DE1091341B

DE1091341B - Verfahren zur Herstellung von Mangan und Zirkonium enthaltenden Magnesiumlegierungen

Info

Publication number: DE1091341B
Application number: DEM36444A
Authority: DE
Inventors: Derek James Whitehead; Edward Frederick Emley
Original assignee: Magnesium Elektron Ltd
Current assignee: Magnesium Elektron Ltd
Priority date: 1957-02-06
Filing date: 1958-01-18
Publication date: 1960-10-20

Description

Verfahren zur Herstellung von Mangan und Zirkonium enthaltenden Magnesiumlegierungen Es ist bekannt, Mangan und Zirkonium enthaltende Magnesiumlegierungen mit Hilfe von Salzgemischen aus Manganchlorid oderManganfluorid, Zirkoniumtetrachlorid und inerten Verdünnungsmitteln aus Alkali- und Erdalkalimetallhalogeniden herzustellen.
Hierbei wird dem Magnesium zunächst eine größere Menge Mangan, als in dem Endprodukt vorhanden sein soll, einverleibt, und anschließend wird Zirkonium zugegeben, bis die gewünschte Menge der beiden Elemente erreicht ist. Alternativ kann man die Legierung mit Zirkonium sättigen und anschließend eine genügende Menge Mangan (z. B. in Form einer 20/, Mangan enthaltenden Magnesiumlegierung) beigeben, um den Zirkoniumgehalt auf das gewünschte Maß herabzusetzen.
Keine dieser bekannten Verfahrensarten hat sich in der Praxis bewährt.
Die Erfindung besteht darin, daß dem Magnesium gleichzeitig Salzgemische aus mindestens 5 % Manganchlorid und/oder Manganfluorid und mindestens 5 0/0 Zirkoniumtetrachlorid zusammen mit mindestens einem der Chloride der Alkali- und Erdalkalimetalle zugegeben werden, wobei das Verhältnis ZrC14 zu MnC12 zwischen 1,0 und 4,0 liegt.
Wenn das Gemisch Mangan- und/oder Zirkoniumfluorid enthält, ist es erwünscht, daß genügend Magnesiumchlorid im stöchiometrischen Äquivalent zu den Fluoriden vorhanden ist.
Inerte Verdünnungsmittel können mit eingeschlossen werden. Das Salzgemisch hat beispielsweise folgende Zusammensetzung:

Zirkoniumtetrachlorid von 33 bis 45 0/0

Manganchlorid von 33 bis 12 0/0

Kaliumchlorid von 33 bis 45 0/0

Bariumchlorid von 0 bis 20 0/0

Das Gemisch kann zur Herstellung von Vorlegierungen verwendet werden, wobei die Abwesenheit von Fluoriden im allgemeinen erwünscht ist. Die Vorlegierung soll zur gleichzeitigen Einführung dieser Elemente in den richtigen Verhältnissen geeignet sein. Diese Vorlegierung kann auch für Schmelzen verwendet werden, in denen die Metallcharge veränderliche Mengen an Original-Hüttenmetall und Legierungsschrott enthält. So wurde z. B. eine Zirkonium-Mangan-Vorlegierung durch gleichzeitige Reduktion von ZrC14 und MnC12 enthaltenden Salzgemischen mit Magnesium hergestellt.
Die optimalen Verhältnisse der verwendeten Salze für die Herstellung der Vorlegierung hängen von den gewünschten Anteilen an Mangan und Zirkonium in der endgültigen Legierung ab.
Die Vorlegierung ist aus folgenden drei Phasen zusammengesetzt: a) einer Grundphase von 30 bis 70 Gewichtsprozent Magnesium oder mit einem oder mehreren Elementen legiertem Magnesium; b) 20 bis 60 Gewichtsprozent metallischen, in die Grundphase eingebetteten, aus Mangan und Zirkonium bestehenden Partikeln; c) einer Salzphase von 1 bis 20 Gewichtsprozent, die hauptsächlich aus Magnesiumchlorid besteht und mindestens ein Alkalimetallchlorid enthält.
Dabei sind mindestens 100/, Zirkonium . und 50/, Mangan in dieser Vorlegierung vorhanden, und das Verhältnis von Zirkonium und Mangan liegt zwischen 1,0 und 4,0. Zur Herstellung einer Vorlegierung kann das Salzgemisch mit einer begrenzten Menge Magnesium zur Reaktion gebracht werden. Ein Beispiel der erfindungsgemäßen Vorlegierung ist folgendes:

Analyse der Vorlegierung

Mg ................................ 44,50/0

Zr ................................. 26,2%

Mn ................................ 11,8%

5 % dieser Vorlegierung werden folgenden Legierungen unter gleichzeitigem Rühren bei 780°C beigegeben: Legierung A : Mg-3% 0/0 Th-21/4 0/0 Zn Legierung B : Mg-31/L % Th-21/4 % Zn-0,2 % Zr-0,1% Mn Legierung C : Mg-31/2 0/0 Th-21/4 % Zn-0,5 % Zr-0,2 % Mn Der Zirkoniumgehalt und der Mangangehalt (in °/o) waren dann:

2r Mn

Legierung A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,47 0,17

Legierung B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,51 0,18

Legierung C .... .. . ..... .. ... . .. 0,63 0,16

Die Vorlegierung gemäß vorliegender Erfindung kann auch verwendet werden zur Herstellung von Legierungen der Typen Mg-Mn, Mg-Th-Mn, Mg-SE-Mn (SE = Metall seltener Erden), wobei ein feines Korn erhalten wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Mangan und Zirkonium enthaltenden Magnesiumlegierungen mit Hilfe von Salzgemischen aus Manganchlorid oder Manganfluorid, Zirkoniumtetrachlorid und inerten Verdünnungsmitteln aus Alkali- und Erdalkalimetallhalogeniden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Magnesium gleichzeitig Salzgemische aus mindestens 50/, Manganchlorid und/oder Manganfluorid und mindestens 5 °/o Zirkoniumtetrachlorid zusammen mit mindestens einem der Chloride der Alkali- und Erdalkalimetalle zugegeben werden, wobei das Verhältnis ZrC14 zu MnC12 zwischen 1,0 und 4,0 liegt.
2. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Mischung Manganfluorid und Zirkoniumtetrafluorid enthält und daß dem Gemisch eine Menge Magnesiumchlorid, mindestens im stöchiometrischen Äquivalent zu den Fluoriden, zugesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Salzgemisch folgender Zusammensetzung verwendet wird: Zirkoniumtetrachlorid von 33 bis 450/0 Manganchlorid von 33 bis 12 °/o Kaliumchlorid von 33 bis 45 °/o Bariumchlorid von 0 bis 20 °/o
4. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Herstellung einer Vorlegierung, bestehend aus 5 bis 25 °/o Mangan, 10 bis 50 °/o Zirkonium, Rest Magnesium.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Salzgemisch zur Herstellung einer Vorlegierung mit einer begrenzten Menge Magnesium zur Reaktion gebracht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 817 528, 846 308; französische Patentschrift Nr. 1086 672; USA.-Patentschrift Nr. 2 261906.