DE1533399A1

DE1533399A1 - Verfahren zur Herstellung einer Aluminiumvorlegierung

Info

Publication number: DE1533399A1
Application number: DE19661533399
Authority: DE
Inventors: Biddulph Richard Hampton
Original assignee: United States Borax and Chemical Corp
Current assignee: US Borax Inc
Priority date: 1965-03-04
Filing date: 1966-02-28
Publication date: 1969-12-18
Also published as: NO121623B; US3464816A; CH470481A; GB1127211A

Description

DR. ING. P. WUKSTHOFF ICOQOQQ ^β MONCHKM V

DIPL.ING.G..PULJS lOOOJjJ*/ ecHW«ieEBeiBAee£ ι

TBLBFOB St·· Sl PATnTAHWXLTB tblbobammadbbbbb« FBOTBOTrATBBT M0BOBBB

1A-31 159

B e a c hreibung zu der Patentanmeldung

UNITED STATES BORaX AND CHEMICAL CORPORATION, 3075 Wilehire Boulevard, Los Angeles, California, United States of America.

betreffend Verfahren zur Herstellung einer Aluminiumvorlegierung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumlegierungen mit einem Gehalt an feinzerteiltem Hetallborid und auf die Verwendung dieser Legierungen aur Herstellung von feinkörnigem Aluminium.

Es ist bekannt, daß die Anwesenheit von bis zu 100 ppm - bezogen auf das Gewicht - eines Hetallborids mit kristalliner Struktur, z.B. also von hexagonalem Titandiborid IiB₂ und Chromdiborid CrB₂I oder von tetragοnale» Chromborid Cr₃B, gegossenem Aluminium eine feinkernig· Struktur verleiht. Dies ist von grofier Wichtigkeit, wenn das Aluminium zu Platten oder folien gewalzt werden soll. Im algemeinen sollten diese Boride in Tora von feinen Pulvern verwendet werden«:

909851/0855

15

da ihre Wirksamkeit von de - Anzahl der vorhandenen Teilchen abhängt; außerdem wirken große Teilchen scheuernd und führen zur Inhmogenität.

In der Praxis ist es nahezu unmöglich, die erforderliche sehr kleine Menge von feinzerteiltem Borid dem geschmolzenen Aluminium zuzusetzen, ohne daß ersteres während der Zugabe oxydiert und als Mittel zur Kornverfeinerung unwirksam wird. Um diese Schwierigkeit zu überwinden,wird üblicherwiese eine Aluminiumvorlegierung hergestellt, die Bor enthält und Titan oder ein anderes ein kristallines Borid bildendes Metall; die Substanzen liegen dabei in der Legierung z.B. entweder als Elemente oder als Borid oder als ein Gemisch von beiden vor. Diese Legierung wird dann als boridhaltigee Material für die Herstellung von feinkörnigem Aluminium verwendet. Solche Vorlegierungen können z.B. 0,5 bis 10 Gew.-^ Borid enthalten. Bisher wurden diese Vorlegierungen hergestellt durch Umsetzung des Aluminiums mit einem Gemisch aus Pluorid-Komplex-Verbindungen dee Metalles, von welchem sich das Borid ableitet und von komplexen Borfluoriden. Die folgende Reaktionsgleichung ist ein Beispiel für ein derartiges Verfahren)

9098 S 1/085 5 OBIG₁NAl₁NSPECTEO

7/₃ Al + K₂TiF₆ + 2KBP₄ TiB₂ + 4KF +

Dieses Verfahren ist jedoch teuer und releüv unwirksam und das Reaktionsprodukt enthält einen unerwünscht hohen Anteil an groben Teilchen.

Es wurde nun festgestellt, daß feinverteilte Boride, z.B. mit einer Korngröße unter 5/u, zur Herstellung einer Vorlegierung gleichmäßig in Aluminium dispergiert werden können, wenn man ein geeignetes Flußmittel verwendet. Das Flußmittel bewirkt, daß das Borid vom Aluminium benetzt wird, und dient außerdem dazu, die Oxydation der feinverteilten Boridteilchen zu verhindern. Es wurde weiter festgestellt, daß Fluoride die Benetzung des Boride durch das Aluminium unterstützen können.

Die Erfindung bringt folglich ein Verfahren zur Herstellung einer Aluminiumvorlegierung, und ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schmelze aus Aluminium, einem feinverteilten kristallisierbarem Metallborid und einem ein Fluorid enthaltendes Flußmittel herstellt.

Als besonders wirksame Flußmittel haben sich Halogenidkomplexe erwiesen, z.B. KgZrFg, KgTiFg, Na,AlFg

909851/0855

und Gemische von Alkalifluorid, z.B. Kaliumfluorid, mit Kaliumchlorid und/oder Kaliumiodid. Im allgemeinen kann irgendein Halogenidkomplex oder ein Gemisch von Halogeniden, die als eine Komponente ein Fluorid enthalten, verwendet werden; dieses bewirkt, daß das verwendete Borid vom Aluminium benetzt wird.

Die Aluminiumvorlegierung kann z.B. durch Mischen von feinzerteiltem Borid mit einem Flußmittel und Vermischen dieses Materials mit geschmolzenem Aluminium hergestellt werden. Andernfalls kann das Gemisch aus Flußmittel und Borid mit festem Aluminium bis zum Schmelzen des Metalls erhitzt und dann das Gemisch gerührt werden. Beim Abkühlen erhält man eine feste Vorlegierung, die das feinzerteilte Borid gleichmäßig dispergiert enthält. Diese wiederum kann größeren Mengen geschmolzenen Aluminiums zugegeben werden zur Herstellung eines Endprodukts, das z.B. bis zu 100 ppm des Borids in einer Form enthält, die eine feinkörnige Struktur des fertigen gegossenen Aluminiums bewirkt. Nach der Erfindung kann man nun gegossenes Aluminium herstellen, in welchem eine solche Menge einer erfindungsgemass hergestellten Vorlegierung enthalten ist, das 100 ppm Metallborid bezogen auf das Gewicht des Aluminiums enthält.

909861 /0855

Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

10 g Titandiborid mit einer mittleren Teilchengröße von 2,5 /U wurden mit 6 g Kaliumhexafluorzirkonat gemischt und in einen Tonerdetiegel eingebracht. 90 g Aluminium in Form eines Einzelstückes wurden oben auf das Gemisch gelegt und der Tiegel bis zum Schmelzen des Aluminiums und des Flußmittels erhitzt. Das 3-emisch wurde gerührt und abkühlen lassen. Das durch Waschen von überschüssigem Flußmittel befreite feste Reaktionsprodukt enthielt 9»5 $> feinzerteiltes Titandiborid, das in dem Aluminium gleichmäßig dispergiert war.

Das Kaliumhexafluorzirkonat kann z.B. durch Kaliumhexafluortitanat ersetzt werden.

Beispiele 2-5

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde unter Verwendung der folgenden Substanmengen wiederholt:

909851/0855

- 6 - 153.339y

Beispiel 2

10Og Aluminium 7,5 g Titamiiborid 2,5 g Natriumaluminiumfluorid (Kryoliih)

Beispiel 3

100 g Aluminium 7,5 g Chromdiborid 2,5 g Xaliumfluorid/Kaliumiodid (50/50 Sev/.-Tl.)

Beispiel 4

100 g Aluminium 7,5 g Zirkoniumdiborid 2,5 g Natriumaluminiumfluorid (Kryolith)

Beispiel 5

100 g Aluminium 7»5 g Zirkoniumdiborid 2,5 g Kaliumfluorid

Es wurde festgestellt, daß in jedem Falle das feste Reaktionsprodukt wenigstens 95 $ des Borids gleichmäßig im Aluminium dispergiert enthielt.

Patentansprüche 909851/0855

5VII

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer als Mittel zur Kornverfeinerung von gegossenem Aluminium verwendbaren Aluminiumvorlegierung aus Aluminium und 0,5 bis 10 Gew.-^ eines feinzerteilten Metallborids, das eine kristalline Form bilden kann, dadurch
gekennzeichnet , daß man dem geschmolzenen Gemisch aus Aluminium und Borid ein Flußmittel, enthaltend ein Fiuorid, zugibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , daß man das feinzerteilte Borid mit dem Flußmittel vermischt und dieses G-emisch dem geschmolzenen Aluminium zusetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch aus 3orid,
Flußmittel und festem Aluminium herstellt, dieses Gemisch zum Schmelzen des Metalls erhitzt und das geschmolzene Gemisch rührt.

909851/085

1 5 " 3 '<

I ^J '^s \J sJ■

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet , daß man als Flui3mittel einen Fluoridkomplex, vorzugsweise Kaliumiiexafluorzirkonat, Kaliumhexafluortitanat oder ITatriumaluminiumfluorid verwendet.

5= Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß man als Flußmittel ein Gemisch von Halogeniden verwendet, vorzugsweise einesAlkalifluorids mit Alkalijodid oder -chlorid.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet , daß man ein Mengenverhältnis von Flußmittel, berechnet als Fluorid, zu Metallborid, berechnet als Bor, von 1iJ bis 2-*1, vorzugsweise von 1;2 bis 1t1, anwendet.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß man als Metallborid Titandiborid verwendet.

ORIGINAL INSPECTED

909851/0855