AT349767B - Verfahren zum veredeln von eutektischen oder naheutektischen aluminium-silizium- legierungen und veredelungsmittel zum durch- fuehren dieses verfahrens - Google Patents

Description

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   Es ist bekannt, eutektische oder   naheutektisehe     Aluminium-Silizium-Legierung   durch Zugabe von
Natrium, eines Natriumhalogenids, eines Gemisches eines Natriumhalogenids mit zumindest einem weiteren
Alkalimetallhalogenid und/oder eines Alkalimetallsalzes einer Pseudohalogenwasserstoffsäure,   z. B.   



   Natriumamid, Natriumcyanat, Natriumisocyanat, Natriumthioeyanat, Natriumisothioeyanat, oder Dinatrium- cyanamid, zur schmelzflüssigen Legierung zu veredeln. Diese sogenannte Veredelung bezieht sich auf gegenüber den unbehandelten Legierungen erhöhte Festigkeitseigenschaften, was auf die Modifizierung des
Eutektikums zurückzuführen ist. Dabei wird gegenüber der im unbehandelten Zustand plattigen
Ausbildungsform eine dendritische, korallenartige bis faserförmige Erscheinungsform erreicht, die durch
Fehlen von scharfkantigen Ausbildungen die vorerwähnten günstigen Eigenschaften bewirken. 



   Es ist weiters bekannt, dass der gleiche Effekt auch durch Zugabe von Strontium zu einer schmelzflüssigen, eutektischen oder naheutektischen Aluminium-Silizium-Legierung erreicht werden kann. 



   Der sich bei Natrium oder Natriumsalzen einerseits oder Strontium bzw. Strontiumsalzen anderseits ergebende Unterschied liegt auch darin, dass die Veredelungswirkung von Natrium rasch einsetzt, aber bald abklingt, wogegen Strontium erst nach einer Inkubationszeit die Veredelungswirkung ergibt, welche aber lange anhält und unter Umständen sogar mehrmaliges Umschmelzen der mit Strontium veredelten
Aluminium-Silizium-Legierungen ermöglicht. 



   Bei der Anwendung eines der beiden Elemente Natrium bzw. Strontium werden deshalb keine optimalen Zustände der Schmelze erreicht, weil über längere Zeiträume des Warmhaltens der Schmelze in der Giesserei Gussstücke mit unterschiedlichen Festigkeitswerten produziert werden. Nachdem die
Probenahme zur Qualitätskontrolle statistisch verteilt über den ganzen Produktionsablauf erfolgt, kann es zur Nichtannahme ganzer Serien kommen, wenn solche Gussstücke zur Festigkeitsprüfung herangezogen werden, die ausserhalb des optimalen Wirkungsbereiches eines der beiden veredelnden Elemente liegen. Bei Natrium kann das Abgiessen beispielsweise zu spät, bei Strontium zu früh erfolgen. Bei kombinierter Veredelung, also bei Verwendung von Natrium und Strontium, werden, wie gefunden wurde, solche Zufälligkeiten weitgehend ausgeschaltet. 



   Weiters werden in Giessereien einerseits unter Verwendung von Strontium und anderseits unter Verwendung von Natrium veredelte Legierungen gleichzeitig verarbeitet. Das Getrennthalten solcher Werkstoffe im Rücklaufmaterial ist eine schwierige, organisatorische Aufgabe. 



   Mit der DE-OS 1558710 ist bereits vorgeschlagen worden, siliziumhaltige Aluminiumlegierungen mit einem Natriumfluorid,   Natriumehlorid   und Strontiumfluorid enthaltenden Verwedelungsmittel zu veredeln, jedoch kann mit einem solchen Veredelungsmittel eine Veredelung der siliziumhaltigen Aluminiumlegierung nur bei relativ hohen Temperaturen von etwa 800 bis   900 C,   häufig nur bei noch wesentlich höheren Temperaturen, erzielt werden, die weit oberhalb der normalerweise in Frage kommenden Giesstemperatur liegen, so dass der Nachteil in Kauf genommen werden muss, dass während der zum Abkühlen der veredelten Schmelze auf Giesstemperatur erforderlichen relativ langen Zeit der Veredelungseffekt zumindest zum Teil wieder verschwindet. 



   Es wurde nun gefunden, dass eine Veredelung von Aluminium-Silizium-Legierungen bei nur wenig oberhalb der Giesstemperatur liegenden Temperaturen von etwa 600 bis   700 C   mittels strontiumhaltiger und natriumhaltiger Veredelungsmittel dann möglich ist, wenn das Natrium in Form von Salzen und das Strontium in elementarer Form eingesetzt wird und dass dadurch auch die gleichzeitige Wiederverwendung von Strontium enthaltendem   Rücklaufmaterial   und von Natrium enthaltendem Rücklaufmaterial ohne Schwierigkeiten möglich ist. 



   Ausgehend von diesen, der Erfindung zugrundeliegenden Erkenntnissen, wird bei einem Verfahren zum Veredeln von eutektischen oder   naheutektisehen   Aluminium-Silizium-Legierungen durch Zugabe von Natrium, eines Natriumhalogenids, eines Gemisches eines Natriumhalogenids mit zumindest einem weiteren Alkalimetallhalogenid und/oder eines Alkalimetallsalzes einer Pseudohalogenwasserstoffsäure und zusätzlich eines Strontium enthaltenden Materials zur schmelzflüssigen Legierung gemäss der Erfindung der   schmelzflüssigen   Legierung als Strontium enthaltendes Material eine gegebenenfalls Silizium enthaltende Aluminium-Strontium-Legierung zugesetzt.

   Da beim Arbeiten nach dem erfindungsgemässen Verfahren die Aluminium-Silizium-Legierung mittels des Natriumsalze und elementares Strontium enthaltenden Veredelungsmittels bei nur wenig oberhalb der optimalen Giesstemperatur liegenden Temperaturen veredelt werden kann, ergibt sich zusätzlich zu den bereits erwähnten Vorteilen der Vorteil, dass das bereits erwähnte korallenartige bis faserförmige Gefüge des Eutektikums noch feingliedriger als bisher erzielbar ist und 

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 damit die Festigkeit der erhaltenen Gussstücke weiter erhöht wird.

   Die besten Ergebnisse lassen sich hiebei dann erzielen, wenn gemäss der Erfindung der schmelzflüssigen Legierung Natrium, ein Natriumhalogenid, ein Gemisch eines Natriumhalogenids mit zumindest einem weiteren Alkalimetallhalogenid und/oder ein Alkalimetallsalz einer Pseudohalogenwasserstoffsäure gleichzeitig mit einer gegebenenfalls Silizium enthaltenden Aluminium-Strontium-Legierung zugesetzt wird, was am besten durch Zusetzen eines, die erforderlichen Bestandteile enthaltenden Veredelungsmittel zur schmelzflüssigen Legierung erfolgt. 



   Im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens wird zweckmässig Natrium und Strontium in einem Atomverhältnis des Natriums zum Strontium von 1 : 5 bis 20 : 1, vorzugsweise 1 : 2 bis 5 : 1, eingesetzt. 



   Es ist zwar prinzipiell möglich, die schmelzflüssige Al-Si-Legierung mittels einer Natrium-Strontium-Legierung zu veredeln, jedoch ist es wegen der Schwierigkeit beim Einbringen von elementarem Natrium in die schmelzflüssige Legierung günstiger, wenn gemäss der Erfindung das Natrium in Form eines Natriumhalogenids gegebenenfalls zusammen mit zumindest einem   Erdalkalimetallhalogenid   und/oder mit zumindest einem weiteren Alkalihalogenid und das Strontium in Form einer   Al-Sr-Legierung   eingesetzt wird. 



   Falls das Natrium in Form eines Natriumhalogenids zusammen mit zumindest einem Erdalkalimetallhalogenid und/oder mit zumindest einem weiteren Alkalimetallhalogenid und das Sr in Form einer Al-Sr-Legierung eingesetzt wird, ist es zweckmässig, ein aus dem Schmelzfluss erstarrtes Gemisch der Halogenide einzusetzen, da einerseits ein solches Gemisch wasserfrei ist und damit eine Wasserstoffaufnahme durch die schmelzflüssige Legierung vermieden wird und anderseits ein solches, aus dem Schmelzfluss erstarrtes Gemisch wegen des darin enthaltenden Eutektikums rasch aufschmilzt und so in der Schmelze fein verteilt werden kann. 



   Ein zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens zweckmässiges Veredelungsmittel ist dadurch gekennzeichnet, dass Natrium und Strontium in einem Atomverhältnis des Natriums zum Strontium von 
 EMI2.1 
 :Al-Sr-Legierung vorzugsweise 5 bis 15 Sr, insbesondere 10   Gew.-%   Sr, und gegebenenfalls 8 bis 15 Si, insbesondere 11 bis 12   Gew.-%   Si, enthält. Hiebei kann das Natriumhalogenid in Form eines Gemisches aus Natriumchlorid, Natriumfluorid und Kaliumchlorid vorliegen, welches vorzugsweise aus 40 Gew.-% NaCl, 20   Gew.-%   NaF und 40 Gew.-% KC1 (etwa eutektisches Gemisch) besteht.

   Um das Veredelungsmittel in der Schmelze leicht verteilen und auch gut dosieren zu können, liegen die einzelnen Komponenten des Veredelungsmittels, insbesondere die Al-Sr-Legierung, vorzugsweise in   Griesform,   vorzugsweise mit einer Korngrösse von 0, 1 bis 2, 0 mm, vor. 



   Im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens wird die Schmelze zweckmässig bei Temperaturen zwischen 600 und 700 C, vorzugsweise 670   :   10 C, veredelt. 



   Die Erfindung wird im folgenden durch Ausführungsbeispiele näher erläutert. 



     Beispiel l :   Eine   GAlSilO-Legierung   wurde zum Teil mit Sr und zum Teil mit Na in den für die Erreichung eines modifizierten Gefüges notwendigen Menge versetzt, so dass ein dendritisches, korallenartiges bis faserförmiges Gefüge des AlSi-Eutektikums nachgewiesen werden konnte. Diese Basislegierungen wurden im Verhältnis von 80% natriumveredeltem und   20%   strontiumveredeltem Material, nach vorherigem Erstarren wieder eingeschmolzen und mit einem Veredelungspräparat im Sinne der gegenständlichen Erfindung bei einer Temperatur von 670   10 C   behandelt, wobei durch Anwendung von   0, 8 Gew. -% Veredelungspräparat,   bezogen auf das Schmelzgewicht, ein eindeutig veredeltes Gefüge erzielt werden konnte. 



     Beispiel 2 :   Aus den in Beispiel 1 angeführten Basislegierungen wurde eine Legierung, bestehend aus   80%   Anteil des Sr-veredelten Metalls und   20%   des Na-veredelten Metalls, erschmolzen. Die Nachbehandlung mit dem Na- und Sr-abgebenden Veredelungsmittel ergab eine einwandfrei veredelte   Gefügeausbildung.   



   Die Nachveredelung mit einem Veredelungsmittel zur kombinierten Gefügemodifizierung mittels Sr und Na, unter Verwendung von nur einem Präparat, stellt eine, für die praktische Anwendung in den Giessereien, wünschenswerte Verbesserung dar, weil dadurch Problemen der Trennung von Rücklaufmaterial, soweit es sich auf die angewendeten Veredelungselemente bezieht, weitgehend wegfallen. Darüber hinaus kann die kombinierte Sr-Na-Veredelung mit nur einem Präparat unter gleichzeitiger Ermöglichung 

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 einer einwandfreien Nachveredelung auch bei der Herstellung von AlSi-Gusslegierungen den weitgespannten Anforderungen bei der Verarbeitung für die meisten der vorkommenden Fälle Rechnung tragen. 



     PATENTANSPRÜCHE   : 
1. Verfahren zum Veredeln von eutektischen oder naheutektischen Aluminium-Silizium-Legierungen durch Zugabe von Natrium, eines Natriumhalogenids, eines Gemisches eines Natriumhalogenids mit zumindest einem weiteren Alkalimetallhalogenid und/oder eines Alkalimetallsalzes einer Pseudohalogenwasserstoffsäure und zusätzlich eines Strontium enthaltenden Materials zur schmelzflüssigen Legierung, 
 EMI3.1 
 enthaltendes Material eine gegebenenfalls Silizium enthaltende Aluminium-Strontium-Legierung zugesetzt wird. 
 EMI3.2 

Claims (1)

1. schmelzflüssigen Legierung Natrium, ein Natriumhalogenid, ein Gemisch eines Natriumhalogenids mit zumindest einem weiteren Alkalimetallhalogenid und/oder ein Alkalimetallsalz einer Pseudohalogenwasserstoffsäure gleichzeitig mit einer gegebenenfalls Silizium enthaltenden Aluminium-Strontium-Legierung zugesetzt wird. EMI3.3 und Strontium in einem Atomverhältnis des Natriums zum Strontium von 1 : 5 bis 30 : 1, vorzugsweise 1 : 2 bis 5 : 1, eingesetzt werden. EMI3.4 enthaltenden Aluminium-Strontium-Legierung enthält.

   5. Veredelungsmittel nach Anspruch 4, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t , dass Natrium und Strontium in einem Atomverhältnis des Natriums zum Strontium von 1 : 5 bis 30 : 1, vorzugsweise 1 : 2 bis 5 : 1, vorliegt. EMI3.5 gekennzeichnet,Alkalimetallhalogeniden, insbesondere ein eutektisches Gemisch aus Natriumchlorid, Kaliumchlorid und Natriumfluorid enthält.

   7. Veredelungsmittel nach Anspruch 6, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t , dass es auf 90 bis 30 Gew.-Teile Natriumhalogenid bzw. Natriumhalognide 10 bis 70 Gew.-Teile einer Al-Sr-Legierung enthält.

   8. Veredelungsmittel nach einem der Ansprüche 4 bis 7, d g e k e n n z e i c h n e t, dass die Al-Sr-Legierung 5 bis 15, insbesondere 10 Gew.-% Sr und gegebenenfalls 8 bis 15, insbesondere 11 bis 12 Gew.-% Si enthält. EMI3.6 d u r c h g e k e n n z e i c h -net, dass das Alkalihalogenidgemisch in Form eines Gemisches aus Natriumchlorid, Natriumfluorid und Kaliumchlorid vorliegt, welches vorzugsweise aus 40 Gew.-% NaCl, 20 Gew.-% NaF und 40 Gew.-% KC1 (etwa eutektisches Gemisch) besteht.

   10. Veredelungsmittel nach einem der Ansprüche 4 bis 9, d g e k e n n z e i c h net, dass es auf 100 Gew.-Teile eines vorzugsweise eutektischen Gemisches aus Natriumchlorid, Natriumfluorid und Kaliumchlorid 30 Gew.-Teile einer 10 Gew.-% Sr enthaltenden, gegebenenfalls siliziumhaltigen Al-Sr-Legierung enthält.

   11. Veredelungsmittel nach einem der Ansprüche 4 bis 10, d g e k e n n z e i c h n e t, dass die einzelnen Komponenten des Veredelungsmittels, insbesondere die Al-Sr-Legierung, in Griessform, vorzugsweise mit einer Korngrösse von 0, 1 bis 2, 0 mm, vorliegen.

   12. Veredelungsmittel nach einem der Ansprüche 4 bis 11, d g e k e n n z e i c h net, dass es ein aus dem Schmelzfluss erstarrtes Gemisch von Alkalimetallhalogeniden und/oder Erdalkalimetallhalogeniden enthält. <Desc/Clms Page number 4>

   13. Veredelungsmittel nach einem der Ansprüche 4 bis 12, d g e k e n n z e i c h net, dass es in Form eines gegebenenfalls gesinterten Presslings vorliegt.