AT167103B - Verfahren zur Herstellung von Zirkon enthaltenden Legierungen auf Magnesiumbasis - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Zirkon enthaltenden Legierungen auf Magnesiumbasis 
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Magnesiumlegierungen, die Zirkon enthalten. 



   Die Zugabe von Zirkon zu Magnesium oder zu Magnesiumlegierungen erleichtert die Herstellung von Gussstücken und geschmiedeten Gegenständen aus diesen Legierungen, da diese Legierungen ein   feinkörniges   Kristallgefüge aufweisen und die erwünschten mechanischen Eigenschaften besitzen. 



   Beträchtliche Schwierigkeiten haben sich jedoch beim Zulegieren von wenigstens   0-4% Zirkon   zum Magnesium ergeben, was erforderlich ist, wenn Legierungen mit den erwünschten besten mechanischen Eigenschaften hergestellt werden sollen. Untersuchungen über dieses Problem haben zu der Erfindung geführt, die in der britischen Patentschrift Nr. 511.137 beschrieben ist und die darin besteht, dass Elemente, wie Aluminium, Silizium, Zinn, Mangan, Kobalt, Nickel und Antimon, die mit Zirkon Verbindungen mit hohem Schmelzpunkt bilden und die als   "Verhinderungselemente"bezeichnet   werden   mögen,   von der Legierung ferngehalten werden, 
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 und Cadmium, der Legierung beigegeben werden können. 



   Für die Einführung des Zirkons in die Legierung hat man bereits vorgeschlagen, metallisches Zirkon zu verwenden oder Zirkonsalze, die durch das Magnesium in der Schmelze zu metallischem Zirkonium reduziert werden können. Indessen hat die Verwendung von metallischem Zirkon keine befriedigenden Ergebnisse gezeitigt und die Verwendung von Zirkonsalzen hat beträchtliche Schwierigkeiten bereitet. Das Salz, welches besonders zum Vorschlag gebracht wurde, war Zirkonchlorid ; da dieses aber eine stark flüchtige Verbindung ist, haben sich grosse Verluste an Zirkonchlorid durch Verdampfung ergeben, wenn dieses in geschmolzenes Magnesium eingefuhrt wurde.

   Dementsprechend ist in der britischen
Patentschrift Nr. 511482 vorgeschlagen worden, die sich verflüchtigende Verbindung zusammen 
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 fabrikatorische Herstellung ungeeignet abgelehnt werden musste. 



   Darüber hinaus wurde mit befriedigendem Erfolg Zirkonfluorid und Oxyfluorid benutzt unter Anwendung von Legierungstemperaturen von   900oC   und darüber, aber diese hohen Temperaturen sind unerwünscht im Hinblick auf die Oxydationsgefahr des Magnesiums während des Legierungsprozesses im Hinblick auf den Verlust an Zeit und Brennstoff und auf die Gefahr, dass Eisen aufgelöst wird, wenn ein Schmelztiegel aus Eisen oder Stahl verwendet wird. 



   Gemäss der vorliegenden Erfindung wird die Legierung mit Hilfe einer Verbindung oder eines Gemisches bewirkt, welches Fluoride der Elemente Kalium und Zirkon enthält, wobei das Verhältnis zwischen Zirkonfluorid und Kaliumfluorid dasjenige der Formel   K2ZrFG überschreitet.   



  Ein besonders günstiges Verhältnis gibt die angenähert empirische Formel KZrF5, d. h. das Verhältnis des Zirkonfluorids zum Kaliumflorid ist angenähert äquimolekular. Zu der Verbindung oder zu dem Gemisch können auch ein oder mehrere der Chloride des Zirkons und der Alkali- und Erdalkali-Metalle (einschliesslich Magnesium) zugesetzt werden. Ursprünglich wurde gefunden, dass es unerwünscht sei, die
Chloride des Magnesiums, Kalziums und Strontiums beizumischen, weil die Beigabe dieser
Chloride eine Reaktion ergab, die zur Ver- flüchtigung und infolgedessen zu einem Verlust an Zirkonchlorid geführt hat.

   Es ist indessen möglich, diese Schwierigkeit durch geeignete 
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Es konnte festgestellt werden, dass bestimmte Verbindungen oder Gemische, deren Verhältnis von Zirkonfluorid zu Kaliumfluorid grösser ist, als es der Formel   KZrFs   entspricht, mit einem bemerkenswert niedrigen Schmelzpunkt hergestellt werden können. Der Schmelzpunkt des   KjjZrFs   ist ungefähr   840  C,   während   KZrF 5 bei   der überraschend niedrigen Temperatur von ungefähr 470   C schmilzt und der   SchmelzpuD   der Mischung von 80%   KZrEg     und 20% CaZd :'o   bei etwa 550   C liegt.

   Die Verwendung von Gemischen pder Verbindungen, die diese verhältnismässig niedrigen Temperaturen besitzen, ermöglicht es, dass der Legierungsprozess ohne heftige Reaktion durchgeführt werden kann. 



  Abgesehen davon, können Chloride der Alkalioder der Erdalkali-Metalle (einschliesslich Magnesium) und insbesondere Kaliumchlorid zu den   Legierungsstoffen   hinzugefiigt werden, um eine heftige Reaktion zu vermeiden, im Falle, dass das Schmelzgefäss überhitzt wird. Die Verwendung der Verbindung oder des Gemisches entsprechend der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Herstellung von Magnesiumlegierungen, die einen zufriedenstellenden Gehalt an Zirkon, z. B. 0-7% besitzen. Im allgemeinen ist die Menge des erforderlichen Gemisches etwa das Vierfache der Menge, die die erforder- lichen   0. 7%   Zirkon enthält. 



   Zur Durchführung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Gemisch oder die Ver- 
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 durchgearbeitet, wobei ein zähflüssiges Flussmittel, wie es in der britischen Patentschrift Nr. 539024 beschrieben ist, zur Verhütung von Oxydation verwendet wird. 



   Die Salze, die der Mischung zugesetzt werden sollen, werden im wesentlichen ausgewählt mit dem Ziel, eine ausreichende Flüssigkeit der Mischung bei den vorherrschenden Temperaturen zu gewährleisten. Diese Auswahl kann auf Grund vorliegender und veröffentlichter Daten oder durch einfache Versuche bewerkstelligt werden. 



   Die Beigabe von Chloriden der Alkali-und der Erdalkali-Metalle, einschliesslich Magnesium, zu Mischungen von Zirkonfluorid mit Kaliumund/oder Natriumfluorid, um eine Verbindung zu ergeben, die geeignet ist, Magnesium und Magnesiumlegierungen mit Zirkon zu legieren, ist Gegenstand eines besonderen Patentes. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Herstellung von Zirkon enthaltenden Legierungen auf Magnesiumbasis durch Einwirkung von Halogeniden des Zirkons und eines Alkalimetalls auf die Metallschmelze, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführung des Zirkons mittels einer Verbindung oder eines Gemisches bewirkt wird, die Fluoride der Elemente Kalium und Zirkon enthalten, wobei das Verhältnis des Zirkonfluorids zum Kaliumfluorid dasjenige gemäss der Formel   K2Z. d   überschreitet.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gemäss welchem das Verhältnis zwischen Zirkonfluorid und Kaliumfluorid ungefähr äquimolekular ist.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gemäss welchem die Mischung auch Kalzium-ZirkonFluoride enthält.