Verfahren zum Reinigen von metallischem Magnesium und Magnesiumlegierungen. Zum Reinigen von Magnesium und seinen Legierungen dienen üblicherweise Salz schmelzen, die als Decke auf dem geschmol zenen Gut schwimmen oder mit :diesem Gut irgendwie (beispielsweise durch Einrühren) in innige Berührung gebracht werden. Die Reinigungsmittel, die sich am besten bewährt haben, bestehen aus Chloriden oder Chlor verbindungen enthaltenden Stoffen.
Bei Ver wendung dieser Reinigungsmittel zeigt sich der Übelstand, dass im gereinigten Gut Reste von Chloriden zurückbleiben. Trotzdem die Fachleute durch viele Jahre bestrebt waren, diese Art von Reinigungsverfahren zu ver bessern, hat dieser Nachteil sich nicht völlig beseitigen lassen.
Handelt es sich darum, aus metallischem, chlorfreiem Gut geringe An teile von andersartigen Verunreinigungen nichtflüchtiger Natur zu entfernen, so be deutet es schon einen bedeutenden Nachteil, wenn das Gut bei der Reinigung auch nur Spuren von Chloriden zurückhält. Die Erfindung schafft dadurch Abhilfe, dass das geschmolzene metallische Gut mit mindestens einer Fluorverbindung innig ge mischt wird, die in Berührung mit der Schmelze bei der Arbeitstemperatur, ohne zu schmelzen, fluorhaltige Gasströme entwickelt.
Hierzu sind Fluorverhindungen geeignet, die bei der Schmelz- oder Giesstemperatur ent weder verdampfen oder unter Entstehung mindestens eines gas- oder dampfförmigen Bestandteils, :der Fluor als Element oder ge bunden enthält, zersetzt werden. Im Gegen satz zu den bekannten Verfahren werden also Salze verwendet, die beider Arbeitstempera tur nicht geschmolzen sind.
Die Wirkung kommt hier dadurch zustande, @dass die aus den Fluorverbindungen entwickelten Gase oder Dämpfe die Ausscheidung der Verun- reinigungen herbeiführen, wobei keinerlei un erwünschter Rückstand vom Gut zurückge halten wird.
Zur Ausfülirung ges Verfahrens beson- ders gut geeignete chlorfreie Fluorverbindun- gen sind die Silikofluoride (142etallsilili:
o- fluoride). Die Metallsalze der Silikofluor- wasserstoffsäure spalten beim Erhitzen das gasförmige Siliziumtetrafluorid (SiF4) ab, das sich in der metallischen Schmelze gleich mässig fein verteilt, während Metallfluorid ungeschmolzen zurückbleibt und sich auf der Schmelze als Decke ausbreitet. Am besten hat sich die Verwendung von Magnesium- silikofluorid (M gSiF@) bewährt,
jedoch sind zum Beispiel auch das Natrium- und Alu- m.iniumsiliL-ofluorid oder Schwermetallsalze der Silikofluorwasserstoffsäure für das Ver fahren geeignet. In zweiter Linie kommen für das Verfahren die Salze der Borfluor- wasserstoffsäure in Betracht. Ferner lassen sich gleichartige Reinigungswirkungen mit neutralem oder saurem Ammoniumfluorid oder Salzen, die Ammomumfluorid in kom plexer Form gebunden enthalten (wie zum Beispiel Ammoniumsilikofluorid), oder mit Gemischen von Ammoniumfluoriden erzielen.
Das neutrale Ammoniumfluorid verdampft schon bei Temperaturen tief unter dem Schmelzpunkt des Magnesiums, während sich das saure,Salz in der Hitze als weisser Rauch verflüchtigt; in beiden Fällen ziehen die ent stehenden Dämpfe wirbelnd durch die Schmelze hindurch.
Das Ammoniumsiliko- fluorid spaltet bei der Arbeitstemperatur gas förmiges Siliziumtetrafluorid ab und liefert gleichzeitig Ammoniumfluoriddämpfe. Da die Gasentwicklung bei den Amynonsalzeit sehr stürmisch einsetzt, empfiehlt es sich, sie für sich allein nur für die Reinigung von kleinstöckigem Gut zu verwenden, mit dem sie vor dem Einsetzen innig gemischt werden können.
Zur Reinigung von grob- stückigem oder stark schlackenhaltigem Gut sind für sich allein nur die Metallsilikofluo- ride gut geeignet. In beiden Fällen sind Ge mische eines Ammoniumfluorides mit einem Metallborfluorid oder mit einem Metallsiliko- fluorid für das Verfahren verwendbar, diese letzteren sogar mit besonderem Vorteil.
Handelt es sich um die Reinigung von grossstöckigem Gut, zum Beispiel von Blök- ken oder Gussbruch, so müssen zwecks Her beiführung des vollen Erfolges besondere Vorkehrungen getroffen werden, um sicher zustellen, da.ss die Salze erst innerhalb der zu reinigenden Schmelze verdampft oder zer setzt werden.
Zu diesem Zweck wird das Reinigungsmittel beispielsweise unter mög lichst vollständigem Luftausschluss in DZe- talltuben (Aluminium- oder Magnesium tuben) verpackt und in dieser Form, zum Beispiel durch rasches Untertauchen, in die Schmelze eingebracht.
In Reinigungsschmelzen haben Fluoride des Magnesiums, Kalziums, Aluminiums und anderer Metalle zur Verdickung der Mag nesiumchloridschmelze gedient. Ferner sind auch Gemische von Alkalifluoriden und Mag nesiumchlorid zur Verwendung als Reini gungsschmelzen vorgeschlagen worden. Auf einem andern Wege ist die Verbesserung,der Magnesiumchloridschmelze durch Verwen dung von Magnesiumfluorid an Stelle des Magnesiumchlorides bei gleichzeitigem Zu satz einer geringen Menge von metallischem Kalzium angestrebt worden.
Alle diese Zu sätze rufen die Reinigung des metallischen Gutes ausschliesslich durch chemische Ein wirkung des bei der Arbeitstemperatur schmelzenden Gemisches hervor; die hierzu verwendeten Metallfluoride sind bei den Ar beitstemperaturen in wesentlichen Mengen weder verdampft noch zersetzt. Die Verwen dung derartiger Reinigungsschmelzen hat ge genüber den reinen Chloridschmelzen den Nachteil, dass zufolge des höheren Schmelz punktes der Fluoride höhere Arbeitstempera- turen verwendet werden müssen.
Ammoniumfluoi@i de und Metallsilikofluo- ride stehen beim Giessen von Magnesium und Magnesiumlegierungen in wassergebundene Formen, insbesondere grüne Sandformen, im Gebrauche, um das metallische Gut vor dem Einfluss der Luft und dem Angriff der in der Form entstehenden Wasserdämpfe zu schützen.
Ferner ist vorgeschlagen worden, zum Schutze von leicht oxydierbaren 3Ie- tallen, wie insbesondere Magnesium, die Oberfläche des geschmolzenen Gutes mit einer Gasatmosphäre zu überschichten, die aus elementarem Fluor oder den Dämpfen einer Fluorverbindung besteht. Dass Fluorverbin- dungen an Stelle von .Salzschmelzen als Rei nigungsmittel für Magnesium und seine Le gierungen mit Vorteil Verwendung finden können, ist bisher nicht erkannt worden.
Ausführungsbeispiele: 1. Mit Kohlenstoff und Magnesiumoxyd verunreinigte Kugeln (Gra.nalien) aus Rein magnesium, wie sie bei der Verflüchtigung von auf elektrothermischem Wege gewon nenem Magnesium anfallen, werden mit 1 % ihres Gewichtes Magnesiumsiliziumfluorid innig gemischt und in einem geschlossenen Eisentiegel zum Schmelzen erhitzt.
Wäh rend des Schmelzvorganges zersetzt sich das Magnesiumsiliziumfluorid in Siliziumtetra- fluorid und Ma.,anesiumfluord. Das gas förmige Siliziumtetrafluorid perlt durch die Schmelze und befreit diese von den ange gebenen Verunreinigungen; gleichzeitig steigt das freiwerdende Magnesiumfluorid nach oben und breitet sich auf der Oberfläche der Schmelze aus.
2. Zur Reinigung von Barren aus Rein magnesium wird eine Mischung von 90 Maa,-nesiumsiliziumfluori-d und 10 % Ammo- niumsiliziumfluorid in einer Menge von 1 % des Metallgewichtes verwendet. Diese Mi schung wird möglichst dicht in eine Ma gnesiumtube gepackt.
Man erhitzt die Barren in einem geschlossenen Eisentiegel auf eine Temperatur knapp oberhalb des Schmelz- punktes und taucht sodann die Magnesium- tube in das erhitzte Metallbad ein, wobei die Schmelze gleichzeitig durchgerührt wird. Die durch Zersetzung der Salze entstehenden Gase perlen durch das schmelzflüssige Me tall hindurch und befreien es vollkommen von nichtmetallischen Einschlüssen, wie Ni triden, Oxyden und Schlacken.
3. In gleicher Weise, wie in Beispiel 2 beschrieben, kann eine Mischung von 90 Magnesiumsiliziumfluorid und 10% A.mmo- niumfluorid beispielsweise zur Reinigung von handelsüblichen Magnesiumlegierungen An- Wendung finden, in welchem Fall es sich empfiehlt, mit grösseren Mengen, (bis zu drei Hundertteilen vom Metallgewichte) zu arbei ten. Die Mischung kann in eine Aluminium tube eingepresst werden.
4. Zur Reinigung von Schrott handels üblicher Magnesiumlegierungen wird eine Mischung von 60 % Magnesiumsilizium- fluorid, 2,0 % Natriumsiliziumfluorid, 10 Ammoniumsiliziumfluorid, 5 % Ammonium- fluorid und 5 % Ammoniumbifluorid in einem Verhältnis von 9, zu 100 des Metall- gewichtes,
in eine Magnesiumtube oder Alu- miniumtube dicht .gepackt, verwendet.