DE3610503C2 - - Google Patents
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- DE3610503C2 DE3610503C2 DE19863610503 DE3610503A DE3610503C2 DE 3610503 C2 DE3610503 C2 DE 3610503C2 DE 19863610503 DE19863610503 DE 19863610503 DE 3610503 A DE3610503 A DE 3610503A DE 3610503 C2 DE3610503 C2 DE 3610503C2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/06—Obtaining aluminium refining
- C22B21/064—Obtaining aluminium refining using inert or reactive gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/06—Obtaining aluminium refining
- C22B21/062—Obtaining aluminium refining using salt or fluxing agents
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Description
Zur Behandlung von Aluminium-Schmelzen (wobei in diesen
Begriff auch die Schmelzen von Al-Legierungen eingeschlossen
sind) sind metallurgische Präparate bekannt, die Hexachlorethan
oder andere Chlorkohlenstoffe wie Hexachlorbenzol (DE-OS 32 32 850)
enthalten. Beispielsweise erfolgt bei übereutektischen Al-Si-Legierungen
eine Kornfeinungs-Behandlung der Schmelze in der Praxis
häufig mit Preßkörpern (nachfolgend als "Tabletten" bezeichnet),
die sich aus rotem Phosphor, Hexachlorethan und einem Gemisch
verschiedener Alkalisalze zusammensetzen. Hierin hat der Phosphor
die Funktion, daß die Schmelze mit sehr feinkörniger und kompakter
Gefügestruktur erstarrt, eine geringere Neigung zur Lunkerbildung
aufweist und somit zu Gußstücken mit besseren mechanischen Eigenschaften
führt. Das Hexachlorethan unterstützt dabei über die Abspaltung
von Chlor in der Gießhitze die Entgasung der Schmelze
(insbesondere die Entfernung von störendem Wasserstoff) sowie die
Beseitigung von Natrium, und außerdem besitzt es eine Treibmittelwirkung,
die zum Austreiben des Phosphors (oder ggfs. anderer
Wirkstoffe) aus den Tabletten sehr erwünscht ist.
Höchst unerwünscht ist es hingegen, daß die in den metallurgischen
Präparaten eingesetzten Chlorkohlenstoffe in der
Gießhitze nicht nur Chlor, sondern auch eine Anzahl von mehr oder
weniger stark umgewandelten Chlorkohlenstoffen ergeben, welche
gasförmig aus der Schmelze emittieren. Darunter befinden sich
auch aromatische Produkte, die als krebserzeugend eingestuft
sind und somit eine Umweltgefahr bilden.
Des weiteren ist es zur Behandlung von Aluminiumschmelzen
bekannt (DE-AS 23 45 623), einen gasförmigen oder verdampfbaren
perhalogenierten Kohlenwasserstoff mit bis zu 6 C-Atomen, der
mindestens 1 Fluoratom enthält, mit einem inerten Trägergas durch
die mit einer Schicht aus einem geschmolzenen Salzgemisch bedeckte
Schmelze hindurchzuleiten. Dieses Verfahren führt ebenfalls zu
guten metallurgischen Ergebnissen, erfordert jedoch einen erheblichen
apparativen und verfahrenstechnischen Aufwand.
Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Präparat
zur Behandlung von Aluminiumschmelzen (vorzugsweise in Tablettenform)
bereitzustellen, das einen festen Wirkstoff enthält, aber
frei von Chlorkohlenstoffen ist.
Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch ein Präparat
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. In den Unteransprüchen
2 und 3 sind Ausbildungen des Präparates nach Anspruch
1 angegeben.
Die Erfindung nutzt konsequent die überraschende Erkenntnis
aus, daß feste Fluorkohlenstoffe, die u. a. in Form des
Polytetrafluoretylens (PTFE) marktgängig sind, sich hervorragend
als Wirkstoffe für metallurgische Präparate zur Behandlung von
Aluminiumschmelzen eignen. Sie zersetzen sich in der Gießhitze
unter Bildung einer großen Menge an gasförmigen Umwandlungsprodukten,
besitzen dementsprechend also ausgeprägt gute Treibmittelwirkung.
Diese gasförmigen Umwandlungsprodukte enthalten im
Gegensatz zu den Umwandlungsprodukten der Chlorkohlenstoffe keine
krebserzeugenden Stoffe, sind also wesentlich umweltfreundlicher.
Ihre metallurgische Wirksamkeit beruht auf dem Fluor, das analog
dem sich aus Chlorkohlenstoffen abspaltenden Chlor entgasend
wirkt und in der Schmelze Fluoride bildet, welche die Beseitigung
des bei übereutektischen Al-Si-Legierungen unterwünschten Natriums
begünstigen.
Der Gehalt des metallurgischen Präparats an festen
Fluorkohlenstoffen richtet sich nach dem jeweiligen Einsatzgebiet
und läßt sich für jeden Anwendungsfall rasch durch einfache Handversuche
festlegen. Generell gilt, daß die Menge an Fluorkohlenstoffen
wesentlich geringer sein kann als die für die gleiche
Wirkung erforderliche Menge an Chlorkohlenstoffen und sich häufig
sogar bis auf 10 Gew.-% der an Chlorkohlenstoffen erforderlichen
Menge senken läßt. Das wirkt sich gleichermaßen auf die Wirtschaftlichkeit
und die Umweltbelastung vorteilhaft aus.
Ein besonderer herstellungstechnischer Vorteil ist es
überdies, daß feste Fluorkohlenstoffe Gleitmitteleigenschaften
besitzen, insbesondere wenn sie in Form runder Teilchen mit
geringem Körnungsdurchmesser eingesetzt werden. Dies ermöglicht
eine bessere Verdichtung von Tabletten bei geringeren Preßdrücken.
Die Erfindung ist nicht auf diejenigen Anwendungsfälle
beschränkt, bei denen bislang Chlorkohlenstoffe eingesetzt worden
sind (wie dies auf übereutektische Al-Si-Legierungen zutrifft).
Ebenso kann die Erfindung auch beispielsweise bei untereutektischen
Al-Si-Legierungen eingesetzt werden, die anstelle einer
Kornfeinung durch phosphorhaltige Präparate einer Veredelung
durch Zugabe von metallischem Natrium bedürfen. Die Zugabe des
Natriums erfolgt dabei meistens mit Hilfe von Tabletten, die
Na-spendende Mischungen enthalten, insbesondere Mischungen aus
NaF, Soda und Aluminium, die wegen des NaF hochtoxisch sind. Ein
Zusatz von festen Fluorkohlenstoffen zu solchen Mischungen ergibt
neben einer Verbesserung der Treibwirkung und des Preßverhaltens
vor allem auch die Möglichkeit, auf den Gehalt an NaF völlig zu
verzichten, weil die Fluorkohlenstoffe das NaF in situ bilden
können.
Ein weiteres Beispiel für einen erfolgreichen Einsatz
der Erfindung sind die Al-Mg-Legierungen, die üblicherweise mit
Tabletten behandelt werden, welche Ti-B-F-Verbindungen (z. B.
K₂TiF₆, KBF₄) enthalten. Auch bei derartigen Tabletten führt ein
Zusatz von festen Fluorkohlenstoffen zu einer Verbesserung der
Treibwirkung, des Preßverhaltens und der metallurgischen Wirkung
infolge einer Fluoridbildung.
Im übrigen ist es auch nicht erforderlich, die festen
Fluorkohlenstoffe im Gemisch mit anderen Wirkstoffen zum Einsatz
zu bringen, vielmehr können sie auch den alleinigen Wirkstoff
bilden. Auch ist die Tablettenform, wenngleich häufig praktiziert,
nicht zwingend, ebenso können die Präparate auch in anderer
geeigneter Form in die Schmelze eingebracht werden, z. B. in Pulverform
eingeblasen werden.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
Zur Kornfeinung einer übereutektischen Al-Si-Legierung
wurden sowohl Tabletten mit einem Gehalt an Hexachlorethan
(Vergleich) als auch solche mit einem Gehalt an feinpulverigem
Polytetrafluorethylen (Erfindung) hergestellt, deren übrige Bestandteile
jeweils die gleichen waren, nämlich roter Phosphor sowie
ein gleich zusammengesetztes Gemisch aus Alkalisalzen. Diese
Tabletten hatten im einzelnen die folgende Zusammensetzung (in
Gew.-%):
In aufeinanderfolgenden, mit den gleichen Geräten unter
gleichen Bedingungen durchgeführten Gießversuchen wurden jeweils
300 kg der Schmelze einer übereutektischen Al-Si-Legierung mit
1,25 kg der Tabletten V bzw. der Tabletten E behandelt. Die
Reaktionszeit betrug in beiden Fällen 3½-4 min, wobei die
Rauchentwicklung bei den Tabletten V gering und bei den Tabletten E
sehr gering war. In beiden Fällen ergab sich ein Phosphoraustrag
von 50-60 ppm, und die anfallende Schlacke war exotherm
und trocken, enthielt also wenig Al.
Nach dieser Behandlung erfolgte noch eine übliche
Chlorierung (10 min mit Cl₂), und dann wurden Probestücke gegossen.
In beiden Fällen verlief der Abguß einwandfrei, und die
Probestücke zeigten die gewünschten Eigenschaften, insbesondere
ein Gefüge mit guter Feinung (Schliffbild), das frei von
Gaseinschlüssen und Oxideinschlüssen war.
Damit ist gezeigt, daß feste Fluorkohlenstoffe hervorragend
zur Behandlung von Aluminiumschmelzen geeignet sind. Dabei
ist besonders darauf hinzuweisen, daß bei den Tabletten V der
Gehalt von 8 Gew.-% Hexachlorethan an der unteren Grenze lag und
ohne metallurgische Nachteile nicht mehr unterschritten werden
konnte, während bei den Tabletten E ein Gehalt von nur 1 Gew.-%
PTFE voll ausreichte.
Claims (3)
1. Metallurgisches Präparat enthaltend Halogenkohlenstoffe
zur Behandlung von Aluminiumschmelzen zum Zwecke der Gefügeverbesserung
der daraus hergestellten Gußstücke, dadurch gekennzeichnet,
daß es feste Fluorkohlenstoffe enthält.
2. Präparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
es als feste Fluorkohlenstoffe feinpulveriges Polytetrafluorethylen
enthält.
3. Präparat nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß es zusätzlich Phosphor enthält.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863610503 DE3610503A1 (de) | 1986-03-25 | 1986-03-25 | Metallurgisches praeparat zur behandlung von aluminiumschmelzen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863610503 DE3610503A1 (de) | 1986-03-25 | 1986-03-25 | Metallurgisches praeparat zur behandlung von aluminiumschmelzen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3610503A1 DE3610503A1 (de) | 1987-10-01 |
DE3610503C2 true DE3610503C2 (de) | 1988-07-21 |
Family
ID=6297463
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863610503 Granted DE3610503A1 (de) | 1986-03-25 | 1986-03-25 | Metallurgisches praeparat zur behandlung von aluminiumschmelzen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3610503A1 (de) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CS219357B1 (en) * | 1981-09-14 | 1983-03-25 | Ivan Beranek | Method of preparation of solid rafination preparation for rafination of aluminium and the alloys thereof |
-
1986
- 1986-03-25 DE DE19863610503 patent/DE3610503A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3610503A1 (de) | 1987-10-01 |
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Legal Events
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