AT18431U1 - Refractory metal tool - Google Patents
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Abstract
Werkzeug (1) aus Refraktärmetall mit einer Kühlbohrung (2), wobei an einer Wandung (3) der Kühlbohrung (2) zumindest abschnittsweise eine Schutzbeschichtung (3) auf Basis von Silber ausgebildet ist.Tool (1) made of refractory metal with a cooling bore (2), wherein a protective coating (3) based on silver is formed at least in sections on a wall (3) of the cooling bore (2).
Description
WERKZEUG AUS REFRAKTÄRMETALL REFRACTORY METAL TOOL
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug aus Refraktärmetall mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. [0001] The present invention relates to a tool made of refractory metal having the features of the preamble of claim 1.
[0002] Unter Refraktärmetallen werden im Zusammenhang mit dieser Anmeldung die Metalle der 4. Gruppe (Titan, Zirconium und Hafnium), der 5. Gruppe (Vanadium, Niob, Tantal) und der 6. Gruppe (Chrom, Molybdän, Wolfram) des Periodensystems sowie Rhenium und Legierungen der genannten Elemente (Refraktärmetalllegierungen) verstanden. Unter Refraktärmetalllegierungen sind Legierungen mit wenigstens 50 at. % (Atom-Prozent) des betreffenden Elements gemeint. Zur Klarstellung und zur Vermeidung von Irrtümern bei einer Übersetzung sei festgestellt, dass keramisches Feuerfestmaterial im Englischen als „refractory / refractories“ bezeichnet wird. Im Deutschen wiederum bezeichnet „refraktär“ eine bestimmte Gruppe von Metallen. [0002] In the context of this application, refractory metals are understood to mean the metals of Group 4 (titanium, zirconium, and hafnium), Group 5 (vanadium, niobium, tantalum), and Group 6 (chromium, molybdenum, tungsten) of the Periodic Table, as well as rhenium and alloys of the aforementioned elements (refractory metal alloys). Refractory metal alloys are alloys containing at least 50 at.% (atomic percent) of the element in question. For the sake of clarity and to avoid translation errors, it should be noted that ceramic refractory material is referred to as "refractory/refractories" in English. In German, "refractory" refers to a specific group of metals.
[0003] Werkzeuge aus Refraktärmetall finden in der Industrie insbesondere dann Verwendung, wenn eine besonders hohe Temperaturbeständigkeit und / oder Korrosionsbeständigkeit gefordert ist. [0003] Tools made of refractory metal are used in industry in particular when particularly high temperature resistance and/or corrosion resistance is required.
[0004] Beispiele für Werkzeuge aus Refraktärmetall sind in nicht erschöpfender Aufzählung: Lochdorne (engl. piercing plugs) zur Herstellung nahtloser Rohre, Substratträger und Suszeptoren für die Kristallzucht, Düsenspitzen für Heißkanaldüsen, Glasschmelzkomponenten. Unter Glasschmelzkomponenten werden im Zusammenhang dieser Anmeldung Komponenten verstanden, die für einen Einsatz in Kontakt mit Glasschmelzen vorgesehen sind. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Glasschmelzkomponente in der Ausprägung als Glasschmelzelektrode. [0004] Examples of refractory metal tools include, but are not limited to: piercing plugs for the production of seamless tubes, substrate supports and susceptors for crystal growth, nozzle tips for hot runner nozzles, and glass melt components. In the context of this application, glass melt components are understood to mean components intended for use in contact with glass melts. In particular, the invention relates to a glass melt component in the form of a glass melt electrode.
[0005] In Anwendungen, bei denen ein Schutz des Werkzeugs aus Refraktärmetall vor einem oxidativen Angriff durch eine durchgängige Schutzgasatmosphäre oder ähnliches nicht möglich ist, muss in der Regel das Werkzeug aus Refraktärmetall gekühlt werden. Insbesondere gilt das für Werkzeuge auf der Basis von Molybdän, welches besonders beständig gegenüber thermischen Belastungen und vielen korrosiven Medien ist. An Luft hingegen ist ungeschütztes Molybdän nicht beständig. Bei ca. 300°C setzt Hochtemperaturkorrosion an Luft ein, wobei mit steigender Temperatur die Korrosionsrate zunimmt. [0005] In applications where protection of the refractory metal tool from oxidative attack by a continuous protective gas atmosphere or similar is not possible, the refractory metal tool must generally be cooled. This is particularly true for molybdenum-based tools, which are particularly resistant to thermal stress and many corrosive media. In air, however, unprotected molybdenum is not resistant. High-temperature corrosion in air begins at approximately 300°C, with the corrosion rate increasing with increasing temperature.
[0006] Problematisch an einer Kühlung von Werkzeugen aus Refraktärmetall, insbesondere bei Verwendung wässriger Kühlmedien, ist ein korrosiver Angriff des Refraktärmetalls an der Kühleinrichtung, beispielsweise einer Kühlbohrung. Kühlwasser kann verdampfen und das Werkzeug aus Refraktärmetall von innen korrodieren. Dieses Phänomen der Heißdampfkorrosion höhlt das Werkzeug von innen aus, bis es zu einem Versagen der gesamten Komponente kommt. [0006] A problem with cooling refractory metal tools, especially when using aqueous cooling media, is corrosive attack by the refractory metal on the cooling device, such as a cooling bore. Cooling water can evaporate and corrode the refractory metal tool from the inside. This phenomenon of superheated steam corrosion hollows out the tool from the inside until the entire component fails.
[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Werkzeug aus Refraktärmetall anzugeben. [0007] The object of the invention is to provide an improved tool made of refractory metal.
[0008] Die Aufgabe wird gelöst durch ein Werkzeug mit den Merkmalen von Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in abhängigen Ansprüchen angegeben. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung des Werkzeugs angegeben. [0008] This object is achieved by a tool having the features of claim 1. Preferred developments are specified in the dependent claims. Furthermore, a method for producing the tool is specified.
[0009] Die Erfindung betrifft Werkzeuge aus Refraktärmetall, die eine Einrichtung zur Beaufschlagung mit einem Kühlmedium aufweisen. Die Einrichtung zur Beaufschlagung mit einem Kühlmedium ist insbesondere eine Kühlbohrung. Im weiteren Sinne kann im Zusammenhang mit dieser Anmeldung auch eine zur Beaufschlagung mit einem Kühlmedium vorgesehene Ausnehmung als Kühlbohrung angesprochen werden. [0009] The invention relates to tools made of refractory metal, which have a device for supplying a cooling medium. The device for supplying a cooling medium is, in particular, a cooling bore. In a broader sense, in the context of this application, a recess provided for supplying a cooling medium can also be referred to as a cooling bore.
Insbesondere handelt es sich bei der Kühlbohrung um eine Kavität. Diese kann beispielsweise als Kanal durch das Werkzeug hindurchführen oder als Sackloch ausgeführt sein. In particular, the cooling hole is a cavity. This can, for example, run through the tool as a channel or be designed as a blind hole.
[0010] Indem das Werkzeug eine Kühlbohrung aufweist, wobei an einer Wandung der Kühlbohrung zumindest abschnittsweise eine Schutzbeschichtung auf der Basis von Silber ausgebildet ist, wird ein korrosiver Angriff durch ein Kühlmedium verhindert. Die Wandung der Kühlbohrung ist durch die Schutzbeschichtung wirksam vor einem korrosiven Angriff geschützt. „Auf der Basis [0010] By having a cooling bore, a silver-based protective coating being formed on a wall of the cooling bore at least in sections, corrosive attack by a cooling medium is prevented. The wall of the cooling bore is effectively protected from corrosive attack by the protective coating. "Based on
von Silber“ bedeutet im Zusammenhang mit dieser Anmeldung, dass der dominierende Bestandteil der Schutzbeschichtung von Silber gebildet wird. Insbesondere bedeutet es, dass die Zusammensetzung der Schutzbeschichtung von größer oder gleich 50 wt.% (Gewichts-Prozent) Silber gebildet wird. In the context of this application, "of silver" means that the dominant component of the protective coating is silver. In particular, it means that the composition of the protective coating is greater than or equal to 50 wt.% (weight percent) of silver.
Die Beständigkeit der Schutzbeschichtung auf einer Basis von Silber gegenüber dem Kühlmedium Wasser hat sich in Untersuchungen der Anmelderin als besonders gut erwiesen. The resistance of the silver-based protective coating to the cooling medium water has proven to be particularly good in tests carried out by the applicant.
[0011] Vorteilhaft an einer Schutzbeschichtung auf der Basis von Silber (Ag) ist insbesondere die gute thermische und elektrische Leitfähigkeit, eine gute Legierbarkeit und ein akzeptabler Preis. [0011] The advantages of a protective coating based on silver (Ag) are, in particular, its good thermal and electrical conductivity, good alloyability and an acceptable price.
[0012] Weiter bevorzugt weist die Schutzbeschichtung eine Zusammensetzung mit größer oder gleich 60 wt.% Silber auf. [0012] More preferably, the protective coating has a composition with greater than or equal to 60 wt.% silver.
[0013] Weiter bevorzugt weist die Schutzbeschichtung eine Zusammensetzung mit einem SilberGehalt zwischen 50 wt.% - 90 wt. % Silber auf. [0013] More preferably, the protective coating has a composition with a silver content of between 50 wt.% - 90 wt.% silver.
[0014] Bevorzugt weist die Schutzbeschichtung eine Zusammensetzung mit Silber von einem Gehalt größer oder gleich 50 wt.% und Kupfer von einem Gehalt größer oder gleich 20 wt.% auf. Zusätzlich kann die Schutzbeschichtung weitere Legierungselemente wie beispielsweise Palladium und / oder Indium enthalten. [0014] Preferably, the protective coating has a composition with a silver content greater than or equal to 50 wt.% and a copper content greater than or equal to 20 wt.%. Additionally, the protective coating may contain other alloying elements such as palladium and/or indium.
[0015] Weiter bevorzugt weist die Schutzbeschichtung eine Zusammensetzung mit einem SilberGehalt zwischen 50 wt.% - 70 wt. % Silber, 20 wt.% - 30 wt.% Kupfer auf mit gegebenenfalls weiteren Legierungselementen. [0015] More preferably, the protective coating has a composition with a silver content of between 50 wt.% - 70 wt.% silver, 20 wt.% - 30 wt.% copper with optionally further alloying elements.
[0016] Für die Zusammensetzungen gilt, dass sich die Bestandteile inklusive der unvermeidbaren Verunreinigungen zu 100 wt. % ergänzen. Unvermeidbare Verunreinigungen liegen typischerweise mit einem Gehalt von kleiner oder gleich 1 wt. % vor, insbesondere kleiner oder gleich 0,5 wt. %. [0016] For the compositions, the components, including unavoidable impurities, add up to 100 wt.%. Unavoidable impurities are typically present in a concentration of less than or equal to 1 wt.%, in particular less than or equal to 0.5 wt.%.
[0017] Wirtschaftlich vorteilhaft an der Verwendung von Silber beziehungsweise Silber-Legierungen, dass diese kommerziell als Lot-Legierungen erhältlich sind. Daher werden zur Ausbildung der erfindungsgemäßen Schutzbeschichtung auch Lot-Legierungen auf einer Basis von Silber eingesetzt. [0017] An economic advantage of using silver or silver alloys is that they are commercially available as solder alloys. Therefore, silver-based solder alloys are also used to form the protective coating according to the invention.
Anmelderseits wurde festgestellt, dass Lot-Legierungen auf einer Basis von Silber auch zur Schaffung einer Schutzbeschichtung geeignet sind. Lot-Legierungen auf einer Basis von Silber weisen neben der chemischen Eignung als Schutzbeschichtung auch gute Benetzungseigenschaften auf, wodurch sich gut-haftende Schutzbeschichtungen erzielen lassen. The applicant has determined that silver-based solder alloys are also suitable for creating a protective coating. In addition to their chemical suitability as a protective coating, silver-based solder alloys also exhibit good wetting properties, allowing for the creation of well-adhering protective coatings.
Zudem weisen Lot-Legierungen auf einer Basis von Silber in der Regel eine hohe Festigkeit auf. Eine daraus gebildete Schutzbeschichtung weist günstige mechanische Eigenschaften, insbesondere eine hohe Festigkeit auf. In addition, silver-based solder alloys generally exhibit high strength. A protective coating formed from them exhibits favorable mechanical properties, particularly high strength.
[0018] Insbesondere bevorzugt ist die als „SCP1“ bekannte Lot-Legierung einer Zusammensetzung von 68,4 wt.% Silber, 26,6 wt.% Kupfer und 5 wt.% Palladium. Diese Lot-Legierung weist sehr gute Benetzungseigenschaften gegenüber Molybdän auf. [0018] Particularly preferred is the solder alloy known as "SCP1," with a composition of 68.4 wt.% silver, 26.6 wt.% copper, and 5 wt.% palladium. This solder alloy exhibits very good wetting properties compared to molybdenum.
[0019] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Schutzbeschichtung eine Stärke zwischen 0,2 um und 1500 um aufweist. Weiter bevorzugt weist die Schutzbeschichtung eine Stärke zwischen 0,5 um und 1000 um auf. [0019] Preferably, the protective coating has a thickness between 0.2 µm and 1500 µm. More preferably, the protective coating has a thickness between 0.5 µm and 1000 µm.
[0020] Bevorzugt ist vorgesehen, dass an der Wandung der Kühlbohrung eine Vermittlerschicht vorhanden ist, auf welcher die Schutzbeschichtung auf der Basis von Silber ausgebildet ist. In anderen Worten muss die Schutzbeschichtung auf der Basis von Silber nicht unmittelbar auf dem Substrat, das heißt auf der Wandung der Kühlbohrung, ausgebildet sein. Vielmehr kann zwischen dem Substrat und der Schutzbeschichtung eine Vermittlerschicht vorhanden sein. [0020] Preferably, a mediator layer is provided on the wall of the cooling bore, on which the silver-based protective coating is formed. In other words, the silver-based protective coating does not have to be formed directly on the substrate, i.e., on the wall of the cooling bore. Rather, a mediator layer can be present between the substrate and the protective coating.
Die Vermittlerschicht ist insbesondere metallisch, besonders bevorzugt aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder Nickel oder einer Nickellegierung. Kupfer und Nickel lassen sich gut auf Refraktärmetallen, insbesondere Molybdän abscheiden. The intermediary layer is preferably metallic, particularly preferably made of copper or a copper alloy, or nickel or a nickel alloy. Copper and nickel can be readily deposited on refractory metals, especially molybdenum.
[0021] Die Vermittlerschicht unterstützt eine Anbindung der Schutzbeschichtung an das Substrat aus Refraktärmetall. [0021] The intermediary layer supports the bonding of the protective coating to the refractory metal substrate.
Die Vermittlerschicht weist bevorzugt eine Schichtstärke von wenigen um auf. Insbesondere hat die Vermittlerschicht eine Schichtstärke zwischen 0,5 um und 2 um. The intermediary layer preferably has a thickness of a few μm. In particular, the intermediary layer has a thickness between 0.5 μm and 2 μm.
Insbesondere günstig ist das Vorhandensein einer Vermittlerschicht für eine chemische oder elektrochemische Abscheidung der Schutzbeschichtung. Die Vermittlerschicht kann eine gleichmäßige Abscheidung der Schutzbeschichtung unterstützen. The presence of a mediator layer is particularly advantageous for chemical or electrochemical deposition of the protective coating. The mediator layer can support uniform deposition of the protective coating.
Auch für eine aus einer Schmelze abgeschiedene Schutzbeschichtung kann ein Vorsehen einer Vermittlerschicht günstig sein. The provision of an intermediary layer can also be advantageous for a protective coating deposited from a melt.
Insbesondere bewirkt eine Vermittlerschicht eine Angleichung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Substrats aus Refraktärmetall und der Schutzbeschichtung. In particular, an intermediary layer brings about an equalization of the thermal expansion coefficients of the refractory metal substrate and the protective coating.
[0022] Es kann vorgesehen sein, dass die Schutzbeschichtung eine Mikrostruktur mit Erstarrungsgefüge aufweist. In anderen Worten ist kann vorgesehen sein, dass die Schutzbeschichtung aus einer erstarrten Metallschmelze ausgebildet ist. Der Fachmann kann eine aus einer Metallschmelze erzeugte Schicht ohne weiteres von einer alternativ, beispielsweise elektrochemisch, abgeschiedenen Schicht unterscheiden. [0022] It may be provided that the protective coating has a microstructure with a solidification structure. In other words, it may be provided that the protective coating is formed from a solidified metal melt. A person skilled in the art can readily distinguish a layer produced from a metal melt from a layer deposited alternatively, for example, electrochemically.
Diese Ausbildung der Schutzbeschichtung ist beispielsweise dadurch erzielbar, indem in der Kühlbohrung des Werkzeugs eine geeignete Menge einer Metallzusammensetzung der späteren Schutzbeschichtung erschmolzen wird. Insbesondere ist in dieser Weiterbildung vorgesehen, die Schutzbeschichtung aus einer Lot-Legierung auszubilden. This protective coating can be achieved, for example, by melting a suitable amount of a metal composition of the subsequent protective coating in the cooling bore of the tool. In particular, this development proposes forming the protective coating from a solder alloy.
[0023] In einer alternativen Ausbildung weist die Schutzbeschichtung eine kolumnare Mikrostruktur auf. Diese Mikrostruktur mit säulenförmigen Kristalliten ist besonders dicht und robust. [0023] In an alternative embodiment, the protective coating has a columnar microstructure. This microstructure with columnar crystallites is particularly dense and robust.
Die Ausprägung der Schutzbeschichtung ist insbesondere dadurch erzielbar, indem die Schutzbeschichtung elektrochemisch abgeschieden wird. The protective coating can be achieved in particular by electrochemically depositing the protective coating.
[0024] Bevorzugt ist das Werkzeug zumindest abschnittsweise aus Molybdän oder einer Molybdänlegierung, beispielsweise TZM, gebildet. [0024] Preferably, the tool is formed at least in sections from molybdenum or a molybdenum alloy, for example TZM.
Silber und Silberverbindungen weisen gute Benetzungseigenschaften gegenüber Molybdän auf. Die erhaltene Schutzbeschichtung ist besonders gut haftend. Silver and silver compounds exhibit good wetting properties against molybdenum. The resulting protective coating has particularly good adhesion.
Insbesondere ist das Werkzeug über eine pulvermetallurgische Herstellungsroute erhalten. Eine pulvermetallurgische Herstellungsroute des Werkzeugs umfasst ein Bereitstellen eines Pulvers umfassend ein Refraktärmetall, ein Konsolidieren des Pulvers, beispielsweise durch Pressen, und ein Sintern. Vorteilhaft an der pulvermetallurgischen Herstellungsroute ist unter anderem ein geringerer Energieverbrauch im Vergleich zu einer schmelzmetallurgischen Route und ein gleichmäßiges Gefüge. In particular, the tool is obtained via a powder metallurgy manufacturing route. A powder metallurgy manufacturing route for the tool involves providing a powder comprising a refractory metal, consolidating the powder, for example, by pressing, and sintering. Advantages of the powder metallurgy manufacturing route include lower energy consumption compared to a melt metallurgy route and a uniform microstructure.
Eine in der Regel vorhandene Restporosität im Gefüge eines pulvermetallurgisch erhaltenen Werkzeugs wird von der Schutzbeschichtung vorteilhaft verschlossen. Any residual porosity that is usually present in the structure of a powder metallurgically obtained tool is advantageously closed by the protective coating.
Somit ist die erfindungsgemäße Schutzbeschichtung besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit einem pulvermetallurgisch hergestellten Werkzeug. Thus, the protective coating according to the invention is particularly advantageous in connection with a powder metallurgically produced tool.
[0025] Die Kühlbohrung kann über zerspanende Bearbeitung oder auch in einer Ur-Formung eingebracht sein. Insbesondere erfasst ist auch die Ausbildung eines Kühlkanals durch additive Fertigung. [0025] The cooling hole can be created by machining or by primary forming. In particular, the formation of a cooling channel through additive manufacturing is also included.
Es kann vorgesehen sein, dass das Werkzeug durch additive Fertigung erhalten wird. It may be intended that the tool is obtained by additive manufacturing.
[0026] Bevorzugt ist das Werkzeug als Glasschmelzelektrode ausgebildet. Glasschmelzelektroden dienen zur elektrischen Beheizung von Glasschmelzen. Insbesondere handelt es sich bei der Glasschmelzkomponente um eine sogenannte Top-Elektrode. [0026] The tool is preferably designed as a glass melting electrode. Glass melting electrodes are used for the electrical heating of glass melts. In particular, the glass melt component is a so-called top electrode.
Diese speziellen Glasschmelzelektroden sind mit Auslegern am Wannenrand einer Glasschmelzwanne befestigt und ragen Richtung Zentrum der Wanne. Dort durchstoßen sie die Gemengedecke (engl.: batch blanket) und sind zum Teil mit Glasschmelze bedeckt, zum Teil aber an Luft. Top-Elektroden als spezielle Art von Glasschmelzelektroden sind besonderen Belastungen ausgesetzt: da hier die Glasschmelzelektroden nicht vollständig von Glasschmelze umgeben sind, erfahren die Glasschmelzelektroden einen oxidativen Angriff durch die umgebende Atmosphäre. Zudem besteht ein starker Temperaturgradient entlang der Längserstreckung der Elektroden. Für Top-Elektroden als spezielle Art von Glasschmelzelektroden ist die Erfindung besonders nutzbringend, da bauartbedingt bei Top-Elektroden im Betrieb ein Teil der Elektrode der Atmosphäre These special glass melting electrodes are attached to the rim of a glass melting tank with arms and extend towards the tank's center. There, they penetrate the batch blanket and are partially covered with molten glass, but partially exposed to air. Top electrodes, a special type of glass melting electrode, are subject to particular stresses: since the glass melting electrodes are not completely surrounded by molten glass, they are subject to oxidative attack by the surrounding atmosphere. In addition, there is a strong temperature gradient along the length of the electrodes. The invention is particularly useful for top electrodes, a special type of glass melting electrode, since, due to their design, part of the electrode is exposed to the atmosphere during operation.
ausgesetzt ist. Dadurch ist eine Kühlung der Elektrode erforderlich. This requires cooling of the electrode.
[0027] An Luft und in der Gemengedecke würden Molybdän-Elektroden stark oxidieren, was zu einer Sublimation von Molybdänoxid führt. Um dies zu verhindern, werden die Top-Glasschmelzelektroden von innen mit Kühlwasser gekühlt. [0027] Molybdenum electrodes would oxidize severely in air and in the mixture layer, leading to sublimation of molybdenum oxide. To prevent this, the top glass melt electrodes are cooled internally with cooling water.
Durch Gewährleistung einer maximalen Temperatur von ca. 200-300 °C (Grad Celsius) in dem Bereich, in welchem die Elektroden der Atmosphäre ausgesetzt sind, kann eine Oxidation erfolgreich unterdrückt werden. By ensuring a maximum temperature of approximately 200-300 °C (degrees Celsius) in the area where the electrodes are exposed to the atmosphere, oxidation can be successfully suppressed.
Bei einem sub-optimalen Strömungsverlauf des Kühlmediums im Inneren der Elektrode kann es an der Spitze der Bohrung lokal zum Aufstauen und damit Uberhitzen kommen. Das Kühlwasser kann verdampfen und die Elektrode von innen korrodieren. Dieses Phänomen der Heißdampfkorrosion höhlt die Elektrode von innen aus, bis es zu einem Versagen der gesamten Elektrode kommt. Die Schutzbeschichtung an der Kühlbohrung verhindert wirksam einen korrosiven Angriff an der Kühlbohrung. If the flow of the cooling medium inside the electrode is suboptimal, localized buildup at the tip of the hole can occur, leading to overheating. The cooling water can evaporate and corrode the electrode from within. This phenomenon of superheated steam corrosion hollows out the electrode from within until the entire electrode fails. The protective coating on the cooling hole effectively prevents corrosive attack at the cooling hole.
[0028] Insbesondere ist vorgesehen, dass die Glasschmelzelektrode einen Halteabschnitt aufweist und sich die Kühlbohrung in der Glasschmelzelektrode sich vom Halteabschnitt in einer Länge zwischen 10% und 70 % einer Gesamtlänge der Glasschmelzelektrode erstreckt. [0028] In particular, it is provided that the glass melting electrode has a holding section and the cooling bore in the glass melting electrode extends from the holding section in a length between 10% and 70% of a total length of the glass melting electrode.
Weiter bevorzugt erstreckt sich die Kühlbohrung entlang einer Länge zwischen 20% und 50 % der Gesamtlänge der Glasschmelzelektrode. More preferably, the cooling bore extends along a length between 20% and 50% of the total length of the glass melting electrode.
Diese Weiterbildung beschreibt den Fall, dass insbesondere nur jener Abschnitt der Glasschmelzelektrode gekühlt werden soll, der in einem Einsatz sich außerhalb des Schmelzbads befindet. Denn es soll im Einsatz der Glasschmelze durch Kühlung der Glasschmelzelektrode möglichst wenig Energie entzogen werden. Vielmehr soll sichergestellt werden, dass im Wesentlichen nur jener Abschnitt der Glasschmelzelektrode gekühlt wird, der im Einsatz einem oxidativen Angriff durch die Atmosphäre und dem Kühlmedium selbst ausgesetzt ist. This refinement describes the case where, in particular, only the section of the glass melting electrode located outside the molten bath is to be cooled. This is because, during use, as little energy as possible is to be extracted from the glass melt by cooling the glass melting electrode. Rather, the aim is to ensure that essentially only the section of the glass melting electrode that is exposed to oxidative attack by the atmosphere and the cooling medium itself is cooled.
Besonders bevorzugt ist die Glasschmelzelektrode aus Molybdän oder einer Molybdänlegierung und pulvermetallurgisch hergestellt. Particularly preferably, the glass melting electrode is made of molybdenum or a molybdenum alloy and is manufactured using powder metallurgy.
[0029] Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Werkzeug als Lochdorn ausgebildet. [0029] According to a further embodiment, the tool is designed as a piercing mandrel.
HERSTELLUNGSBEISPIELE MANUFACTURING EXAMPLES
[0030] Zur Ausbildung der Schutzbeschichtung werden insbesondere folgende Routen vorgeschlagen: [0030] For the formation of the protective coating, the following routes are proposed in particular:
1) Elektrochemisches Abscheiden einer Edelmetallschicht aus einer Lösung Vorteilhaft an der elektrochemischen Abscheidung ist die gute Einstellbarkeit der Erstreckung der Schutzbeschichtung, da die Füllhöhe der Lösung in der Bohrung den Beschichtungsbereich bestimmt. Die Abscheidung kann bei Raumtemperatur erfolgen. Bei der Abscheidung ist kein Schutzgas/Vakuum erforderlich. Es sind mehrlagige Schichten (multi-layer) darstellbar, die Schichtstärke kann durch Wahl der Parameter Spannung, Stromstärke, Konzentration der Lösung genau eingestellt werden. 1) Electrochemical deposition of a precious metal layer from a solution. The advantage of electrochemical deposition is the high adjustability of the protective coating, since the fill level of the solution in the hole determines the coating area. Deposition can take place at room temperature. No protective gas or vacuum is required during deposition. Multilayer coatings can be produced, and the layer thickness can be precisely adjusted by selecting the parameters voltage, current, and solution concentration.
In einem ersten Herstellungsbeispiel einer elektrochemischen Abscheidung von Silber aus wässriger Lösung wurde eine Silbernitratlösung in die Tieflochbohrung eingebracht. Der Füllstand definierte die resultierende Höhe der Beschichtung. Ein Silberdraht wurde in einer Kunststoffröhre in die Bohrung geführt. Die Röhre sollte einen direkten Kontakt mit dem Molybdän und damit einen Kurzschluss verhindern. Durch das Anlegen einer Spannung, wobei das Molybdänbauteil die Kathode und der Ag-Draht die Anode darstellt, kommt es zu einer Reduktion der Ag+ lonen an der Molybdänoberfläche. In a first manufacturing example of electrochemical deposition of silver from an aqueous solution, a silver nitrate solution was introduced into the deep hole. The fill level defined the resulting coating thickness. A silver wire was inserted into the hole in a plastic tube. The tube was designed to prevent direct contact with the molybdenum and thus prevent a short circuit. Applying a voltage, with the molybdenum component serving as the cathode and the Ag wire as the anode, resulted in a reduction of the Ag+ ions on the molybdenum surface.
Abhängig von der Konzentration der Silbernitratlösung und der angelegten Spannung/Stromstarke lässt sich die Geschwindigkeit der Silberabscheidung einstellen. Als Haftungsvermittler zwischen Mo und Ag sind Vermittlerschichten aus Cu, Ni oder anderen Metallen denkbar. Insbesondere bewährt hat sich eine Vermittlerschicht aus Kupfer. The rate of silver deposition can be adjusted depending on the concentration of the silver nitrate solution and the applied voltage/current. Intermediate layers made of Cu, Ni, or other metals are conceivable as adhesion promoters between Mo and Ag. A copper intermediary layer has proven particularly effective.
[0031] Eine Glühung nach der Abscheidung einer dünnen Ag-Schicht mit anschließendem zweiten Beschichtungsschritt konnte die Haftung weiter verbessern. Die oben beschriebene Herstellroute kann flexibel an die Bedürfnisse der Schicht angepasst [0031] Annealing after the deposition of a thin Ag layer followed by a second coating step could further improve the adhesion. The manufacturing route described above can be flexibly adapted to the requirements of the layer.
werden. Durch die Wahl eines anderen Elektrolyten und Anodenmaterials sind auch andere metallische Schichten realisierbar. By choosing a different electrolyte and anode material, other metallic layers can also be realized.
Parameter wie die Höhe der Beschichtung und die Dicke der Beschichtung sind vorteilhaft einstellbar. Parameters such as the height of the coating and the thickness of the coating can be advantageously adjusted.
[0032] 2) Aufschmelzen von Edelmetalllot in der Kühlbohrung [0032] 2) Melting of precious metal solder in the cooling bore
Vorteilhaft an dieser Route ist insbesondere die gute Benetzung durch ein Edelmetalllot auf Silberbasis sowie die besonders einfache Herstellbarkeit der Schutzbeschichtung. The advantages of this route are the good wetting by a silver-based precious metal solder and the particularly easy production of the protective coating.
In einem Herstellungsbeispiel nach dieser Route wurde nach der Fertigung der Kühlbohrung als Tieflochbohrung die Innenoberfläche der Kühlbohrung gründlich gereinigt. In a manufacturing example following this route, after the cooling hole was produced as a deep hole, the inner surface of the cooling hole was thoroughly cleaned.
In die Kühlbohrung wurde eine definierte Menge and Silber-Lot eingeführt. Um eine gute Benetzung der Wände zu gewährleisten, wurde der Lot-Draht zu einer Wendel gewickelt. AnschlieBende wurde die Elektrode mit dem darin befindlichen Lot in eine Schutzgas-Atmosphäre eingeschleust, um Oxidation zu verhindern, und erwärmt. A defined amount of silver solder was introduced into the cooling hole. To ensure good wetting of the walls, the solder wire was wound into a coil. The electrode, containing the solder, was then placed in a protective gas atmosphere to prevent oxidation and heated.
Der Schmelzpunkt des verwendeten Lots lag zwischen 805-820 °C. Das Aufschmelzen des Lots in der Bohrung wurde durch Aufheizen mit einem Schweißbrenner von außen erreicht. Es wurde sichergestellt, dass die Schmelztemperatur nicht zu weit überschritten wird. Nach dem Abkühlen kann die Elektrode ausgeschleust werden und ist fertig zur Verwendung. The melting point of the solder used was between 805 and 820 °C. The solder melted in the hole by heating it externally with a welding torch. Care was taken to ensure that the melting temperature was not exceeded by too much. After cooling, the electrode can be removed and is ready for use.
Eine Vermittlerschicht zwischen Substrat, das heißt der zu beschichtenden Oberfläche des Werkzeugs, und der Schutzbeschichtung kann vorgesehen sein. An intermediary layer between the substrate, i.e. the surface of the tool to be coated, and the protective coating can be provided.
[0033] Die Herstellungsroute durch Aufschmelzen von Edelmetalllot in der Kühlbohrung ist insbesondere geeignet für Kühlbohrungen mit einem kleinen Aspektverhältnis (Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Kühlbohrung). [0033] The manufacturing route by melting precious metal solder in the cooling hole is particularly suitable for cooling holes with a small aspect ratio (ratio of length to diameter of the cooling hole).
[0034] Insbesondere beträgt das Aspektverhältnis kleiner oder gleich 10. Um ein Zahlenbeispiel zu nennen, würde bei einer Länge der Kühlbohrung von 5 cm und einem Durchmesser von 0,5 cm das Aspektverhältnis 10 betragen. [0034] In particular, the aspect ratio is less than or equal to 10. To give a numerical example, with a length of the cooling bore of 5 cm and a diameter of 0.5 cm, the aspect ratio would be 10.
[0035] 3) Chemische Abscheidung aus einer Lösung [0035] 3) Chemical deposition from a solution
Als Beispiel dieser Route sei die Silberabscheidung nach Liebig genannt, bei der eine Silbernitratlösung mit einer Ammoniaklösung und Ammoniumsulfat gemischt wird. Das Verfahren und weitere Agenzien sind dem Fachmann geläufig. Aus der Lösung scheidet sich ein Silber-Spiegel auf dem Substrat ab. Die Reaktion verläuft im Unterschied zur Route 1) ohne Anlegen einer Stromquelle. An example of this route is the Liebig silver deposition process, in which a silver nitrate solution is mixed with an ammonia solution and ammonium sulfate. The process and other agents are familiar to those skilled in the art. A silver mirror deposits from the solution onto the substrate. Unlike route 1), the reaction proceeds without the application of a power source.
Der Herstellungsprozess der Schutzbeschichtung ist besonders einfach. The manufacturing process of the protective coating is particularly simple.
Es ist kein Elektrolytaustausch in der Kühlbohrung nötig. No electrolyte exchange in the cooling bore is necessary.
Insbesondere vorteilhaft ist es - für alle drei beschriebenen Routen der Ausbildung der Schutzbeschichtung - eine Vermittlerschicht an der Innenwandung der Bohrung vorzusehen. Diese Vermittlerschicht kann beispielsweise auf Basis von Kupfer und / oder Nickel gebildet sein. It is particularly advantageous – for all three described routes for forming the protective coating – to provide a mediator layer on the inner wall of the bore. This mediator layer can be formed, for example, from a copper and/or nickel base.
[0036] Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. [0036] The invention is explained in more detail below with reference to the attached figures.
[0037] Von den Figuren zeigen: [0037] The figures show:
[0038] Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Glaswanne mit Glasschmelzelektroden als Ausführungsbeispiel eines Werkzeugs aus Refraktärmetall [0038] Fig. 1 is a schematic representation of a glass tank with glass melting electrodes as an embodiment of a tool made of refractory metal
[0039] Fig. 2a, 20 eine Darstellung einer Glasschmelzelektrode [0039] Fig. 2a, 20 a representation of a glass melting electrode
[0040] Fig. 3 einen Lochdorn als Ausführungsbeispiel des Werkzeugs [0040] Fig. 3 a piercing mandrel as an embodiment of the tool
[0041] Fig. 4 den Lochdorn im Querschnitt [0041] Fig. 4 the piercing mandrel in cross section
[0042] Fig. 5 einen Substratträger als Ausführungsbeispiel des Werkzeugs [0042] Fig. 5 a substrate carrier as an embodiment of the tool
[0043] Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Werkzeugs mit Schutzbeschichtung [0043] Fig. 6 is a schematic representation of a tool with protective coating
[0044] Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Glaswanne - W -. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Werkzeug 1 aus Refraktärmetall als Glasschmelzelektrode 11 ausgeführt. Dargestellt ist eine Anordnung mit zwei Glasschmelzelektroden 11. [0044] Figure 1 shows a schematic representation of a glass tank - W -. In the embodiment shown here, the tool 1 is made of refractory metal and is designed as a glass melting electrode 11. An arrangement with two glass melting electrodes 11 is shown.
In der Glaswanne W befindet sich eine Glasschmelze M, die von einer Gemengedecke 5 bedeckt ist. In the glass tank W there is a glass melt M which is covered by a batch blanket 5.
Die Glasschmelzelektroden 11 ragen durch die Gemengedecke 5 hindurch in die Glasschmelze M. The glass melting electrodes 11 protrude through the batch cover 5 into the glass melt M.
Die Glasschmelzelektroden 11 werden jeweils an einem Halteabschnitt 9 über Elektrodenhalter 7 von Auslegern 8 gehalten. Uber die Ausleger 8 erfolgt eine Versorgung der Glasschmelzelektroden 11 mit Strom und Kühlmedium. The glass melting electrodes 11 are each held on a holding section 9 via electrode holders 7 by cantilevers 8. The glass melting electrodes 11 are supplied with power and cooling medium via the cantilevers 8.
Eine in den Glasschmelzelektroden 11 ausgebildete Kühlbohrung 2 erstreckt sich vom Halteabschnitt 9 bis zu einem Niveau der Glasschmelze - M- . A cooling bore 2 formed in the glass melting electrodes 11 extends from the holding section 9 to a level of the glass melt - M- .
Typischerweise erfolgt die Anordnung so, dass die Kühlbohrung 2 bei üblichen Variationen des Niveaus der Glasschmelze - M - im Betrieb der Glaswanne W eine Kühlung des Halteabschnitts 9 gewährleistet. An einer Wandung 3 der Kühlbohrung 2 ist eine Schutzbeschichtung 4 auf der Basis von Silber ausgebildet. Die Schutzbeschichtung 4 schützt die Wandung 3 vor einem korrosiven Angriff, insbesondere Heißdampfkorrosion, durch verdampfendes Kühlmittel. Abmessungen der Anordnung betragen beispielsweise: Typically, the arrangement is such that the cooling hole 2 ensures cooling of the holding section 9 during normal variations in the level of the molten glass - M - during operation of the glass tank W. A protective coating 4 based on silver is formed on a wall 3 of the cooling hole 2. The protective coating 4 protects the wall 3 from corrosive attack, in particular hot steam corrosion, caused by evaporating coolant. Dimensions of the arrangement are, for example:
Stärke der Gemengedecke 5: ca. 200mm, Tiefe der Kühlbohrung 2: ca. 350 mm. Thickness of the mixture layer 5: approx. 200 mm, depth of the cooling hole 2: approx. 350 mm.
Die Glasschmelzelektrode 11 ist bevorzugt aus Molybdän oder einer Legierung umfassend MoIlyodän gebildet. Insbesondere ist die Glasschmelzelektrode 11 pulvermetallurgisch hergestellt. The glass melting electrode 11 is preferably made of molybdenum or an alloy comprising molybdenum. In particular, the glass melting electrode 11 is manufactured using powder metallurgy.
[0045] Figur 2a zeigt eine schematische Darstellung einer Glasschmelzelektrode 11 als Ausgestaltung des Werkzeugs 1. Die Glasschmelzelektrode 11 weist eine hier als Sackloch ausgeführte Kühlbohrung 2 auf. Uber einen Elektrodenhalter 7 ragt eine als Kühlmittellanze ausgebildete Kühlmittelversorgungsleitung 6 in die Kühlbohrung 2. In der schematischen Darstellung ist die Rückführung von Kühlmittel nicht gezeigt. [0045] Figure 2a shows a schematic representation of a glass melting electrode 11 as an embodiment of the tool 1. The glass melting electrode 11 has a cooling bore 2, designed here as a blind hole. A coolant supply line 6 designed as a coolant lance projects into the cooling bore 2 via an electrode holder 7. The return of coolant is not shown in the schematic representation.
[0046] An einer Wandung 3 der Kühlbohrung 2 ist eine Schutzbeschichtung 4 auf der Basis von Silber ausgebildet. [0046] A protective coating 4 based on silver is formed on a wall 3 of the cooling bore 2.
Die Kühlbohrung 2 erstreckt sich in diesem Beispiel etwa über 50% der Länge der Glasschmelzelektrode 11. In this example, the cooling hole 2 extends over approximately 50% of the length of the glass melting electrode 11.
[0047] Figur 2b zeigt die Verhältnisse von Figur 2a im Detail. Darin sind die Strömungsverhältnisse eines von der Kühlmittelversorgungsleitung 6 eingebrachten Kühlmittels K über Pfeile angedeutet. [0047] Figure 2b shows the conditions of Figure 2a in detail. The flow conditions of a coolant K introduced from the coolant supply line 6 are indicated by arrows.
[0048] Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, worin das Werkzeug 1 als Lochdorn 12 ausgebildet ist. [0048] Figure 3 shows a further embodiment of the invention, in which the tool 1 is designed as a piercing mandrel 12.
Figur 4 zeigt den Lochdorn 12 von Figur 3 im Querschnitt. Figure 4 shows the piercing mandrel 12 of Figure 3 in cross section.
Der Lochdorn 12 weist eine Kühlbohrung 2 auf, an deren Wandung 3 eine Schutzbeschichtung 4 auf der Basis von Silber ausgebildet ist. The piercing mandrel 12 has a cooling bore 2, on the wall 3 of which a protective coating 4 based on silver is formed.
Im Betrieb kann der Lochdorn 12 über in die Kühlbohrung 2 eingeleitetes Kühlmittel (nicht dargestellt) gekühlt werden. Die Schutzbeschichtung 4 schützt die Wandung 3 vor einem korrosiven Angriff, insbesondere Heißdampfkorrosion, durch verdampfendes Kühlmittel. During operation, the piercing mandrel 12 can be cooled by coolant (not shown) introduced into the cooling bore 2. The protective coating 4 protects the wall 3 from corrosive attack, particularly hot steam corrosion, caused by evaporating coolant.
Der Lochdorn 12 ist bevorzugt aus Molybdän oder einer Legierung umfassend Molybdän gebildet. Insbesondere ist der Lochdorn 12 pulvermetallurgisch hergestellt. The piercing mandrel 12 is preferably made of molybdenum or an alloy comprising molybdenum. In particular, the piercing mandrel 12 is manufactured using powder metallurgy.
[0049] Figur 5 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, worin das Werkzeug 1 als Substratträger 13 für Abscheidungen aus der Gasphase ausgebildet ist. [0049] Figure 5 schematically shows a further embodiment of the invention, in which the tool 1 is designed as a substrate carrier 13 for depositions from the gas phase.
Ein Substratträger 13 dient als Aufnahmefläche zur Aufnahme eines zu verdampfenden oder abzuscheidenden Substrates. Insbesondere finden Substratträger 13 Anwendung in der Abscheidung von Schichten. A substrate carrier 13 serves as a support surface for receiving a substrate to be evaporated or deposited. Substrate carriers 13 are particularly used in the deposition of layers.
Insbesondere ist der Substratträger 13 für das Aufwachsen synthetischer Diamanten ausgebildet. An einer Oberfläche des Substratträgers 13 kann dazu ein Impfkristall platziert sein, auf dem die Abscheidung erfolgt. In particular, the substrate carrier 13 is designed for the growth of synthetic diamonds. A seed crystal, on which the deposition takes place, can be placed on a surface of the substrate carrier 13.
Zur Kühlung des Substratträgers 13 ist eine Kühlbohrung 2 vorgesehen, an deren Wandung 3 eine Schutzbeschichtung 4 auf der Basis von Silber ausgebildet ist. Die Schutzbeschichtung 4 schützt die Wandung 3 vor einem korrosiven Angriff, insbesondere Heißdampfkorrosion, durch For cooling the substrate carrier 13, a cooling bore 2 is provided, on the wall 3 of which a protective coating 4 based on silver is formed. The protective coating 4 protects the wall 3 from corrosive attack, in particular hot steam corrosion, by
verdampfendes Kühlmittel. Der Substratträger 13 ist bevorzugt aus Molybdän oder einer Legierung umfassend Molybdän gebildet. Insbesondere ist der Substratträger 13 pulvermetallurgisch hergestellt. evaporating coolant. The substrate carrier 13 is preferably made of molybdenum or an alloy comprising molybdenum. In particular, the substrate carrier 13 is manufactured using powder metallurgy.
[0050] Figur 6 zeigt schematisch ein Werkzeug 1 mit einer Schutzbeschichtung 4. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Schutzbeschichtung 4 nicht unmittelbar an der Wandung 3 ausgebildet, vielmehr ist eine Vermittlerschicht 41 an der Wandung 3 vorhanden. Es kann hilfreich sein, zunächst eine Vermittlerschicht 41 auf das Substrat aus Refraktärmetall abzuscheiden und erst darauf die Schutzbeschichtung 4 auszubilden. [0050] Figure 6 schematically shows a tool 1 with a protective coating 4. In the embodiment shown here, the protective coating 4 is not formed directly on the wall 3, but rather a mediator layer 41 is present on the wall 3. It may be helpful to first deposit a mediator layer 41 on the refractory metal substrate and only then form the protective coating 4.
Die Schutzbeschichtung 4 kann also unmittelbar auf der Wandung 3 oder mittelbar, über eine Vermittlerschicht 41 mit der Wandung 3 gekoppelt, ausgebildet sein. The protective coating 4 can therefore be formed directly on the wall 3 or indirectly, coupled to the wall 3 via an intermediary layer 41.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2759250A (en) * | 1951-02-21 | 1956-08-21 | Clevite Corp | Method of bonding aluminum to steel and article produced thereby |
| WO1982001510A1 (en) * | 1980-10-27 | 1982-05-13 | Owens Corning Fiberglass Corp | Articles for contacting molten glass |
| WO1997005299A1 (en) * | 1995-07-25 | 1997-02-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Product with a metallic base body provided with cooling channels and its manufacture |
| US20080274372A1 (en) * | 2005-06-15 | 2008-11-06 | Danfoss A/S | Corrosion Resistant Object Having an Outer Layer of a Precious Metal |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3201145B1 (en) * | 2014-10-01 | 2018-12-12 | H.C. Starck Inc. | Corrosion-resistant glass melt electrodes and methods of using them |
| CN116240592B (en) * | 2022-12-12 | 2024-02-20 | 西安航天动力机械有限公司 | Cathode roller for electrolytic copper foil production and manufacturing method thereof |
-
2024
- 2024-03-07 AT ATGM50035/2024U patent/AT18431U1/en unknown
-
2025
- 2025-03-04 WO PCT/EP2025/055751 patent/WO2025186204A2/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2759250A (en) * | 1951-02-21 | 1956-08-21 | Clevite Corp | Method of bonding aluminum to steel and article produced thereby |
| WO1982001510A1 (en) * | 1980-10-27 | 1982-05-13 | Owens Corning Fiberglass Corp | Articles for contacting molten glass |
| WO1997005299A1 (en) * | 1995-07-25 | 1997-02-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Product with a metallic base body provided with cooling channels and its manufacture |
| US20080274372A1 (en) * | 2005-06-15 | 2008-11-06 | Danfoss A/S | Corrosion Resistant Object Having an Outer Layer of a Precious Metal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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