DE1147758B

DE1147758B - Verfahren zur Herstellung von Calcium-Aluminium-Legierungen

Info

Publication number: DE1147758B
Application number: DES73334A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Franz Kaess; Dr Johann Drost; Erich Pfluger
Original assignee: SKW Trostberg AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1961-04-05
Filing date: 1961-04-05
Publication date: 1963-04-25

Description

Verfahren zur Herstellung von Calcium-Aluminium-Legierungen Zusatz zum Patent 1133 562 Das Hauptpatent behandelt ein Verfahren zur Herstellung von Calcium-Aluminium-Legierungen mit einem Gehalt von 10 bis 60% Caleium durch Zusammenschmelzen von Aluminium und Calcium, wobei Aluminium in einem vorgeheizten Induktionsofen aufgeschmolzen wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß in die auf 700 bis 950° C gehaltene Schmelze unter inerter Gasdeckung das gesamte Rohcalcium in Stücken bis zu etwa 200 mm rasch eingetragen wird und daß die dabei gebildete Schmelze aus Calcium-Aluminium-Legierung bei 1100 bis 1250° C etwa 20 bis 30 Sekunden lang homogenisiert und dann sofort weiterhin unter inertem Gas in eine Kokille vergossen wird.
Die Erfindung stellt eine weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptpatentes insofern dar, als gefunden wurde, daß man sehr wohl auch Calcium-Aluminium-Legierungen mit einem Gehalt über 6004 Calcium herstellen kann, wobei wie im Hauptpatent - die gebildete Schmelze aus Calcium-Aluminium-Legierung bei 1100 bis 1250° C etwa 20 bis 30 Sekunden lang homogenisiert und dann sofort weiterhin unter inertem Gas in eine Kokille vergossen wird. Das abgewandelte Verfahren nach vorliegender Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zuerst Calcium in einem induktiv vorgeheizten Eisentiegel unter inerter Gasdeckung geschmolzen und dann in diese auf höchstens 800° C gehaltene Schmelze festes Aluminium ratenweise eingetragen wird.
Die im Hauptpatent beschriebene Arbeitsweise ist deshalb nicht auf Calcium-Aluminium-Legierungen mit Gehalten über 60% Ca zu übertragen, weil Calcium mit dem glühenden, aus kohlenstoffhaltigem Material bestehenden Tiegel unter Bildung von Calciumcarbid reagiert, die Schmelze dadurch dickflüssig wird, das erhaltene Produkt infolge des CaC Gehaltes nicht lagerfähig ist und innerhalb kurzer Zeit durch Feuchtigkeitsaufnahme aus der Luft zerfällt.
Diese Schwierigkeit wird durch Verwendung eines Eisentiegels vermieden. Ein weiterer Vorteil der Arbeitsweise ergibt sich aus der Betrachtung des Schmelzdiagramms Al-Ca (vgl. W. P. Eljutin, J. A. Pawlow und B. E. Lewin, »Ferrolegierungen«, VEB Verlag Technik, Berlin, 1953, S. 110), wonach man bei höheren Ca-Gehalten zweckmäßig von vorgelegtem Calcium ausgeht und in dieses Aluminium ratenweise so einträgt, daß der Tiegehnhalt immer flüssig bleibt. Auf diese Weise kann man bei Temperaturen bis und unter 800° C arbeiten.
Eisentiegel können - neben Tiegeln aus kohlenstoffhaltigem Material - auch für Calcium-Aluminium-Legierungen mit Gehalten bis etwa 20 % Ca benutzt werden; bei höheren Calciumgehalten besteht wegen des dafür nötigen Schmelztemperaturbereiches (vgl. Diagramm) die Gefahr einer Legierungsbildung des vorgelegten Aluminiums mit dem Eisentiegel usw. die Gefahr einer Beschädigung des Tiegels bei überhitzung.
Weil die Legierungen sehr zähflüssig sind, ist jedoch eine gewisse LUberhitzung vor dem Vergießen erforderlich, um die Tiegelrückstände so gering wie möglich zu halten. Abgesehen von der höheren Ausbeute durch besseres Ausbringen verringert sich auch die Gefahr durch Entzündung dieser Reste, wobei sich Caleiumoxyd und Calciumnitrid bilden, die sich aus dem Tiegel nur schwer entfernen lassen und den nachfolgenden Schmelzansatz - insbesondere durch hohe Stickstoffgehalte - verunreinigen.
Wichtig ist es, die homogenisierte Legierung schnell zu vergießen. Als Auffangsgefäße eignen sich Pfannen. Kokillen und flache Eisenbehälter; um einer Entmischung entgegenzuwirken, ist es vorteilhaft, nach dem schnellen Vergießen der flüssigen Legierung für Abschreckung zu sorgen, was z. B. durch soge-nannte Schalenkokillen oder durch gekühlte Kokillen erfolgen kann. Während des Herstellungsprozesses und beim Vergießen kann durch Argondeckung eine Oxydation der Legierung verhindert werden. Beispiel 6000 Gewichtsteile Calcium werden in einem induktiv vorgeheizten Eisentiegel unter Argondeckung geschmolzen und dann 2000GewichtsteileAluminium in Form von groben Spänen ratenweise so eingebracht, daß die Temperatur des Tiegelinhalts 800' C nicht überschreitet. Nach vollständigem Eintragen des Aluminiums wird kurz homogenisiert und dann sofort in eine gußeiserne Kokille vergossen.
Der erhaltene Block ist völlig dicht und homogen; man erhält 7850 Gewichtsteile Legierung mit 73,90/0 Ca (entsprechend einer Ausbeute von 96,5%) und 24,5 % A1 (entsprechend einer Ausbeute von 96,2%).

Claims

PATENTANSPRUCH: Abwandlung des Verfahrens nach Patent 1133 562 auf die Herstellung von Calcium-Aluminium-Legierungen mit einem Gehalt über 60 % Calcium, wobei die gebildete Schmelze aus Calcium-Aluminium-Legierung bei 1100 bis 1250° C etwa 20 bis 30 Sekunden lang homogenisiert und dann sofort weiterhin unter inertem Gas in eine Kokille- vergossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst Calcium in einem induktiv vorgeheizten Eisentiegel unter inerter Gasdeckung geschmolzen und dann in diese auf höchstens 800' C gehaltene Schmelze festes Aluminium ratenweise eingetragen wird.