DE2324636B2

DE2324636B2 -

Info

Publication number: DE2324636B2
Application number: DE19732324636
Authority: DE
Inventors: George Birmingham Snow (Grossbritannien)
Original assignee: Foseco International Ltd
Current assignee: Foseco International Ltd
Priority date: 1972-05-17
Filing date: 1973-05-16
Publication date: 1979-03-22
Also published as: AT330472B; NO133503C; NO133503B; ATA427473A; FR2184971B1; DE2324636A1; FR2184971A1; DE2324636C3; SE396773B; JPS528243B2; CH575469A5; IT985911B; AR196249A1; JPS4949813A; MX3506E; CA978393A; ES226528A1; GB1413848A; ES414833A1

Description

Bei der Behandlung von Aluminium- oder Aluminiumlegierungs-Schmelzen mit einem derartigen Kornfeinungsmittel wird dieses der Schmelze in einer Menge von 0,005 bii 0,2 Gew.-%, gerechnet als Titan und bezogen auf das Gewicht der Schmelze, zugesetzt.

In dem Kornfeinungsmittel kann als Metall mit einer Dichte von mehr als 4,5 g/cm¹ beispielsweise Mangan, Kupfer, Eisen, eine Nickel-Chrom-Legierung oder Ferromangan verwendet werden, wobei dieses und die Menge, in der es im Kornfeinungsmittel verwendet wird, so gewählt wird, daß das gegossene Aluminium oder die gegossene Aluminiumlegierung der erforderlichen Spezifikation entspricht

In das Kornfeinungsmittel können Flußmittel oder Zuschläge wie Alkali- oder Erdalkalihalogenide einbezogen werden. Auch Carbonate der Alkali- bzw. Erdalkalimetalle können verwendet werden. Als Flußmittel eignen sich beispielsweise Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Natriumfluorid, Kaliumfluorid, Natriumaluminiumfluorid and Kaliumaluminiumfluorid. Wenn es verwendet wird, beträgt der Gehalt an Flußmittel normalerweise nicht mehr als 53 Gew.-%.

Das Kornfeinungsmittel kann in bekannter Weise 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-Presse zu Tableuen gegebenenfalls unter Verwendung eines die Tablettierung unterstützenden Materials gepreßt.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert. In allen Beispielen wurde die folgende Prüfmethode angewendet:

Das zu prüfende KürnfeinungsmiU-l wurde hergestellt, indem die Bestandteile in einem Planetenrührwerk gemischt und Teile des Gemisches in einer hydraulischen Tablettenpresse unter einem Druck von 1000 kg/cm² tablettiert wurden. Die erhaltenen Tabletten hatten ein Gewicht von etwa 150 g. Ihre Dichie wurde dann in üblicher Weise bestimmt.

Das Kornfeinungsmitle! 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 730⁰C gehalten. Proben wurden genommen und in vorerhitzte Sillimanit-Prüfformen 2 min vor, 10 min nach und 40 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 iim-Siliciumcarbklpapier unter Verwendung von Wasser als Schmiermittel poliert und dann mit einer gemischten Säurelösung geätzt. In allen Fällen war die nach dem Ätzen sichtbare Korngröße in den nach dem Zusatz des Kornfeinungsmittels gegossenen Proben visuell viel kleiner, jedoch bestand kein wesentlicher Unterschied zwischen der 10 min nach dem Zusatz gegossenen Probe und der 40 min nach dem Zusatz gegossenen Probe. Demgemäß wurden anschließend die Korngrößenbestimmungen nur an den Prüfkörpern, die keinen Kornfeinungssatz enthielten und an den 40 min nach dem Zusatz gegossenen Prüfkörpern vorgenommen.

Die Zusammensetzung der geprüften Kornfeinungsmit-.el ist nachstehend angegeben. In der anschließenden Tabelle sind die Ergebnisse der vorstehend beschriebenen Versuche genannt. Die Prozentsätze sind auf das Gewicht bezogen.

Beispiel 1

Tüan (weniger als 400 μιΐι) Kaliumborfluorid	7ii"/u 30%
Beispiel 2
Titan (weniger als 400 μιτι) Mangan Kaliumborfluorid	30% 20% 50%
Beispiel 3
Titan (weniger als 400 μΐη) Mangan Natriumborfluorid	40% 40% 20%
Beispiel 4
Titan (weniger als 400 μπι) Mangan Kaliumborfluorid Kaliumchlorid	55% 10% 11% 24%

Ergebnisse

Beispiel Dichte

g/cm'

Korngröße vor
dem Zusatz

Korngröße nach dem Zusatz.

I	2,80	2600	500
2	2,89	3600	1500
3	3,49	2900	1000
4	2,73	2900	110

Claims

Patentansprüche:

1. Kornfeinungsmittel für Aluminium und Aluminiumlegierungen in Form gepreßter Tabletten enthaltend die Komponente

a) Natriumborfluorid, Kaliumborfluorid,
Natriumtitanfluorid, Kaliumtitanfluorid,
Natriumzirkoniumfluorid und/oder
Kaliumzirkoniumfluorid,

dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an der Komponente a) insgesamt 2,5 bis 70 Gew.-% ausmacht und die Tablette weiterhin aus der Komponente

b) 15 bis 85 Gew.-% metallisches Titan und/oder einer Titanlegierung, die wenigstens 85 Gew.-% Titan enthält, und

c) 0 bis 46 Gew.-% eines Metalles mit einer Dichte von mehr als 4,5 g/cm³

besteht, wobei der Gehalt an der Komponente c) nicht größer als der an der Komponente b) ist, der Gehalt an der Komponente a) wenigstens 12% des Gehalts an der Komponente b) ausmacht, die Komponente b) eine Teilchengröße von weniger als 400 μίτι aufweist und die Dichte der Tablette wenigstens 2,4 g/cm³ beträgt.

2. Kornfeinungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Metall der Komponente c) Mangan, Kupfer, Eisen, Ferromangan oder eine Nickel-Chrom-Legierung enthält.

3. Kornfeinungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich als Flußmittelkomponente

d) bis 53 Gew.-% Alkali-, Erdalkalihalogenid, Alkali-, Erdalkalicarbonat. Natrium- oder Kaliumaiuminiumfluorid

enthält.

4. Verfahren zur Behandlung von Aluminiumoder Aluminiumlegierungs-Schmelzen mit einem Kornfeinungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelze das Kornfeinungsmittel in einer Menge von 0,005 bis 0,2 Gew.-%, gerechnet als Titan und bezogen auf das Gewicht der Schmelze, zugesetzt wird.

Die Erfindung betrifft ein Kornfeinungsmittel für Aluminium und Aluminiumlegierungen in Form gepreßter Tabletten enthaltend die Komponente

a) Natriumborfluorid, Kaliumborfluorid,
Natriumtitanfluorid, Kaliumtitanfluorid,
Natriumzirkoniumfluorid und/oder
Kaliumzirkoniumfluorid

sowie ein Verfahren zur Behandlung von Aluminiumoder Aluminiumlegierungs-Schmelzen mit einem derartigen Kornfeinungsmittel.

Aus der GB-PS 12 68 812 ist es bekannt, eine Vorlegierung in Form einer Titan-Bor-Aluminium-Legierung als Kornfeinungsmittel für Aluminium oder Aluminiumlegierungen herzustellen, die dann der Schmelze zugesetzt wird. Zu diesem Zweck wird dem geschmolzenen Aluminium Kaliumborfluorid, Kaliumtitanfluorid sowie Titan in feinverteiltem Zustand als Schmelzzusatz zugefugt, mit dessen Hilfe die Vorlegierung hergestellt wird. Die Verwendung derartiger Vorlegierungen als Kornfeinungsmittel ist jedoch insofern nachteilig, als sich Agglomerate aus TiBi und TiAIj und sogar nadeiförmige Kristalle bereits in der Vorlegierung bilden, die in der zu behandelnden Aluminiumschmelze als unerwünschter Bodensatz zurückbleiben, der in regelmäßigen Abständen aus den Schmelzöfen entfernt werden muß.

κι Ferner ist es aus »WORLD ALUMINIUM ABSTRACTS« vom März 1971, Ref. 31-0042 bekannt, zum Kornfeinen von Aluminiumlegierungen Titan-Bor-Salzmischungen zu verwenden, nämlich Kaliumfluortitanate und Kaliumfluorborate, die in Form von Tabletten mit Hexachloräthylen in die Schmelze eingebracht wurden. Derartige Tabletten besitzen jedoch ein relativ geringes Gewicht, weshalb sie bei einem Aufbringen auf eine Schmelze auf deren Oberfläche einem beträchtlichen Abbrand unterliegen, wodurch die Effektivität des Kornfeinungsmittels stark beeinträchtigt wird. Zwar ist es möglich, die Tabletten etwa entsprechend der DE-PS 11 55 915 mit Hilfe einer Tauchglocke in die Schmelze einzubringen, jedoch ist dies wiederum umständlich und wenig praktikabel. Entsprechenden gilt ebenfalls für die ferner aus der G3-PS 12 68812 bekannte, direkte Zugabe von gemischten Alkalimetalldoppelfluoriden von Titan zu der Aluminiumschmelze.

Außerdem ist es aus »Zeitschrift für Metallkunde«, 60 (1969), S. 752 bis 760 bekannt, als Kornfeinungsmittel ein Salzgemisch aus Kaliumborfluorid und Kaliumtitanfluorid oder ein Gemisch aus einer Titanvorlegierung und Kaliumborfluorid zu verwenden, hierbei ergibt sich aber ebenfalls aufgrund des relativ geringen Gewichts ein beträchtlicher Verlust durch Abbrand und damit keine genaue Dosierung des in die Schmelze gelangenden Kornfeinungsmittels.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Kornfeinungsmittel der eingangs genannten Art zu schaffen, das ohne Hilfsmittel einer Schmelze ohne wesentlichen Abbrand zugesetzt werden kann, bei dem der Wirkungsgrad, bezogen auf den Titanverbrauch verbessert ist und das zu keinen Agglomerationen in dem Schmelzgefäß führt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Gehalt an der Komponente a) insgesamt 2,5 bis 70 Gew.-% ausmacht und die Tablette weiterhin aus der Komponente

b) 15 bis 85 Gew.-% metallisches Titan und/oder einer Titanlegierung, die wenigstens ",5 Gew.-% Titan enthält,

c^ 0 bis 46 Gew.-% eines Metalles mit einer Dichte von mehr nls 4,5 g/cm¹

besteht, wobei der Gehalt an der Komponente c) nicht größer als der an der Komponente b) ist, der Gehalt an der Komponente a) wenigstens 12% des Gehalts an der Komponente b) ausmacht, die Komponente b) eine Teilchengröße von weniger als 400 μπι aufweist und die Dichte der Tablette wenigstens 2,4 g/cm'beträgt.

Wird dieses Kornfeinungsmittel einer Schmelze zugesetzt, dann sinken die Tabletten aufgrund ihrer Dichte ab und werden innerhalb der Schmelze aufgelöst. Dabei werden T1B2 und TiAIj innerhalb der Schmelze als Keime gebildet, die sich gleichmäßig in der Schmelze ohne Bildung von Agglomerationen verteilen. Der Abbrand an Titan wird wesentlich verringert, während die Korngröße trotzdem relativ klein gehalten werden kann.