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Aluminiumlegierung. Die Erfindung bezieht sich auf Aluminiumlegierungen,
welche sich besonders für Gußzwecke eignen. Solche Legierungen müssen im erhitzten
Zustande sehr flüssig und nach erfolgter Abkühlung homogen sein; sie müssen außerdem
blasen- und rostfrei und besonders, wenn sie Flüssigkeitsdruck ausgesetzt werden,
von geringster Porosität sein.
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Aluminiumlegierungen, welche einen geringen Magnesiumgehalt aufweisen,
sind für eine Behandlung unter Hitze bekanntlich besonders empfänglich, wodurch
sie besser häm@merbar, elastischer und dehnbarer werden und dabei eine große Bruchfestigkeit
aufweisen.
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Eine für Gußzwecke geeignete Legierung ist die Aluminium, Kupfer-,
Nicke- und Magnesiumlegierung. Eine solche Legierung setzt sich zweckmäßig aus 6
bis 8 Prozent Kupfer, i bis 2 Prozent Nickel, 0,25 bis i Prozent Magnesium
und dem Rest Aluminium zusammen.
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Diese Legierung kann durch Schwermetallzusätze veredelt werden. So
kann der Legierung z. B. bis zu einem Prozent Kadmium als Flußmittel beigefügt werden.
Außerdem ist der Zusatz von Zinn bis zu o,5o Prozent sehr förderlich, da es die
Krystallbildung verringert. Die Porosität wird ebenfalls durch Hinzusetzen von Kadmium
herabgesetzt, was besonders wertvoll bei Gußlegierungen ist, welche unter Flüssigkeitsdruck
stehen. Außerdem ist der Zusatz von Kobalt bis zu 0,50 Prozent vorteilhaft,
da es die gleiche Wirkung wie Nickel herbeiführt. Bei Verwendung einer kombinierten
Kobalt- und Nickelmenge sollte sich diese in der oben für Nickel angegebenen Grenze,
nämlich i bis 2 Prozent, bewegen.
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Die zu -wählenden Zusatzmetalle müssen hochwertig sein, und es sollte
kein Aluminiumoxyd, Silizium oder Eisen Verwendung finden.
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Eine gemäß vorliegender Erfindung hergestellte Legierung besteht aus
9i Prozent Aluminium; 6,5ö Prozent Kupfer, o,io Prozent Kadmium, o,i5 Prozent Zinn,
o,25 Prozent Kobalt, i,50 Prozent Nickel, 0,50 Prozent Magnesium. Da, die
meisten dieser Metalle stark feuerbeständig sind und in nur geringen Quantitäten
Verwendung finden, so ist es zweckmäßig, eine Legierung aus reichem Metall in einem
elektrischen Ofen zu erzeugen. Geeignete Mengen Nickel, Kobalt, Kupfer, Kadmium,
Zinn und Aluminium werden in dem Ofen zusammengeschmolzen und dann mit einem Graphitstab
(um Eisen zu vermeiden) umgerührt und in Blöcke gegossen.
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Durch Beisetzen .eines Flußmittels wird ein Schmelzen dieser Metalle
erleichtert und ihre Homogenität erhöht. Ein geeignetes Flußmittel besteht aus iooo
Teilen pulverisiertem Kalziumfluorid, iooo Teilen pulverisierter Holzkohle, 25o
Teilen Mangandioxyd, 25o Teilen Magnesiumsulfat und io Teilen Arsensäure. Dieses
Flußmittel wird bei Beginn des Schmelzverfahrens der Legierung zugesetzt. Von dem
Mangandioxyd geht eine geringe :Menge ohne Nachteil in die Legierung über.
'Um
die endgültige Legierung herzustellen, werden Aluminium, Kupfer und Magnesium zusammengeschmolzen.
Bei diesem Sohmelzv organg werden das Kupfer und ein Teil Aluminium in den Schmelztiegel
eingebracht und nach Einschmelzen der Restbetrag des Aluminiums hinzugefügt, worauf
Magnesium zugesetzt wird. Die geschmolzene Masse wird dann stark umgerührt und darauf
in Blöcke gegossen. Da nur eine beringe Menge Magnesium vorhanden ist, ist es empfehlenswert,
eine Legierung, die etwa 2o Prozent Magnesium und 8o Prozent Aluminium enthält,
herzustellen und sie an Stelle des metallischen Magnesiums zu benutzen.
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Die in Blöcke gegossene Legierung besitzt ungefähr die folgenden physikalischen
Eigenschaften: Elastizitätsgrenze 2 000 kg pro qcm höchste Bruchfestigkeit
2 Zoo kg pro qcm, Dehnung bei 5 cm etwa 1,50 Prozent.
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In der gewünschten Form wird die Legierung einer Behandlung unter
Hitze ausgesetzt. Zu diesem Zweck werden die Gußstücke in einen Ofen oder in ein
Bad eingebracht, dessen Temperatur zwischen 500 bis 53o° C liegt. Die genaue Temperatur
hängt von der Zusammensetzung der Legierung ab. In gewissen Fällen wird es zweifellos
notwendig sein, die Gußstücke in einer Sandform in den Ofen zu schicken, um eine
Formänderung der Legierung infolge der hohen Temperatur zu verhindern. Die Zeitdauer,
während welcher die Gußstücke in dem Ofen verbleiben, hängt von ihrer Größe, Form,
Stärke und allgemeinen Wärmekapazität ab. Die Dauer sollte jedoch so bemessen sein,
daß das Gußmaterial eine gleichmäßige Temperatur erhält und während des Verfahrensvorganges
unter dieser Temperatur verbleibt. Durch diese Behandlung wird das Metall in einen
vollkommenen inneren Gleichgewichtszustand versetzt. Nach Abkühlung wird ein hochwertiges
Produkt erhalten. Das Metall wird nun aus dem Ofen entfernt und unter L51 gesetzt,
in welchem es 5 bis 15 Minuten verbleibt. Dann enfernt man es daraus und läßt es
etwa i bis 11J2 Stunden im Wasser. Nach einer geraumen Zeit bei iooo Brinell befindet
sich die Masse in dem gewünschten Verarbeitungszustand.
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Diese Behandlung erhöht die Güte der Legierung. Die Elastizitätsgrenze
ist etwa 2 5oo kg pro qcm, die höchste Bruchfestigkeit' etwa 3 oöo kg pro qcm und
die Dehnung bei 5 cm 2 Prozent.