DE2324636A1 - Kornfeinungsmittel fuer aluminium und aluminiumlegierungen - Google Patents
Kornfeinungsmittel fuer aluminium und aluminiumlegierungenInfo
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Description
PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT1 DIPLOMCHEMIKER
5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90
Köln, den 15. Mai 1973 Eg/Ax /87
Foseco International Limited, Long Acre, Nechells, Birmingham/England
Kornfeinungsmittel für Aluminium und Aluminiumlegierungen
Die Erfindung betrifft verbesserte Kornfeinungsmittel, die Titanmetall enthalten.
Es wurde bereits vorgeschlagen, metallisches. Titan als Kornfeinungszusatz für Aluminium und Aluminiumlegierungen
zu verwenden. Titanmetall und die bekannten Kornfeinungsmittel, die Titanmetall enthalten, haben "jedoch eine
Reihe von Nachteilen.
Titanmetall löst sich bei den normalen Arbeitstemperatüren
zu langsam im geschmolzenen Aluminium mit dem Ergebnis, daß in der Zeit, die zwischen der Zugabe eines Kornfeinungsmittels
und dem Gießen verfügbar ist, die Auflösung des Titans unvollständig ist. Es wurde ferner gefunden, daß die
Auflösung und damit die Wiedergewinnung des Titans im gegossenen Aluminium durch den Oberflächenzustand der
Aluminiumschmelze beeinflußt wird, da die Anwesenheit von Schlacke oder Flußmitteln eine exotherme Reaktion und eine
Herabsetzung der Wiedergewinnung des Titans zur Folge hat. Eine gewisse Verbesserung ist möglich, wenn das Kornfeinungsmittel,
das das Titanmetall enthält, eingetaucht und unter der Oberfläche des geschmolzenen Aluminiums gehalten
wird. Die Maßnahme des Eintauchens erfordert jedoch einen zusätzlichen Arbeitsschritt in der Qießerei, und es besteht
die Gefahr, daß das Aluminium durch das zum Eintauchen verwendete Werkzeug verunreinigt wird.
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Es wurde nun gefunden, daß Titanmetall wirksam als Kornfeinungszusatz
für Aluminium verwendet werden kann, wenn das Titan in Form von Teilchen einer G-röße von weniger
als 400 ju verwendet und mit einem komplexen Salz so verdichtet
wird, daß eine Masse mit einer solchen Dichte erhalten wird, daß sie bei Zusatz zu geschmolzenem Aluminium
unter die Oberfläche der Aluminiumschmelze sinkt·
Gegenstand der Erfindung ist ein für Aluminium oder Aluminiumlegierungen
"bestimmtes Kornfeinungsmittel, das aus
a) 15 his 85 Gew,-$ metallischem Titan und/oder Titanlegierung,
die wenigstens 85?& Titan enthält,
h)· 2,5 his 70 Gew.-$ Uatriumborfluorid und/oder Kaliumhorfluorid
und/oder Natriumtitanfluorid und/oder Kaliumtitanfluorid und/oder Natriumzirkonfluorid und/
oder Kaliumzirkonfluorid und
c) 0 bis 46 Gew.-^ eines Metalls, das eine Dichte von
mehr als 4,5 g/cm hat,
besteht, wobei der Gehalt an Metall (c) nicht höher ist als der Gehalt an Titan oder Titanlegierung, der Gehalt
an der Komponente (b) wenigstens 1296 des Gehalts an Titan
oder Titanlegierung beträgt, das Titan und/oder die Titanlegierung eine Teilchengröße von nicht mehr als
400 α und das Kornfeinungsmittel eine Dichte von wenigstens
2,4 g/cm hat.
•x.
Als Metall mit einer Dichte von mehr als 4,5 g/cm kann
beispielsweise Mangan, Kupfer, Eisen, eine Nickel-Chrom-Legierung oder Perromangan verwendet werden. Das Metall
selbst und die Menge, in der es im Kornfeinungsmittel verwendet wird, wird so gewählt, daß das gegossene Aluminium
oder die gegossene Aluminiumlegierung der erforderlichen Spezifikation entspricht.
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7324636
_ 3 —
In das Kornfeinungsmittel können Flußmittel oder Zuschläge vile Alkali- οάβτ ETd&lkalii&aloßeYadte &ifll&e&&ge!\ \i&ru&Ä.
Auch Carbonate können verwendet werden. Als Flußmittel eignen sich beispielsweise Natriumchlorid, Kaliumchlorid,
Natriumfluorid, Kaliumfluorid, Natriumaluminiumfluorid
und Kaliumaluminiumfluorid. Wenn es verwendet wird, beträgt
der Gebalt an Flußmittel normalerweise nicht mehr als 53 Gew.-#.
Das Kornfeinungsmittel kann nach beliebigen bekannten Verfahren durch Mischen der Bestandteile und anschließende
Verdichtung zu einer zusammenhängenden Masse mit der erforderlichen Dichte hergestellt werden. Beispielsweise
werden die Bestandteile in einem Bandmischer einer Kapazität von 1 t gemischt und in einer 70 t-Bipel--Presse
zu Tabletten gepreßt.
Gegebenenfalls können dem Kornfeinungsmittel f.uch ancere
Materialien zugesetzt werden, die die Bildung einer zusammenhängenden Masse begünstigen, oder die Masse kann
vorerhitzt werden.
Bei Verwendung zur Behandlung von geschmolzenem Aluminium oder geschmolzenen Aluminiumlegierungen sollte die zugesetzte
Menge C^cO5 bis 0,2 Gew.-# (Ti) betragen.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert. In allen Beispielen wurde die folgende Prüfmethode
angewendet:
Das zu prüfende Kornfeinungsmittel wurde hergestellt, indem die Bestandteile in einem Planetenrührwerk gemischt
und Teile des Gemisches in einer hydraulischen Tablettenpresse unter einem Druck von 1000 kg/cm tablettiert
wurden· Die erhaltenen Tabletten hatten ein Gewicht von etwa 150 g. Ihre Dichte wurde dann in üblicher Weise
bestimmt.
309848/0966
Das Kornfeinungsmittel wurde auf seine Wirksamkeit geprüft,
indem es geschmolzenem LMO-Aluminium (99,8$ Al)
in einer Menge von 0,02 Gew.-$, gerechnet als Titan, zugesetzt wurde« Das LMO-Aluminium wurde bei 73O0C gehalten.
Proben wurden genommen und in vorerhitzte Sillimanit-Prüfformeη
2 Minuten vor, 10 Minuten nach und 40 Minuten nach dem Zusatz des Kornfeinungsmittels gegossen.
Die Gußstücke, die einen Durchmesser von 2,5 cm und eine Höhe von 7,5 cm hatten, wurden 2,5 cm vom Boden quer
durchschnitten. Die Schnittfläche des Bodens wurde dann mit 600 ii-Siliciumcarbidpapier unter Verwendung von
Wasser als Schmiermittel poliert und dann mit einer gemischten Säurelösung geätzt. In allen Fällen war die nach
dem Ätzen sichtbare Zellgröße in den nach dem Zusatz des Kornfeinungsmittels gegossenen Proben visuell viel kleiner,
jedoch bestand kein wesentlicher Unterschied zwischen der 10 Minuten nach dem Zusatz gegossenen Probe und der
40 Minuten nach dem Zusatz gegossenen Probe. Demgemäß wurden anschließend die Zellgrößenbestimmungen nur an den
Prüfkörpern, die keinen Kornfeinungszusatz enthielten, und an den 40 Minuten nach dem Zusatz gegossenen Prüfkörpern
vorgenommen.
Die Zusammensetzung der geprüften Kornfeinungsmittel ist nachstehend angegeben. In der anschließenden Tabelle sind
die Ergebnisse der vorstehend beschriebenen Versuche genannt. Die Prozentsätze sind auf das Gewicht bezogen.
Titan (weniger als 400 u) 70$
Kaiiumborf1uorid
Titan
Mangan 20$
Kaliumborfluorid 50$
3098Λ8/0966
2324R36
| Beispiel | Titan | 4: | Titan | sebnisse | 40# |
| Mangan | Mangan | Korngröße vor | 40# | ||
| dem Zusatz, η | 20$ | ||||
| 2600 | |||||
| Beispiel | 3600 | 55% | |||
| Natriumborfluorid | Kaliumborfluorid | 2900 | 1O# | ||
| Kaliumchlorid | 2900 | HJi | |||
| E r ι | |||||
| Dichte | |||||
| g/cnr | Korngröße nach | ||||
| Beispiel | 2,80 | dem Zusatz, u | |||
| Nr. | 2,89 | 500 | |||
| 1 | 3,49 | 1500 | |||
| 2 | 2,73 | 1000 | |||
| 3 | 110 | ||||
| 4 | |||||
3098^3/0966
Claims (4)
1) Kornfeinungsmittel für Aluminium und Aluminiumlegierungen,
"bestehend aus
a) 15 "bis 85 Gewe-?& metallischem Titan und/oder Titanlegierung,
die wenigstens 85$ Titan enthält,
b) 2,5 bis 70 Gew„-$ Natriumborfluorid und/oder Kaliumborfluorid
und/oder Natriumtitanfluorid und/oder Kaliumtitanfluorid und/oder Natriumzirkonfluorid
und/oder Kaliumzirkonfluorid und
c) 0 "bis 46 Gew,-^ eines Metalls einer Dichte von
mehr als 4,5 g/cm ,
wobei der Gehalt an Metall (c) nicht größer ist als der Gehalt an Titan oder Titanlegierung, der Gehalt
an der Komponente (b) wenigstens J^>
des Gehalts an Titan oder Titanlegierung beträgt, das Titan und/oder die Titanlegierung eine Teilchengröße von nicht mehr
als 400 μ haben und das Kornfeinungsmittel eine Dichte von wenigstens 2,4 g/cm hat,
2) Kornfeinungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es als Metall einer Dichte von mehr als' 4»5 g/cm Mangan, Kupfer, Eisen, Ferromangan oder eine
Nickel-Chrom-Legierung enthält.
3) Kornfeinungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich bis zu 53 Gew.-#
eines Alkali- oder Erdalkalihalogenids oder -carbonats als Flußmittel enthält.
4) Verfahren zur Behandlung von geschmolzenem Aluminium
oder geschmolzenen Aluminiumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß man der Schmelze ein Kornfeinungsmittel
nach Anspruch 1 bis 3 in einer Menge von 0,<O5 bis 0,2 Gew.-#, gerechnet als Ti, zusetzt.
309848/0966
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Legal Events
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