Verfahren zur Herstellung von hochprozentigen Nagnesiumlegierungen unter Entfernung von suspendierten Teilchen von Eisen und ähnlichen feinverteilten, unlöslichen Verunreinigungen von nicht salzartigem Charakter. Im schweizerischen Patent Nr. 148822 ist ein Verfahren zur Entfernung von Verunrei nigungen, insbesondere von suspendierten Teilchen von Eisen und ähnlichen feinver teilten, unlöslichen Verunreinigungen von nicht salzartigem Charakter aus Magnesium und hochprozentigen Magnesiumlegierungen beschrieben, bei dem mann das Metall im Schmelzfluss mit Reinigungsstoffen, wie z. B.
Silizium oder Mangan, derart behandelt, dass sie nach vorausgehender Lösung durch Tem peraturerhöhung bei der Abkühlung aus dem Schmelzfluss primär auskristallisieren und da bei die Verunreinigungen umhüllen, worauf die Primärkristalle samt den von ihnen um hüllten Verunreinigungen von der verbleiben den Schmelze, zweckmässig durch Absitzen lassen, getrennt werden.
Bei der entsprechenden Behandlung von Legierungen des Magnesiums mit Aluminium, Zink und andern Fremdmetallen, namentlich aber mit Aluminium, bei denen die hier in Rede stehenden Verunreinigungen, insbeson dere Eisern, in erster Linie zusammen mit den Legierungsbildnern in das Magnesium eingebracht werden, ergeben sich insofern gewisse Schwierigkeiten, als es wegen der geringeren Löslichkeit des Mangans imMagne- sium in Gegenwart von Begleitmetallen selbst bei Anwendung hoher Temperaturen nicht gelingt,
Mangan in der für die vollständige Reinigung erforderlichen Menge in den ge schmolzenen Legierungen in Lösung zu bringen.
Es wurde nun gefunden, dass man bei der Herstellung von hochprozentigen Magne- siumlegierungen unter Entfernung von sus pendierten Teilchen von Eisen und ähnlichen feinverteilten, unlöslichen Verunreinigungen nicht salzartigen Charakters diese Schwierig- keiten umgehen kann, wenn man zunächst das als Reinigungsstoff dienende Mangan in für die Reinigung der herzustellenden Le gierung ausreichender Menge im Magnesium in Lösung bringt, alsdann die eigentlichen Legierungsmetalle der Schmelze einverleibt,
weiterhin die Schmelze einer Abkühlung bis zur möglichst vollständigen primären Kristal lisation des Mangans unterwirft und endlich das ausgeschiedene Mangan zusammen mit den chemisch oder mechanisch an dasselbe gebundenen, fein verteilten unlöslichen Verun reinigungen, insbesondere Eisen, beispiels weise durch Absitzenlassen von der verblei benden Schmelze, die die fertige Legierung darstellt, abtrennt.
Dabei scheidet sich bereits beim Zulegieren der Fremdmetalle ein Teil des im Magnesium gelösten Mangans dank seiner durch die Anwesenheit der Fremd metalle verringerten Löslichkeit zusammen mit den an das Mangan gebundenen Verun reinigungen aus, während der Rest des Man gans zusammen mit den an dieses gebundenen Verunreinigungen bei der nachfolgenden Ab kühlung der Schmelze ausfällt.
Zwecks Einführung des Mangans in das unlegierte Magnesium kann man vorteilhaft so vorgehen, dass man durch Zusatz von Mangansalzen zu dem für die elektrolytische Gewinnung des Magnesiums verwendeten Elektrolyten unter Anwendung entsprechender Badtemperaturen in an sich bekannter Weise unmittelbar Magnesiummetall mit den für die spätere Reinigung notwendigen Mangan gehalten erzeugt. Auf diese Weise werden Verluste an Mangan, wie sie beim Einlegieren in das Metallbad infolge Verstäubung des metallischen Mangans oder Verdampfung des Manganchlorürs schwer zu vermeiden sind, verhindert.
<I>Beispiel:</I> Zwecks Herstellung einer Magnesium- legierung mit 10 % Aluminium werden zu 100 kg geschmolzenem Magnesiummetall 4,5 kg Mangarnchlorür gefügt und bei etwa <B>750-8000</B> C kräftig verrührt.
Es entsteht eine Legierung mit etwa 1% Mangan, Rest Magnesium, wobei das durch Umsetzung ent- standene, sich an der Oberfläche sammelnde MgCh die Schmelze vor Oxydation schützt. Zu dieser noch schmelzflüssigen Legierung werden bei der gleichen Temperatur 11 kg metallisches Aluminium hirnzugefügt und mit ihr verrührt.
Ein Teil des Mangans fällt hierbei zusammen mit der überwiegenden Menge der eisenartigen Verunreinigungen, insbesondere des durch das Aluminium in die Legierung hineingebrachten Eisens, sofort aus und setzt sich zu Boden. Die Schmelze wird nunmehr nach Abdecken der Oberfläche mit einem der bekannten Fluss- bezw. Rei- nigungssalzgemische allmählich auf<B>650</B> 0 C abgekühlt und bei dieser Temperatur während 2 Stunden belassen,
wobei der Mangangehalt sich durch primäre Kristallisation und Ab- sitzen der Kristalle auf etwa 0,2 % ernie- drigt und die eisenartigen Verunreinigungen, die chemisch oder mechanisch an die Mangan kristalle gebunden sind, ebenfalls bis auf Beträge in der Grössenordnung von 0,
001% aus der Schmelze entfernt werden. Die letz tere wird dann vom Bodensatz abgegossen <B>und</B> ergibt eine Legierung von 10 % Alu minium, Rest Magnesium, die geringe Mengen Mangan enthält und sich durch hohe Bestän digkeit gegen den Angriff korrodierender Medien, wie Wasser, Seewasser usw. aus zeichnet.
Process for the production of high-percentage magnesium alloys with the removal of suspended particles of iron and similar finely divided, insoluble impurities of a non-salty character. Swiss Patent No. 148822 describes a method for removing impurities, in particular suspended particles of iron and similar finely divided, insoluble impurities of a non-salt-like character from magnesium and high-percentage magnesium alloys, in which the metal is melted with cleaning agents such as z. B.
Silicon or manganese, treated in such a way that, after prior dissolution by increasing the temperature, they primarily crystallize out of the melt flow during cooling and then envelop the impurities, whereupon the primary crystals together with the impurities they cover from the remaining melt, expediently leave by settling to be separated.
In the corresponding treatment of alloys of magnesium with aluminum, zinc and other foreign metals, but especially with aluminum, in which the impurities in question, especially iron, are primarily introduced into the magnesium together with the alloying agents certain difficulties when, due to the lower solubility of manganese in magnesium in the presence of accompanying metals, it does not succeed even when using high temperatures,
To bring manganese into solution in the molten alloys in the amount required for complete cleaning.
It has now been found that in the production of high-percentage magnesium alloys with the removal of suspended particles of iron and similar finely divided, insoluble impurities of a non-salt-like character, these difficulties can be avoided by first adding the manganese, which serves as a cleaning agent, to the Purification of the alloy to be produced brings a sufficient amount of the magnesium into solution, then the actual alloy metals are incorporated into the melt,
furthermore, the melt is subjected to cooling until the primary crystallization of the manganese is as complete as possible, and finally the precipitated manganese together with the finely divided insoluble impurities bound chemically or mechanically to the same, especially iron, for example by allowing the remaining melt to settle represents the finished alloy, separates.
Already when the foreign metals are alloyed, part of the manganese dissolved in the magnesium is separated out together with the impurities bound to the manganese thanks to its reduced solubility due to the presence of the foreign metals, while the rest of the man gans together with the impurities bound to this the subsequent cooling of the melt fails.
For the purpose of introducing the manganese into the unalloyed magnesium, one can advantageously proceed in such a way that, by adding manganese salts to the electrolyte used for the electrolytic production of the magnesium, using the appropriate bath temperatures, magnesium metal is kept directly in a known manner with the manganese necessary for subsequent cleaning generated. In this way, losses of manganese, which are difficult to avoid when alloying in the metal bath as a result of atomization of the metallic manganese or evaporation of the manganese chloride, are prevented.
<I> Example: </I> To produce a magnesium alloy with 10% aluminum, 4.5 kg of manganese chloride are added to 100 kg of molten magnesium metal and vigorously stirred at about <B> 750-8000 </B> C.
The result is an alloy with about 1% manganese, the remainder being magnesium, whereby the MgCh that is created by conversion and collects on the surface protects the melt from oxidation. 11 kg of metallic aluminum are added to this still molten alloy at the same temperature and stirred with it.
A part of the manganese falls here together with the predominant amount of iron-like impurities, in particular the iron brought into the alloy by the aluminum, and settles on the ground. The melt is now after covering the surface with one of the known flux or. Cleaning salt mixtures gradually cooled to <B> 650 </B> 0 C and left at this temperature for 2 hours,
whereby the manganese content is reduced to about 0.2% due to primary crystallization and settling of the crystals and the iron-like impurities, which are chemically or mechanically bound to the manganese crystals, also down to amounts in the order of magnitude of 0,
001% can be removed from the melt. The latter is then poured off from the sediment <B> and </B> results in an alloy of 10% aluminum, the remainder being magnesium, which contains small amounts of manganese and is highly resistant to attack by corrosive media such as water, seawater, etc. . excels.