DE272996C

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Publication number: DE272996C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 40*. GRUPPE

Australien.

Verfahren zur Herstellung von Aluminiumlegierungen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. März 1913 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Metallegierungen, bei welchen Aluminium den Hauptbestandteil bildet und im besonderen auf eine Legierung, welche Aluminium, Nickel, Kupfer, Kadmium, Zinn, Blei, Magnesium und Quecksilber enthält, wobei diese Metalle nach' einem besonderen Verfahren miteinander gemischt und zur Vereinigung gebracht werden.

ίο Die Legierung ist von heller und weißer Farbe und besitzt wertvolle Eigenschaften, welche sie zum Teil von dem Hauptbestandteil, dem Aluminium, unterscheiden; z.B. kann man die Legierung hartlöten, löten, abdrehen, walzen, ziehen, schmieden oder mittels des Azetylensauerstoffgebläses schweißen; man kann ihre Härte und Zugfestigkeit ändern, sie läßt sich polieren und ist außerordentlich widerstandsfähig gegen Oxydation durch atmosphärische Einflüsse.

Bei der Herstellung der Legierung ist es erforderlich, stufenweise vorzugehen. Die erste Stufe besteht darin, daß man gewisse Salze in einem Tiegel schmilzt, und zwar Salze des Natriums, Magnesiums, Kupfers, Quecksilbers, Kadmiums und des Nickels; in der zweiten Stufe wird metallisches Nickel und Kupfer zu den geschmolzenen Salzen zugesetzt, welche sowohl als Flußmittel wirken, als auch zur Übertragung von metallischen Bestandteilen auf das Endprodukt dienen; die Temperatur wird so lange eingehalten, bis die Masse in ruhigen Fluß kommt und. sich vollkommen mischt. Dann wird nach und nach metallisches Zinn, Blei und Aluminium in den Tiegel gegeben und die Temperatur aufrechterhalten.

bis vollkommene Schmelzung und Mischung eingetreten ist, wobei man die geschmolzene Masse umrührt, um die Trennung des Metalls von der Schlacke zu erleichtern. Das so erhaltene Schmelzprodukt dient als Grundlegierung, mit welcher Aluminium, Zinn, Blei, Kupfer und Nickel legiert werden, um Handelslegierungen verschiedener Art zu erhalten.

Um ein möglichst vorteilhaftes Ergebnis zu erzielen, verwendet man die im nachstehenden angegebenen Mengenverhältnisse, von denen man nicht wesentlich abweichen darf, ohne die gewünschten Eigenschaften der Endlegierung mehr oder weniger zu ändern; das gilt jedoch 5" nicht für den Zusatz von Magnesiumsulfat, der hauptsächlich erfolgt, um die Farbe des Metalls heller zu machen; Magnesiumsulfat kann auch ganz weggelassen werden ohne Beeinflussung der Eigenschaften des Metalls, abgesehen von der Farbe.

Bei der ersten Stufe des Verfahrens verwendet man 60 Gewichtsteile Borax, 5 Teile Magnesiumsulfat, 10 Teile Kupfersulfat, 7 Teile Kupfernitrat, 1 Teil Quecksilbersulfat, 2 Teile Kadmiumsulfat) 15 Teile Nickelsulfat, zusammen also 100 Teile. An Stelle von Borax kann man auch Natriumbikarbonat verwenden, wenn auch Borax vorzuziehen ist; man kann Kupfersulfat oder Kupfernitrat verwenden, oder beide gleichzeitig. Das Verhältnis des gebundenen Natriums und des gebundenen Kupfers in den angegebenen Salzmengen sollte annähernd eingehalten werden. Diese Mischung, welche man als Flußmittel bezeichnen kann, wird in einem Tiegel auf höhere Temperatur gebracht. Wenn die Mischung zum Aufwallen

gekommen ist; so fügt man annähernd 3 Teile metallisches Nickel und 3 Teile metallisches Kupfer zu und hält die Temperatur an, bis das Aufwallen ganz oder annähernd aufhört; dann fügt man 3 Teile metallisches Zinn, 1 Teil metallisches Blei und 90 Teile metallisches Aluminium zu. Es ist zu empfehlen, das Aluminium nach und nach und nicht in großen Massen in den Tiegel zu geben. Der Tiegelinhalt wird mit einem Eisenstab umgerührt, um die Trennung des Metalls von der Schlacke zu erleichtern, bevor das Metall ausgegossen wird. ;·

An Stelle von metallischem Aluminium kann man auch entsprechendes Mengen von Bauxit öder anderen geeigneten A^uminiumerden ver-, wenden, und die letzte Stufe des Verfahrens in einem elektrischen Ofen nach bekannten Methoden für die Reduktion von Aluminium vör-

ao nehmen, wobei dann die Legierung des dabei erhaltenen Aluminiums mit den anderen Bestandteilen gleichzeitig eintritt; es empfiehlt sich jedoch, wie oben beschrieben, zu verfahren, d.h. schon vorher reduziertes metallisches Aluminium zu verwenden.

Am oberen Rande des Tiegels setzt sich ein Ring von Borax und anderen als Flußmittel benutzten Verbindungen ab; . diese Schlacke läßt sich leicht entfernen und die Legierung bleibt, solange man die Temperatur anhält, in flüssigem Zustand; sie kann sofort gegossen und beliebig oft umgeschmolzen werden, ohne daß ihre charakteristischen Eigenschaften dadurch beeinflußt werden.

Die so erhaltene Legierung bildet ein Grundmetall, das umgeschmolzen wird, um daraus Handelslegierungen von verschiedenen Eigenschaften zu erhalten.

Um weiche und dehnbare Legierungen zu erhalten, schmilzt man das Grundmetall mit Aluminium innerhalb weiter Grenzen der Mengenverhältnisse um, und zwar bis zu 90 Prozent Aluminium in der Gesamtmasse; in diesem Falle werden zweckmäßig 1 Teil metallisches Zinn und Y₄ Teil metallisches Blei auf je 20 Teile Aluminium zugesetzt; die Zufügung erfolgt nach und nach. In dieser Weise haben sich Mischungen, die 20 Teile Grundmetall, 9 Teile Zinn, 2 Teile Blei und 169 Teile Aluminium enthalten, als vorteilhafter erwiesen als ein Produkt, das nur Aluminium als Zusatz enthält.

Um hartes Metall zu .erhalten, wird das Grundmetall mit Aluminium und Kupfer umgeschmolzen; ein sehr hartes Erzeugnis erhält man durch Legierungen von 20 Teilen Kupfer und 50 Teilen Aluminium mit 30 Teilen Grundmetall, während man weniger harte

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TAAlL Legierungen erhält, wenn man einen geringeren Kupfergehalt gibt.

Ein anderes hartes Metall kann man erhalten, wenn man zu 100 Teilen des oben erwähnten Flußmittels während des Aufwallens Teile metallisches Nickel und 5 Teile metallisches Kupfer nach und nach zugibt und nach dem Nachlassen des Aufwallens 57 Teile metallisches Aluminium, 6 Teile metallisches Zinn und 2 Teile metallisches Blei.

Ein zum Verlöten dieser oder anderer Metalle geeignetes Lot erhält man durch Legieren einer der als Endprodukt nach dem beschriebenen Verfahren erhaltenen Legierung mit Weichlot (66 Prozent Blei, 34 Prozent Zinn) im Verhältnis von 2:1; das Verhältnis kann jedoch auch schwanken. Wenn man die neue Legierung für sich oder mit Aluminium löten will, so braucht man kein Flußmittel, während beim Löten von Kupfer, Eisen oder anderen Metallen die üblichen Flußmittel zur Anwendung gelangen. Das beschriebene Lot dient zum Verzinnen der zu vereinigenden Flächen, während man zum Herstellen der Vereinigung selbst gewöhnliches Weichlot verwendet.

Claims

' Patent-Ansprüche: ' *5

1. Verfahren zur Herstellung von Aluminiumlegierungen, darin bestehend, daß man metallisches Nickel, Kupfer, Zinn, Blei und Aluminium in eine geschmolzene Mischung von Borax und den Sulfaten von Kupfer (eventuell auch Nitrat), Quecksilber, Kadmium, Nickel und eventuell Magnesium einbringt, wobei eine Grundlegierung entsteht, aus welcher man durch weiteres Legieren mit Aluminium und Zusätzen von Zinn, Blei, Kupfer oder Nickel das Endprodukt herstellt.

2. Bei dem Verfahren nach Anspruch 1 das Einbringen von etwa 3 Teilen Nickel, 3 Teilen Kupfer, 3 Teilen Zinn, 1 Teil Blei, 90 Teilen Aluminium in eine Schmelze von ungefähr 60 Teilen Borax, 17 Teilen Kupfersulfat (das ganz oder zum Teil durch Nitrat ersetzt, sein kann), 1 Teil· Quecksilbersulf at, .2 Teilen Kadmiumsulfat^ 15 Teilen Nickelsulfat und eventuell Xg Teilen Magnesiumsulfat zur Herstellung der Grundlegierung.

3. Aluminiumlegierungen von ungefähr folgender Zusammensetzung: 20 Teile Grundlegierung (Anspruch 1 und 2), 9 Teile Zinn, 2 Teile Blei, 169 Teile Aluminium.

4. Aluminiumlegierung von ungefähr folgender Zusammensetzung: 30 Teile Grundlegierung, 20 Teile Kjgfä^a^p Teile'Älumi- 11g nium.