CH99080A - Arbeitsverfahren zur Darstellung von Legierungen. - Google Patents

Description

      Arbeitsverfahren        zur    Darstellung von Legierungen.    Die     Erfindum,    hat die Schaffung eines  neuen und verbesserten -Verfahrens zur     Her-          siellung    von Legierungen zum Gegenstand,  besonders solcher, deren Grundbestandteile  in ihren Schmelzpunkten sehr verschieden  sind.  



  Es ist bekannt, Legierungen. durch Um  setzung eines Gemisches von     Doppelfluori-          den    der Leichtmetalle einerseits und einem  andern, durch Aluminium reduzierbaren     Ele-          inent-    anderseits mit     de-r    zur Umsetzung not  wendigen Menge Aluminiumpulver darzu  stellen. Gemäss     vorlie--ender        Erfindiing    wird  das Gemisch in Form     zusammeiigepresster     Stücke (z.

   B. in     Brikettform)    in einem     Auf-          nahmeinetall    bei einer mindestens der       Sehmelzfemperatur    des Aluminiums     entspre-          ellenden    Temperatur zur Reaktion gebracht.  



  Die Erfindung soll an dem Beispiel der  Darstellung einer Legierung von Silicium mit  Aluminium näher beschrieben werden. Eine  Menge pulverisiertes     Natriumsiliciumfluorid,     wie dies in     rossen    Mengen als Nebenprodukt  <B>9</B>     t'     bei der Erzeugung des als     Superpliosphat     bekannten Düngemittels gewonnen wird,    wird mit pulverisiertem, metallischem     Alii-          minium    im Verhältnis von 564 zu<B>108</B> ge  mischt. Diese     3Escliuii,-,-    wird mit einer ver  dünnten Lösung von     ',#\Tatriumsilikat    als  Bindemittel angerührt und zu Blöcken,  Klumpen oder Kügelchen in passender Grösse  geformt.

   Diese werden in ein     Bad    von ge  schmolzenem Aluminium gebracht, wobei das  Bad ständig umgerührt wird.  



  Es tritt die folgende Reaktion ein:  <B>3</B>     Na#Si    F,     -#    4<B>Al = 3</B>     Si   <B>+ 6</B>     NaF   <B>+</B>     4AIF,.     Der     "MTärmeyrii-,1    der     Aluminiumschmelze     braucht nicht Über     il-iren    Schmelzpunkt ge  steigert zu werden,     muss    aber zweckmässig  dabei erhalten werden.

   Die Reaktion ist etwas       exothermisch    und geht schnell vonstatten,  -wobei eine Legierung des     Silicillms    mit dem  Metall des Bades gebildet wird, und zwar  bei einem     WärmeIrad,    der viel niedriger ist  wie der Schmelzpunkt des Siliciums, was  wohl der Tatsache zuzuschreiben ist     dass    das       Silleium    im     naszierenden    Zustand frei wird.

    Die     nichtmetallischen    Produkte der Reaktion  schwimmen auf dem     Aletail    in Form 'einer  leichten, klaren und leicht schmelzbaren      Schlacke, die einen ausserordentlich guten       ],#'lel,-trolyten    darstellt zur Erzeugung von  metallischem Aluminium.  



  Die Schlacke und das Metall werden auf  irgend eine praktische Art voneinander     g2-          trennt,    wie z. B. durch     Abscliütteii    oder<B>Ab-</B>  schöpfen.  



  In Anbetracht der Tatsache,     dass    die  <B>1</B>     Menge        Schlacke,        die        im        Laufe        dieser        Reak-        t'          tion    gebildet wird, leicht viel grösser sein  en  kann als die     Mence,    die bei der     Aluminium-          e          erzeugung    als Elektrolyt.

   Verwendung finden  kann, zieht man es in den meisten Fällen  vor<B>'</B> mit den oben erwähnten >Substanzen  eine Menge     gepulverten    metallischen     Siliciums          zusamiTienzumischen,        das    nach der Einfüh  rung in das Bad     s"hiiell        -elöst    wird,     wob,2,i     es nicht nötig ist, den Wärmegrad des     He-          talles    besonders     züi    steigern, wie es sollst     ga-          schelien        müsste.    So dient diese Reaktion nicht  allein dazu,

   das Silicium in dem Bade durch  Reduktion zu binden, sondern     aaoh        rLazu,    die       l','infüliriino-    von auf andere Weise schon re  duziertem     Silicium    zu     erleiehtern.    und zwar       hann    das letztere     in        'eder        belieb'#,en    Menge  bis     züi   <B>75</B>     jo    der     -anzen        Men-e    in dem Stück  form aufweisenden Gemisch enthalten sein.,

    ohne     dass    die Temperatur des Bades erhöht  werden     müsste.    Wird diese Menge überschrit  ten, so ist es nötig,     das    Bad auf einen höheren       Mrärmegrad    zu erhitzen.  



  Die Erfindung ist auch anwendbar,     ##"eiin     das Aluminium mit irgend einem andern  Stoffe legiert werden soll ausser     Silleium.     Man     Igeht    dabei aus von einem     Doppelfluorid          von        Natrium        L        und        dem        erwünschten        Metall,     z.

   B. dem     Doppelfluorid    von Natrium und  von Bor, Beryllium     Seandium,        Ytterbium.,          Yftrium   <B>'</B>     Lanthanum.        Titanium.        Zirconiu-ai.          Ceriuni.        Thorium,        Vanadium,        Niobium,          Tantalum,    Chrom. Eisen, Mangan,     Cobalt,     Nickel.

   Kupfer oder     Uranium,   <B>je</B> nachdem  eine Legierung des einen oder andern     Me-          falles    des Bades gewünscht wird. Übrigens       Jiffinnen    ausser den oben genannten noch     an-          Üere    Metalle benutzt werden, aber     cerade    die  vorerwähnten sind mit     Erfohy    zu Versuchen  benutzt worden, und wenn auch gewisse an-         dere,    wie Zink, auf dieselbe Weise behandelt  werden können,

   so sind doch ausser den     an"e-          führten        Lecierun-en    die andern von     -erin-          gereln,    praktischem Wert,  Das Verfahren     gemÜss    Erfindung kann  auch     zür    Einführung von andern Metallen  mit     Silicium    zusammen in die     Lügierung    be  nutzt werden,     und    zwar einfach, indem man  das betreffende Metall in fein verteilter Form  dem Gemisch zusetzt.

   So kann zum Beispiel  eine Menge Wolfram oder     iXol#"bd.2iii    mit  dem     Natriumsiliehimfluorid    und     Ahimi-          nium    gemischt werden. mit oder ohne     Hin-          ziil'ii"tiiio-    einer     -'Menge    metallischen     Silieiums,     :

  n     l#   <B><I>kn</I></B>       nii(1    sie kann so in das     Bad    bei einem     "N#'ärmf-,-          ,grad    eingeführt werden. der viel geringer ist  wie der,     de'r        naeli    der     oewöhnlichen    Methode  <B>n</B>       zür        Vereiniuun   <B>g</B> dieser Stoffe nötig wäre.

    Das Verfahren     besehränkt    sieh     nielit    auf       die    Einführung des     Metalles        mit    dem     Sili-          eiumfluorid    zusammen, sondern es kann auch  angewandt werden mit irgend einem     anderii          Doppelfluorid    zusammen, das     eineii    durch  Aluminium ersetzbaren Bestandteil enthält.

    So ist es unter     -ewöhnliehen    Umständen  sehr schwer. wegen ihres weit,     auseinander-          liegenden        Sehmelzpunktes    eine Legierung       I    2n  von Aluminium und     Niekel    herzustellen:

    wenn     man    aber einem     Bad    von     geselimolzenem          .),.lunliilium    eine     Misehung    -von     Natrium-          Nickeldoppelfluorid,        Aluminiumpulver    und       gepulvertes        Niehel    zusetzt.<B>so</B> vollzieht     siell     die Absorption und Lösung fast quantitativ  bei einer     verhältni.,smässig    niedrigen Tempe  ratur, und zwar ganz leicht,

   wobei     sieli    eine  vollkommen schmelzbare und leicht     Ireilii-          ba.re        Sehlaeke,    bildet.  



  Dieses Verfahren beschränkt sich aber  nicht     auf    die     Herstelluno,    von     Le(Yieriiil()'Clll.     die     Alum        inium    zur     Grundlare    haben. son  dern es ist     gleieherweise    auf die Herstellung  von Legierungen irgend eines     Metalles    mit  irgend einem andern Metall anwendbar, ob  wohl seine grösste Bedeutung die Herstellung  von     lie-,ierun"eii    betrifft. deren     Einzel-          eD        LI          bestandteile    sieh in ihrem Schmelzpunkt  sehr unterscheiden.

   Wenn     man        zum    Beispiel       Zirhonium    und Eisen legieren will, wird     das              NLatrium-Zirkeniumdoppelfluorid    mit Alumi  nium gemischt     und    in ein Bad von     geschmol-          zeilem    Eisen gebracht.  Wenn die Bestand  teile     gut    brikettiert werden, so wird die,     Rea-h-          tion    fast vollkommen quantitativ verlaufen,  wobei das ganze     Zirkonium        ied-Liziert    wird  und nichts von dem. Aluminium in dem Bade  aufgelöst bleibt.

   Um in gleicher Weise       Molybdän,        Wolfrain,    Uran oder     Vanadium     mit     Gusseisen    oder     irge-nd    einem ähnlichen       Mefall    zu legieren, wird eine Menge     Doppel-          fluorid    von Eisen und Natrium mit dem     er-          forderliclien    Betrag von Aluminiumpulver       und    der     -,ewünseliten    Menge des     Metalles    zu  sammengemischt, das legiert werden soll.

         )ÄTenn    die gut     agglomerierte    Menge in das  Bad von geschmolzenem Eisen eingeführt  wird. tritt die erwünschte Wirkung ein. Es  wurde das     Eisendoppelfluorid    vorgeschlagen,  um eine Verunreinigung     de-r    Legierung durch  t5  ein drittes Metall zu verhindern, obgleich  jedes beliebige     Doppelfluorid    benutzt werden       hann,    das ein Metall     entli#ilt,    das nicht     seh,-i-          digend    auf das Endprodukt einwirkt, wie  z. B. Mangan.

   Das     Arbeitsverfaliren    kann  zur Herstellung jeder beliebigen Legierung  verwendet werden, und sein grösster Vorteil  besteht darin,     dass    es auch die Herstellung  von Legierungen der seltenen<B>EI</B>     rdmetalle    ge  stattet, die so ausserordentlich schwer     herzu-          ,4ellen    sind, weil sie für sieh allein nur sehr  schwer reduziert werden können.  



  In manchen Fällen kann man natürlich  auch ein Gemisch von verschiedenen Doppel-         fluoriden    verwenden, um mehrere Stoffe in  ein Grundmetall einzuführen.  



  Die bei diesem     Umsetzungsverfahren    ent  stehende Schlacke ist ein neuer     und    verbes  serter Elektrolyt zur Herstellung von me  tallischem Aluminium, unabhängig vom na  türlichen     Kryolitli;    es ist ein Elektrolyt, der  aus Stoffen hergestellt wird, die jetzt Abfall  nebenprodukte grosser Industrien sind und  die in unbegrenzter Menge geliefert werden  können.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH:</B> Arbeitsverfahren zur Darstellung von Le gierungen durch -Umsetzung von Doppel- fluoriden der Leichtmetalle einerseits und einem andern, durch Alumini-um reduzier baren E leineut anderseits mit der zur Um setzung notwendigen<B>-</B> Menge Aluminium pulver, dadurch gekennzeiel-inet, dass das Ge misch in Stücken in einem Aufnahmemetall bei einer mindestens der Schmelziemperatur des Aluminiums entsprechenden Temperatur zur Reaktion gebracht wird.

   UNTERANSPRUCH: Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass <B>-</B>der TUischung das durch Aluminium reduzierbare Element auch in elementarer Form und pulverisiert zugefügt und dann das Ganze in das Aufnahmemetall eingeführt wird.