DE1188292B - Degassing and deoxidizing agents for use in casting aluminum alloys - Google Patents
Degassing and deoxidizing agents for use in casting aluminum alloysInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. CL:Int. CL:
C22eC22e
Deutsche KL: 40 b-1/02 German KL: 40 b -1/02
Nummer: 1188 292Number: 1188 292
Aktenzeichen: Y 488 VI a/40 bFile number: Y 488 VI a / 40 b
Anmeldetag: 23. Mai 1961Filing date: May 23, 1961
Auslegetag: 4. März 1965Opening day: March 4, 1965
Die Erfindung betrifft ein Entgasungs- und Desoxydationsmittel zur Verwendung beim Vergießen von Aluminiumlegierungen, welches aus für diesen Zweck einzeln oder in Unterkombination an sich bekannten Salzen besteht.The invention relates to a degassing and deoxidizing agent for use in potting of aluminum alloys, which are known per se for this purpose individually or in sub-combination Salting.
Wenn während des Vergießens eine flüssige Aluminiumlegierung mit Wasser in Berührung kommt, z. B. in Form von Luftfeuchtigkeit oder von Feuchtigkeit anderer Herkunft, so wird das Wasser durch die flüssige Aluminiumlegierung zerlegt, wobei Wasserstoff und Sauerstoff entstehen. Der dabei gebildete naszierende Wasserstoff wird in dem flüssigen Metall absorbiert, und der naszierende Sauerstoff reagiert mit dem Aluminium unter Bildung eines Aluminiumoxydes. Die Menge des absorbierten Wasserstoffes hängt von den Legierungselementen ab, sie nimmt zu, wenn die Legierung magnesiumhaltig ist, während sie bei silicium- oder kupferhaltigen Legierungen abnimmt. Die Anwesenheit von Wasserstoff und Aluminiumoxyd in der flüssigen Aluminiumlegierung führt in dem Gußstück zu Lunkern und verschlechtert dadurch dessen mechanische Eigenschaften.If a liquid aluminum alloy comes into contact with water during casting, z. B. in the form of humidity or moisture from another source, the water is through the liquid aluminum alloy breaks down, producing hydrogen and oxygen. The one thus formed Nascent hydrogen is absorbed into the liquid metal, and the nascent oxygen reacts with the aluminum to form an aluminum oxide. The amount of hydrogen absorbed depends on the alloying elements, it increases when the alloy contains magnesium, while it decreases in the case of alloys containing silicon or copper. The presence of hydrogen and aluminum oxide in the liquid aluminum alloy leads to voids and deterioration in the casting thereby its mechanical properties.
Es ist deshalb beim Vergießen einer Aluminiumlegierung außerordentlich wichtig, das in der Schmelze absorbierte Wasserstoffgas zu entfernen.It is therefore extremely important when casting an aluminum alloy that it is in the melt to remove absorbed hydrogen gas.
Es ist bekannt, zur Entfernung des absorbierten Wasserstoffgases z. B. Chlorgas in die Schmelze einzuleiten. Ferner ist es bekannt, um die Nachteile der Verwendung von Chlorgas zu vermeiden, chloridhaltige Verbindungen zu verwenden, deren Hauptbestandteile Zinkchlorid oder Aluminiumchlorid sind. Wenn jedoch zur Entfernung des in der Schmelze absorbierten Wasserstoffes Chlorgas zur Anwendung kommt, muß in Kauf genommen werden, daß ein kleiner Teil des flüssigen Metalles durch Umwandlung in Aluminiumchlorid verlorengeht und verdampft. Der Aluminiumverlust beträgt dabei 0,15%. Bei der Verwendung von Chloriden ist eine Temperatur oberhalb 680° C erforderlich, obwohl es vorzuziehen ist, möglichst niedrige Temperaturen zu verwenden; je höher nämlich die Temperatur ist, um so mehr Wasserstoff wird in dem flüssigen Metall absorbiert. Bei Anwendung anderer Chloride als Aluminiumchlorid, z.B. Zinkchlorid, treten Zink oder andere Metalle in die flüssige Legierung ein, wodurch die Zahl der Verunreinigungen zunimmt.It is known to remove the absorbed hydrogen gas e.g. B. to introduce chlorine gas into the melt. Furthermore, in order to avoid the disadvantages of using chlorine gas, it is known to contain chloride Use compounds whose main components are zinc chloride or aluminum chloride are. However, if chlorine gas is used to remove the hydrogen absorbed in the melt If it is used, it must be accepted that a small part of the liquid metal passes through Conversion to aluminum chloride is lost and evaporated. The aluminum loss is 0.15%. When using chlorides, a temperature above 680 ° C is required, although it is it is preferable to use the lowest possible temperatures; namely, the higher the temperature is so more hydrogen is absorbed in the liquid metal. When using chlorides other than aluminum chloride, e.g. zinc chloride, zinc or other metals enter the liquid alloy, causing the number of impurities increases.
Es wurde weiterhin bereits ein Flußmittel vorgeschlagen, das aus gleichen Teilen Natriumchlorid und Kaliumchlorid, dem 2,5 bis 5% Flußspat oder Kryolith zugegeben ist, besteht. Außerdem sind bereits lithiumchloridhaltige Flußmittel bekannt, die 60% Natriumchlorid, 20% Calciumfluorid, 10%Furthermore, a flux has already been proposed which consists of equal parts of sodium chloride and potassium chloride to which 2.5 to 5% fluorspar or cryolite is added. Also are already lithium chloride-containing fluxes known that 60% sodium chloride, 20% calcium fluoride, 10%
Entgasungs- und Desoxydationsmittel
zur Verwendung beim Vergießen
von AluminiumlegierungenDegassing and deoxidizing agents
for use in potting
of aluminum alloys
Anmelder:Applicant:
Rikizo Yanagawa, TokioRikizo Yanagawa, Tokyo
Vertreter:Representative:
Dipl.-Phys. G. Liedl, Patentanwalt,Dipl.-Phys. G. Liedl, patent attorney,
München 22, Steinsdorfstr. 22Munich 22, Steinsdorfstr. 22nd
Als Erfinder benannt:
Rikizo Yanagawa, TokioNamed as inventor:
Rikizo Yanagawa, Tokyo
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Japan vom 24. Mai 1960 (25 093)Japan May 24, 1960 (25 093)
Kryolith, 2% Lithiumchlorid sowie 6% Aluminiumacetat enthalten. Schließlich ist auch die Verwendung von kalium- und natriumhaltigen Flußmitteln mit geringem Zusatz an Alkalifluorid nicht mehr neu. Die bekannten Flußmittel bringen den Nachteil mit sich, daß sie im Verlauf ihrer Anwendung zu einer beträchtlichen Rauch-, insbesondere Chlorgasentwicklung führen, was für die benutzten mechanischen Einrichtungen und Geräte sowie mit Rücksicht auf die Gesundheit der im Gießraum anwesenden Personen äußerst schädlich ist.Contains cryolite, 2% lithium chloride and 6% aluminum acetate. Finally, there is also the use of potassium- and sodium-containing fluxes with a small addition of alkali fluoride are no longer new. The known fluxes have the disadvantage that they become one in the course of their use lead to considerable smoke, especially chlorine gas, which is important for the mechanical Facilities and equipment as well as with consideration for the health of the people present in the casting room is extremely harmful.
Die Erfindung geht deshalb von der Aufgabe aus, ein Entgasungs- und Desoxydationsmittel zur Verwendung beim Vergießen von Aluminiumlegierungen vorzuschlagen, welches die Nachteile bisheriger Flußmittel nicht besitzt und insbesondere keine Rauch- und Chlorgasentwicklung hervorruft.The invention is therefore based on the object of using a degassing and deoxidizing agent to propose when casting aluminum alloys, which the disadvantages of previous Does not have flux and in particular does not produce smoke or chlorine gas.
Das erfindungsgemäße Mittel ist durch folgende Zusammensetzung gekennzeichnet:The agent according to the invention is characterized by the following composition:
2 bis 10% Lithiumchlorid,
5 bis 40% Natriumchlorid,
5 bis 20% Calciumfluorid,
2 bis 20% Kryolith,
5 bis 40% Natriumchlorid,
5 bis 30% Kaliumchlorid.2 to 10% lithium chloride,
5 to 40% sodium chloride,
5 to 20% calcium fluoride,
2 to 20% cryolite,
5 to 40% sodium chloride,
5 to 30% potassium chloride.
Die Oberfläche der Metallschmelze ist von einem Oxydfilm bedeckt, der das flüssige Metall davorThe surface of the molten metal is covered by an oxide film that holds the liquid metal in front of it
509 517/351509 517/351
schützt, in der Atmosphäre enthaltene Gase zu absorbieren. Weiterhin wird dadurch auch verhindert, daß in der Metallschmelze enthaltene Gase herausdiffundieren. Es scheint, daß das in einer flüssigen Aluminiumlegierung enthaltene Oxyd einen Durchmesser von näherungsweise 0,01 mm besitzt und daß es in der Schmelze suspendiert ist. Man ist der Ansicht, daß das Oxyd eine Art Keim bildet, der atomaren Wasserstoff in molekularen Wasserstoff umwandelt und diesen von dem flüssigen Metall trennt, so daß der Wasserstoff diffundiert. Infolgedessen kann der in der Schmelze enthaltene Wasserstoff leicht eliminiert werden, wenn das in dem Metall und auf dessen Oberfläche befindliche Oxyd entfernt wird. Das flüssige Metall wird dadurch sauber und rein. .protects against absorbing gases contained in the atmosphere. Furthermore, this also prevents gases contained in the molten metal from diffusing out. It appears that the oxide contained in a liquid aluminum alloy has a diameter of approximately 0.01 mm and that it is suspended in the melt. It is believed that the oxide forms a kind of nucleus which converts atomic hydrogen into molecular hydrogen and separates it from the liquid metal so that the hydrogen diffuses. Consequently the hydrogen contained in the melt can be easily eliminated if that is in the metal and the oxide on its surface is removed. This will make the liquid metal clean and pure. .
Das Entgasungs- und Desoxydationsmittel gemäß der Erfindung hat sowohl die Funktion, den Wasserstoff aus der flüssigen Aluminiumlegierung zu entfernen als auch durch Entfernung des Oxydes zu vermeiden, daß das Gußstück grobkörnig wird. Das erfindungsgemäße Mittel ist mit Ausnahme der Aluminium-Magnesium-Legierungen bei allen anderen Aluminiumlegierungen anwendbar. Es kann in einem Temperaturbereich von 620 bis 750° C und in einer Menge von 0,2 bis 1 Gewichtsprozent, bezogen auf die zu entgasende Aluminiumlegierung, verwendet werden.The degassing and deoxidizing agent according to the invention has both the function of hydrogen to be removed from the liquid aluminum alloy as well as to be avoided by removing the oxide, that the casting becomes coarse-grained. The agent according to the invention is, with the exception of the aluminum-magnesium alloys applicable to all other aluminum alloys. It can be used in a temperature range of 620 to 750 ° C and in a Amount of 0.2 to 1 percent by weight, based on the aluminum alloy to be degassed, used will.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Entgasungs- und Desoxydationsmittels ist wie folgt:The degassing and deoxidizing agent according to the invention can be used as follows:
In dem Augenblick, in dem die Aluminiumlegierung bei etwa 600° C geschmolzen ist, oder wenn die Legierung noch breiig ist, wird das Entgasungsund Desoxydationsmittel über die Oberfläche der Schmelze gestreut. Nach dem genannten Mengenverhältnis werden z.B. 200 bis 300g des Mittels auf 100 kg Aluminiumlegierung zugegeben. Darauf wird die Schmelze, während die Temperatur reguliert wird, 2 oder 3 Minuten von oben nach unten durchgerührt, so daß das auf die Oberfläche gestreute Mittel in die Schmelze einsinken kann. Darauf wird die Aluminiumlegierung auf Gießtemperatur erhitzt und nach Entfernung der an der Oberfläche gebildeten Krätze in eine Form vergossen.At the moment the aluminum alloy has melted at around 600 ° C, or when If the alloy is still pulpy, the degassing and deoxidizing agent will spread over the surface of the Scattered melt. According to the stated proportions, e.g. 200 to 300g of the agent are added 100 kg of aluminum alloy were added. Thereupon the melt is regulated while the temperature is regulated is stirred for 2 or 3 minutes from top to bottom so that the agent is scattered on the surface can sink into the melt. The aluminum alloy is then heated to casting temperature and after removing the dross that has formed on the surface, it is poured into a mold.
An dem folgenden Beispiel einer Aluminium-Druckguß-Legierung wird gezeigt, wie das erfindungsgemäße Entgasungs- und Desoxydationsmittel die mechanischen Eigenschaften der vergossenen Proben günstig beeinflußt.The following example of an aluminum die-cast alloy shows how that according to the invention Degassing and deoxidizing agents affect the mechanical properties of the cast samples favorably influenced.
Die Aluminium-Druckguß-Legierung hatte folgende Zusammensetzung: The aluminum die-cast alloy had the following composition:
GießbedingungenCasting conditions
10,5 bis 12,0 % Si, 1,8 bis 1,2% Cu, 10.5 to 12.0% Si, 1.8 to 1.2% Cu,
0,3% Mg,0.3% Mg,
1,0% Zn,1.0% Zn,
0,5% Mn,0.5% Mn,
1,3% Fe,1.3% Fe,
0,5% Ni,0.5% Ni,
0,35% Sn,0.35% Sn,
Rest Al.Remainder Al.
Gewicht der Metallschmelze 70 kgWeight of the molten metal 70 kg
Entgasungsmittel (0,3 %) 210 gDegassing agent (0.3%) 210 g
Bezeichnung
der Mittel*)description
the means *)
Gießtem
peraturPouring
temperature
0C 0 C
A-I A-I
MittelwertAverage
B-I BI
B-2 B-2
B-3 B-3
MittelwertAverage
C-I C-I
C-2 C-2
C-3 C-3
MittelwertAverage
MittelwertAverage
E-I EGG
E-2 E-2
E-3 E-3
MittelwertAverage
615
615615
615
630
630
630630
630
630
660
660
660660
660
660
715
715
715715
715
715
750
750
750750
750
750
Mechanische Eigenschaften der GußprobenMechanical properties of the casting samples
Zugfestigkeit
kg/mm2 tensile strenght
kg / mm 2
Dehnungstrain
Streckgrenze kg/mm2 Yield strength kg / mm 2
19,9
20,8
20,4
20,8
19,6
20,9
20,4
21,6
20,3
20,8
20,9
21,3
21,6
21,3
21,4
22,6
21,0
21,6
21,719.9
20.8
20.4
20.8
19.6
20.9
20.4
21.6
20.3
20.8
20.9
21.3
21.6
21.3
21.4
22.6
21.0
21.6
21.7
1,1
2,6
1,9
1,5
1,4
1,0
1,3
2,51.1
2.6
1.9
1.5
1.4
1.0
1.3
2.5
1,1
2,0
1,9
2,9
2,0
1,8
2,2
2,4
2,0
1,6
2,01.1
2.0
1.9
2.9
2.0
1.8
2.2
2.4
2.0
1.6
2.0
12,3 12,3 12,3 12,9 12,4 12,6 12,6 12,8 12,6 12,3 12,6 12,7 12,9 12,8 12,8 13,1 12,5 12,8 12,812.3 12.3 12.3 12.9 12.4 12.6 12.6 12.8 12.6 12.3 12.6 12.7 12.9 12.8 12.8 13.1 12.5 12.8 12.8
*) Zusammensetzung siehe unten.*) Composition see below.
Zusammensetzungcomposition
der Mittel A-I, A-2; B-I, B-2, B-3; C-I, C-2, C-3
4% LiCl,
16% NaF,
21% CaF0,
10% AlF3"-3 NaF,
24% NaCl,
25% KCl.the means AI, A-2; BI, B-2, B-3; CI, C-2, C-3 4% LiCl,
16% NaF,
21% CaF 0 ,
10% AlF 3 "-3 NaF,
24% NaCl,
25% KCl.
Zusammensetzung
der Mittel D-I, D-2, D-3; E-I, E-2, E-3composition
the means DI, D-2, D-3; EI, E-2, E-3
2% LiCl,
18% NaF,
18% CaF2,
17% AlF3-NaF,
25% NaCl,
20% KCl.2% LiCl,
18% NaF,
18% CaF 2 ,
17% AlF 3 -NaF,
25% NaCl,
20% KCl.
Claims (1)
bis 40% Natriumfluorid,
bis 20% Calciumfluorid,
bis 20% Kryolith,
bis 40% Natriumchlorid,
bis 30% Kaliumchlorid.up to 10% lithium chloride,
up to 40% sodium fluoride,
up to 20% calcium fluoride,
up to 20% cryolite,
up to 40% sodium chloride,
up to 30% potassium chloride.
Deutsche Patentschrift Nr. 733 616;
britische Patentschrift Nr. 542 494;Considered publications:
German Patent No. 733 616;
British Patent No. 542,494;
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2509360 | 1960-05-24 |
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