DE1035911B - Verfahren zur Gewinnung eines Kristallgefueges von grosser Feinheit und gleichmaessiger Verteilung aller seiner Bestandteile bei der Erstarrung von uebereutektischen Aluminium-Silizium-Legierungen - Google Patents
Verfahren zur Gewinnung eines Kristallgefueges von grosser Feinheit und gleichmaessiger Verteilung aller seiner Bestandteile bei der Erstarrung von uebereutektischen Aluminium-Silizium-LegierungenInfo
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Description
- Verfahren zur Gewinnung eines Kristallgefüges von großer Feinheit und gleichmäßiger Verteilung aller seiner Bestandteile bei der Erstarrung von übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierungen Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Gewinnung eines Kristallgefüges von großer Feinheit und gleichmäßiger Verteilung aller seiner Bestandteile bei der Erstarrung von übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierungen. Es ist bekannt, eine Kornverfeinerung des bei der Erstarrung solcher Legierungen ausgeschiedenen primären Siliziums dadurch zu erzielen, daß man der Schmelze vor ihrer Verarbeitung zu Gußstücken Phosphor und bzw. oder Phosphorverbindungen zusetzt. Auch ist schon vorgeschlagen worden, vor dem Abschluß der Umsetzung der phosphorhaltigen Stoffe mit der Schmelze Chlor in diese einzuleiten, um den Effekt zu steigern.
- Die Erfindung bezweckt, die Feinheit des Kristallgefüges weiter zu erhöhen und die gleichmäßige Verteilung der Bestandteile zu verbessern. Durch systematische Versuche konnte ermittelt werden, daß dies dadurch möglich ist, daß Phosphor und bzw. oder Phosphorverbindungen und außerdem Titan, vorzugsweise in Form von titanha.ltigen Salzen, in so feiner Verteilung, daß die Teilchengröße überwiegend unter 60 [ liegt, in die Schmelze eingeführt werden.
- Der Zusatz von Titan oder titanhaltigen Salzen als Kornfeinungsmittel für Aluminiumlegierungen ist an sich bekannt. Durch die Anwendung der phosphorhaltigen Zusatzstoffe, welche infolge der Gitterkonstante des hierdurch gebildeten Aluminiutnphosphids besonders geeignet sind, eine feinkörnige Ausscheidung des primären Siliziums zu bewirken, in Kombination mit solchen Zusätzen., welche in an sich bekannter Weise eine Kornverfeinerung der Aluminium-Mischkristalle herbeiführen, werden Gußstücke aus übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierungen erhalten, welche sich durchgehend im gesamten Gefüge durch hohe Kornfeinheit und gleichmäßige Verteilung aller Bestandteile auszeichnen.
- Um den Phosphor oder die Phosphorverbindungen in einer gemäß der Erfindung angestrebten feinsten Verteilung zu erhalten und in diesem Zustand beim Einbringen in die Schmelze in derselben verteilen zu können, enthalten die Zusatzstoffe erfindungsgemäße Trägersubstanzen, z. B. fein vermahlenes Halogensalz, wie Kaliumchlorid oder Kalziumchlorid. Es hat sich gezeigt, daß roter Phosphor, wenn er zusammen finit Kaliumchlorid vertnahlen wird, nicht zum Schmieren neigt und sich in feinster Verteilung an den Kantfnl der feingemahlenen Salzkristalle anlagert. Auf diese Weise kann der Phosphor nicht nur sehr fein vermahlen, sondern auch in entsprechend aufgelockerter Verteilung in die Schmelze eingebracht werden. Die hierbei in die Schmelze gelangenden Halogensalze bewirken gleichzeitig in erwünschter Weise eine filternde Reinigung der Schmelze insbesondere durch Ausschwemmung von Oxydteilchen an die Oberfläche. Die Anwendung von Natriumsalzen ist jedoch nach Möglichkeit auszuschließen, weil diese infolge der starken Affinität des Natriums zu Phosphor den letzteren in erheblichen Mengen binden und dadurch seiner eigentlichen Zweckbestimmung, nämlich der Bildung von Aluminiumphosphid in der Schmelze, entziehen.
- Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile können noch dadurch erhöht werden, daß die Schmelze nach Einwirkung der phosphorhaltigen Zusatzstoffe mit einem Halogen behandelt wird. Vorzugsweise wird Chlorgas in die Schmelze eingeleitet oder in der Schmelze selbst entwickelt. Hierbei findet eine chemische Beeinflussung der Schmelze durch das Halogen statt. Gleichzeitig wird eine innige Durchmischung der Schmelze und eine Entgasung derselben erreicht.
- Die Behandlung der Schmelze mit Halogen kann in beliebigem Zeitabstand und sogar in verschiedenen Verarbeitungsstufen der Legierung durchgeführt werden. Die auf Kornverfeinerung hinwirkenden Eigenschaften derZusatzstoffe bleiben in derSchmelze latent erhalten und können auch nach langer Lagerung der Legierung bei der Aufarbeitung des Gießmetalls durch Einführung von Halogen zu erhöhter Wirksamkeit gebracht werden. Die Neigung der Schmelzen, nach längerem Stehen bei der Erstarrung grobkörnigere Primärkristalle auszuscheiden, kann daher durch wiederholte Einführung von Halogen in die Schmelze aufgehalten werden. Gegebenenfalls kann auch nach erneutem Aufschmelzen der Legierung durch Behandlung mit Halogen der urspüngliche günstige Zustand wiederhergestellt werden.
- Bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung können Phosphor oder beliebige zu diesem Zweck bekannte Phosphorverbindungen angewendet werden. Als zweckmäßig haben sich z. B. -Mischungen von rotem Phosphor, Kaliumchlorid und Kaliumtitanfluorid erwiesen. Diese Stoffe können beispielsweise in folgenden Mengenverhältnissen angewendet werden
roter Phosphor , .. 5 bis 40°/o, vorzugsweise 20°/o Kaliumclilorid . . 50 bis 90°/o, 70°/o Kaliumtitanfluorid 2 bis 20°/o, 10°/o - Es empfiehlt sich, die feingemahlenen Zusatzstoffe vor ihrer Zugabe zur Schmelze innig miteinander zu erniischen, was am einfachsten dadurch erreicht wird, claß sämtliche Zusatzstoffe miteinander fein vermahlen werden.
- Das Einbringen der Zusatzstoffe in die Schmelze erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß die in kleinen Mengen abgepackten Zusatzmischungen in Beuteln oder "Tuben aus Aluminiumfolie mit einer geschlichteten Tauchglocke in die Schmelze eingeführt werden und zweckmäßig bis auf den Boden des Schmelzgefäßes gedrückt werden.
- Der mit dem Verfahren nach der Erfindung erreichbare hohe Grad der Kornverfeinerung und gleichmäßigen Verteilung der Legierungsbestandteile hat eine bemerkenswerte Erhöhung der mechanischen Festigkeit und der Dehnung dieser Legierungen zur Folge. Ferner ergehen sich für die Bearbeitung wesentliche Vorteile dadurch, daß beim Drehen ein weicher Schnitt erzielt wird, durch welchen die Maßgenauigkeit erhöht wird. Das störende Schwingen der Bearbeitungswerkzeuge ist weitgehend beholfen. Infolgedessen ist z. B. beim Einstechen von Ringnuten in Kolben die Welligkeit der Nutenflanken auf weniger als 1 [t herabgesetzt, was bei Gußstücken aus Legierungen dieser Art bisher nicht möglich war. Das Bruchgefüge gleicht dem von Werkstücken, welche nach dem Schmiede- oder Preßverfahren hergestellt sind.
Claims (7)
- PATENT ANSYRt'CHt:: 1. Verfahren zur Gewinnung eines Kristallgefüges von großer Feinheit und gleichmäßiger Verteilung aller seiner Bestandteile bei der Erstarrung von übereutektischen AluniiniUnl-Silizium-Legierungen unter -Verwendung phosphorhaltiger Zusätze, dadurch gekennzeichnet, daß Phosphor und bzw. oder Phosphorverbindungen und außerdem Titan, vorzugsweise in Forin von titanhaltigen Salzen, in so feiner Verteilung, daß die Teilchengröße überwiegend unter 60t1 liegt, in die Schmelze eingeführt werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, <laß die Zusatzstoffe so fein gemahlen sind, daß nahezu die gesamte Menge Teilchengrößen zwischen 20 und 60 [ aufweist.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet daß die Zusatzstoffe Trägersubstanzen, z. B. fein vermahlene Halogensalze, wie Kaliumchlorid oder Kalziumchlorid, enthalten.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzstoffe vor ihrer Zugabe innig miteinander vermischt, vorzugsweise miteinander vermahlen werden.
- 5. Verfahrest nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß nach Reaktion der Schmelze mit den Zusatzstoffen Halogen, vorzugsweise Chlorgas, in die Schmelze eingeführt wird.
- 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff aus einer fein vermahlenen 'Mischung von rotem Phosphor, Kaliumchlorid und Kaliumtitanfluorid besteht.
- 7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung des Zusatzstoffes
roter Phosphor . . . 5 bis -10°/°. vorzugsweise 20°/0 Kaliunichlorid . . 501>is 90°/0. ., 70 °/o Kaliunititalifluorid 2 bis 20°/o. .. 10 °%o
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| US3505037A (en) * | 1967-04-24 | 1970-04-07 | English Electric Co Ltd | Hypereutectic silicon alloys |
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1955
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