Verfahren zur Herstellung von Ketallegierungen mit Hilfe von Zwischenlegierungen.
Die Einführung gewisser Metalle in andere Metalle zum Zwecke ihrer Legierung ist
manchmal technisch schwierig, obwohl die in Frage kommenden Metalle an und für sich
in metallographischem Sinne leicht miteinander legierbar sind. Insbesondere ist
z. B. die Einführung der Alkali- und Erdalkatimetalle einschließlich des Magnesiums,
Berylliums und Lithiüms in Metalle mit höherem Schmelzpunkt, wie z. B. Aluminium,
deshalb mit Schwierigkeiten verknüpft, weil sie leicht oxydierbar sind und weil
ihr Siedepunkt verhältnismäßig niedrig liegt. Da die Alkali- und Erdalkalimetalle
in unlegierter Form außerdem verhältnismäßig teuer sind und bei dem direkten Einlegieren
erhebliche Verluste durch Oxydation und Verflüchtigung entstehen, verursacht die
Herstellung derartiger Legierungen verhältnismäßig hohe Kosten. Anderseits gibt
es gewisse chemische und elektrolytische Verfahren, nach welchen Legierungen von
Erdalkali- oder Alkalimetallen mit anderen Metallen verhältnismäßig leicht und billig
hergestellt werden können, so daß die Gestehungskosten des Alkali?metalls oder ErrdWkalimetalls
in der so gewonnenen Legierung wesentlich niedriger sind als die des reinen Alkali-
oder Erdalkalirnetalls. Ein solcher Fall liegt z. B. vor bei den Legierungen des
Bleis mit den Alkalien oder Erdalkalien. Solche Legierungen können unter @Blenutzung
von metallischem Blei als Aufnahmemetall und Salzen der Alkalien oder Erdalkalien
so billig hergestellt werden, daß das darin enthaltene Alkali- oder Erdalkalimetall
nur einen Bruchteil des Preises der unlegierten Alkali- oder Erdalkalinietalle kostet.
Vorliegende Erfindung benutzt diese Tatsachen, um Legierungen der
Alkali- und Erdalkalvmetalle mit solchen Metallen herzustellen, mit denen zwar an
und für sich die Alkali- und Erdalkalimetalle legierbar sind, bei deren Legierung
jedoch die obenerwähnten Schwierigkeiten auftreten. Als Beispiel seien erwähnt die
Legierungen des Aluminiums mit den Erdalkalimetallen und insbesondere auch mit dem
Magnesium. Um das Erdalkalimetall in das Aluminium hineinzulegieren, wird gemäß
vorliegender Erfindung eine Zwischenlegierung benutzt, deren Grundmetall in metallographischem
Sinne nicht mit denn Aluminium; legierbar ist. Ein derartiges Metall ist beispielsweise
;gegenüber dem Aluminium das Blei. Zur Herstellung einer Aluminium-Magnesium-Legierung
wird also beispielsweise zunächst eine Legierung des Bleis mit Magnesium bergestellt.
Die Herstellung einer solchen Blei-Magnesium-Legierung kann auf verschiedenem Wege
in sehr einfacher und billiger Weise erfolgen. Die so gewonnene Blei-
Magnesium-Legierung
wird nun im Schmelzfluß mit schmelzflüssigem Aluminium vermischt. Hierbei geht das
Magnesium zu einem dem Lösungsdruck entsprechenden Teil 5 in das Aluminium, während
das Blei sich von der so gewonnenen Alunvin:;unn-Magnesium-Legierung trennt. Es
gelingt hierbei natürlich nicht in allen Fällen und ohne weiteres, alles Erdalkalimetall
in einer Operation in das Aluminium überzuführen. Vielmehr kann nach der ersten
Mischungsoperation ein geringerer oder größerer Teil des Magnesiums noch in dem
abgetrennten Blei zurückgeblieben sein. In diesem Falle hat es sich gezeigt, daß
bei ein- oder mehrmaliger Wiederholung der Mischungsoperation schließlich das gesamte
Erdalkalimetall aus dem Blei herausgelöst und in das Aluminium übergeführt werden
kann. Diese mehrmalige Wiederholung des Arbeitsganges hat sich beispielsweise als
besonders zweckmäßig bei der Aluminium-Barium-Legierung erwiesen.
Wesentliche Merkmale des vorliegenden Verfahrens sind also einmal,
daß das Metall (wie z. B. die Alkali- und Erdalkalimetalle) an und für sich mit
dem zu legierenden Metall (wie z. B. Aluminium) metall ,graphisch wohl definierte
Legierungen bilden kann, ferner daß das Grundmetall der Zwischenlegierung (wie z.
B. Blei) mit dem zu legierenden Metall (wie z. B. Aluminium) in metallographis!chem:
Sinne nicht legierbar ist, damit durch die Benutzung der Zwischenlegierung nicht
zwangsweise ein unerwünschter Legierungsbestandteil in die herzustellende Legierung
hineinkommt. Bei der Ausführung des Verfahrens ist es natürlich nicht immer vermeidlich,
daß geringe Mengen des Grundmetalls der Zwischenlegierung durch mechanische Vermischung
in die fertige Legierung hineingelangen. So hat es sich z. B. gezeigt, daß bei der
Herstellung der Aluminium-Magnesium-Legierung unter Vermittlung der Blei-Magnesium-Legierung
0,1 bis 0,3 Prozent Blei; im Schliffbild der fertigen Al.uminium-Magnesium-Legierung
erkennbar enthalten waren. Soweit solche geringen Mengen die Eigenschaften der fertigen
Legierung nicht schädigen, können sie natürlich in der Legierung belassen werden.
Andernfalls kann man sie nachträglich durch Saigerung o. dgl. herausschaffen. Als
Grundmetall der Zwischenlegierung kann unter Uniständen auch ein Metall benutzt
werden, welches in sehr geringem Maße in der fertigen Legierung löslich ist. Doch
soll diese Löslichkeit gemäß vorliegender Erfindung niemals größer sein, als daß
mehr als i Prozent des Grundmetalls der Zwischenlegierung in der fertigen Legierung
in gelöster Form. zurückbleiben kann. Es ist zu bemerken, ds:ß schon vorgeschlagen
wurde, Legierungen zwischen Metallen, die an und für sich nicht miteinander legierbar
sind, durch Anwendung einer Zwischenlegierung herzustellen. Als Grundmetall dieser
Zwischenlegierung mußte aber in diesem Falle ein Metall gewählt werden, welches
ganz oder zu einem wesentlichen Teil in der Endlegierung zurückblieb. Man wollte
z. B. eine Legierung des Eisens ,mit Natrium und Zinn dadurch herstellen, daß man
eine Zinn-Natrium-Legierung in das flüssige Eisen eintrug. Wesentlich ist hierbei
im Gegensatz zu der vorliegenden Erfindung, daß jdas Metall der Zwischenlegierung;
wie im angegebenen Beispiel das Zinn, in der Endlegierung in solchen Mengen zurückbleibt,
daß es darin als Verbindungsglied zwischen den nicht legierbaren Metallen (wie z.
B. Eisen und, Natrium) dienen kann. Würde man das Grundmetall der Zwischenlegierung
ganz oder bis auf unwesentliche Mengen aus der Endlegierung in irgendeiner Weise
wieder abscheiden, so müßte auch die Endlegierung wieder-auseinanderfallen, also
im angegebenen Beispiel das Natrium sich wieder von dem Eisen trennen. Die vorliegende
Erfindung -unterscheidet sich von dieser Verfahrensweise wesentlich dadurch, daß
das Grundmetall der Zwischenlegierung nicht oder nur .in unwesentlichen Mengen in
die Endlegierung eintreten soll und lmnn, ferner dadurch, daß die Gegenwart des
Grundmetalls der Zwischenlegierung in der Endlegierung nicht nötig ist, um die Bestandteile
der Endlegierung zusammenzuhalten, weil diese Bestandteile derart gewählt sein müssen,
daß sie an und für sich miteinander wohl definierte Legierungen (feste Lösungen)
zusammen bilden können.