.

Für bei erhöhten Temperaturen von etwa 300 bis 500⁰C zu verwendende Federn haben sich bestimmte Nickel-Kobalt-Chrom-Legierungen bewährt, die jedoch bei 500° C übersteigenden Temperaturen keinen zufriedenstellenden Entspannungswert mehr besitzen.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, als Werkstoff zum Herstellen von Federn, die im Gebrauch Temperaturen von 500° C und mehr ausgesetzt sind, eine Iridium-Legierung aus 0,5 bis 7% Wolfram, Rest Iridium zu verwenden. Die in die vorstehend genannten Gehaltsgrenzen fallenden Legierungen besitzen einen im Vergleich zu den bekannten Legierungen wesentlich niedrigeren Entspannungswert.

Im Hinblick auf einen möglichst niedrigen Entspannungswert muß die Legierung mindestens 0,5% Wolfram enthalten, doch beträgt der Wolframgehalt vorzugsweise mindestens 2%· Für bei 700° C und darüber zu verwendende Federn enthält die Legierung vorzugsweise mindestens 3% Wolfram, da Legierungen mit nur 2% Wolfram leicht rekristallisieren und bei 700° C ihren Widerstand gegen elastische Ermüdung einbüßen. Übersteigt der Wolframgehalt der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierung 7%> dann wird es schwierig oder auch unmöglich, die Legierungen noch zu Federn zu formen. Aus her-Verwendung einer Iridium-Legierung zum
Herstellen von Federn

Anmelder:

International Nickel Limited, London

Vertreter:

Dr.-Ing. G. Eichenberg

und Dipl.-Ing. H. Sauerland, Patentanwälte,

Düsseldorf, Cecilienallee 76

Als Erfinder benannt:

Edward George Price, London;

Laszlo Dezso Romhanyi,

Kingston upon Thames, Surrey (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 8. November 1962 (42 273)

stellungstechnischen Gründen sollte deshalb der Wolframgehalt der Legierungen 6% nicht übersteigen.

Iridium enthält gewöhnlich geringe Anteile an anderen Edelmetallen, wie Gold, Platin, Palladium, Ruthenium, Rhodium, Silber und Osmium, und zwar insgesamt höchstens 0,2 %· Diese Elemente kommen daher in den erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen nur als Verunreinigung vor. Wolfram enthält zudem als Verunreinigungen jeweils bis zu 0,1% Molybdän, Kupfer und Nickel.

Der hauptsächliche Vorteil, den die nach der Erfindung hergestellten Federn aufweisen, ergibt sich aus einem Vergleich mit den bisher bei höheren Temperaturen verwendeten Federn aus einer Legierung aus 18% Kobalt, 20% Chrom, 2% Aluminium, 3% Titan und 57% Nickel. Die Elastizitätsmoduln der Federn sind nachstehender Zahlentafel zu entnehmen :

Zahlentafel I

Legierung

18% Co, 20% Cr, 2% Al, 3% Ti,

57% Ni

Ir + 0,5% Wolfram

Ir+ 2% Wolfram

Ir+ 5% Wolfram

Elastizitätsmodul
10° · kg/cm²

2,46
5,32
5,52
5,38

609 660/340

Als prozentuale Entspannungswerte bei maximaler Belastung von 14,06 kg/mm² in 100 Stunden bei verschiedenen Temperaturen ergaben sich folgende Werte:

Zahlentafel II

187o Co, 207ο Cr₃
27ο Al, 3 7ο Ti,
577ο Ni

Ir+ 0,57ο W ....

Ir+ 27ο W

Ir+ 57ο W

400°C 500°C 600°C 700°C 800⁰C

1,8
13,9

7,7
13,1

14,2

16,4

10,4

6,9

24,4

17,8

17,5

8,5

70

23 13

100

25 mit einem Stromleiterteil verbinden lassen. Nickel-Kobalt-Chrom-Legierungen bilden dagegen bei Temperaturen über 300⁰C Oxyde, die einen guten elektrischen Kontakt beeinträchtigen. Derartige Oxyde entstehen bei den erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen nicht.

Beim Herstellen der Federn nach der Erfindung kann von einer aus Iridium und Wolfram bestehenden Pulvermischung ausgegangen werden, aus der unter einem Argonlichtbogen Blöckchen erschmolzen werden, die man anschließend zu Streifen oder Draht warm verformt. Die Federn können als Blatt oder als Band anfallen, das bevorzugt bei 650 bis 700⁰C gewickelt wird.

15

Aus der Zahlentafel ergibt sich, daß die aus einer Nickellegierung bestehenden Federn bis 400° C einen sehr niedrigen Entspannungswert besitzen, der jedoch bei Temperaturen über 500° C verlorengeht. Während bei 800° C die elastische Ermüdung der bekannten ao Nickellegierung 100 7o beträgt, besitzt die Iridium-Legierung mit 57o Wolfram bei gleicher Belastung noch einen Entspannungswert von 25 7o· Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen ergibt sich daraus, daß mit ihnen gute elek- as irische Kontakte leicht hergestellt werden können. In der Elektrotechnik wird in vielen Fällen von den Federn nicht nur verlangt, daß sie bei hoher Temperatur einwandfrei arbeiten, sondern daß sie auch eine gute elektrische Leitfähigkeit besitzen und sich gut

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verwendung einer Iridium-Legierung,
stehend aus 0,5 bis 77o> insbesondere 2 bis 77o Wolfram, Rest Iridium als Werkstoff zum Herstellen von Federn, die im Gebrauch Temperaturen von 500° C und mehr ausgesetzt sind.

2. Verwendung einer Legierung der im Anspruch 1 genannten Zusammensetzung, die 3 bis 67o Wolfram enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 823521;
»100 Jahre Heraeus Hanau« (Festschrift), 1951, S. 137 bis 141.

609 660/340 9.66 © Bundesdruckerei Berlin