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Verfahren zur Herstellung von Aluminiumlegierungen. Die Erfindung
bezieht sich auf Aluminiumlegierungen mit beträchtlichem Siliziumgehalt und bezweckt,
die physikalischen Eigenschaften, besonders Zugfestigkeit und Duktilität, ztt verbessern.
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Die Erfindung gründet sich in erster Linie auf die Entdeckung, daß
der Zusatz gewisser Metalloide, wie Antimon oder Wismut, zu Silizium-Aluininiumlegierungen
eine ausgesprochen günstige Wirkung ausübt, besonders wenn die Legierung rasch bis
zur vollständigen Erstarrung gekühlt wird.
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Es ist gekannt, claß Zugfestigkeit und Duktilität vonSiliziuln-Altttniniumlegierungen
und deren Gefüge durch Zusatz der Alkalimetalle Kalium oder Natrium zu den Legierungen
vor dem Gießen verbessert werden kann. Hierfür ist e. kennzeichnend, daß diese Alkalimetalle
aus dem geschmolzenen "letal" leicht (lurch Verflüchtigung und Oxydation verschwinden,
so daß tnan nach ihrem Zusatz rasch gießen muß, um davon den größtmöglichen Vorteil
zu haben. I?, hat sielt trtltl gezeigt, dafl, @@c@ttt (#i11 "letalloid voll relativ
geringer Flüchtigkeit und Aifinität ,ZUM Satterstoft, wie Antimon oder Wistnut,
eilt(-r Silizittnr-r'1luminiunlle;icrung zttge,etzt wird, dieses Erfordernis nicht
l:ittgc#r bestellt und eine ausgesprochene @-crbes,erung in der Zugfestigkeit und
Duktilität des Gußstücke, erzielt wird, besonders wenn ntan die I.egier ung rasch
in einer Abschreckungsform erstarren läßt. Dadurch wird das sich ausscheidende Silizium
in die Form kleiner Teilchen gebracht unter entsprechender Verbesserung der physikalischen
Eigenschaften der Legierung.
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Bei der bevorzugten Ausführung wird erst eine Silizium-Aluminiumlegierung
mit beträchtlicherem Siliziumgehalt hergestellt. Silizium in geringen "Mengen von
meist weniger als z Prozent ist fast immer im Alurninium des Handels als Verunreinigung
vorhanden. Die erwünschten Eigenschaften von Silizium-Alttrnittiumlegierungen, wie
geringe Schrumpfung, treten aber erst nutzbringend hervor, wenn (las Silizium in
größeren Mengen, also etwa über 3 Prozent vorhanden ist, und nur diese letzteren
Legierungen sind hier als solche lnit einem merklichen Siliziumgelralt betrachtet
und bezeichnet. Der Gehalt all Silizitun kann von 3 bis 15 Prozent schwanken, am
"testen ist aller ein Gehalt von 8 bis 13 Prozent. Die Silizium-Altllriilliiirnlegierung
kann lwi,llielswe i,e durch Einruhren lnetalli,chen #;ilizitlllts in ge,chnlolzene,
AlttuliltitnIt bei 750 bi, 8,3o° C hergestellt werden.
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1)e r geschmolzenen Siliziuln-Altiminitnnlcgierung wird Wislntlt oder
.Antimon- vorzugsweise in fein verteilter Form zugesetzt u1-1<1 gründlich verrührt.
I@,, ist vorteilhaft,
das Antimon oder Wismut so zu pulvern, daß
es durch ein Sieb von 2o 'Maschen durchgeht, und es in die geschmolzene Legierung
durch Aufsieben auf die reine Oberfläche der Legierung einzuführen. Dies ist deshalb
der Fall, weil die Dichte dieser 'letalloide so hoch ist, daß sie rasch zum Boden
des Behälters zu sinken streben und dann schwer gründlich in der spezifisch leichteren
Silizium-Aluminiumlegierung zu verteilen sind. «'erden sie aber zu kleinen Teilchen
vor ihrer Einführung zerkleinert, so wird die Durchmischung wesentlich erleichtert,
besonders hei dem nur beschränkt in Aluminium löslichen Wismut.
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Das Antimon oder Wismut kann bis zu etwa r,5 Prozent .oder mehr zugesetzt
werden, am besten aber zwischen o,5 bis i Prozent des einen oder anderen. Diese
Elemente bleiben in der Legierung, so daß sie jederzeit nach der Einverleibung des
Wismuts oder Antimons vergossen werden kann. Aus obigen Gründen wird die fertige
Legierung vorzugsweise in eine Abschreckungsform gegossen.
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Obgleich der Abschrecknngsguß allein schon eine ausgesprochene Verbesserung
in den Eigenschaften von Siliziuln-Aluminiuinlegierungen hervorruft, so wird doch
die Zugfestigkeit und Duktilität durch Wismut oder Antimon noch gesteigert. Beispielsweise
zeigt eine Silizium Aluminiumlegierung mit io Prozent Silizium, mit einem gewissen
Grade von- Abschreckung gegossen, eine Zugfestigkeit von 175o kglqcin und eine Dehnung
von 4.,o Prozent, während sie bei sonst gleichen Verhältnissen nach Zusatz von t
Prozent Wismut eine Zugfestigkeit von 2ioo hglclön und eine Dehnung von 9,5 Prozent
aufweist. Eine gleiche iopro-. zentige Silizium-Aluminiumlegierung zeigt' bei Abschreckungsguß
nach Zusatz von i Prozent Antimon eine Zunahme der Zugfestigkeit um 35o kg/qcm und
eine Verdoppelung der Dehnung.
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Bei Sandguß von Silizium-Aluminiumlegierungen mit Antimon oder Wismut
ist das Erstarrungsv erhältnis in der Regel zu langsam, um sehr wesentliche Verbesserungen
Gier physikalischen Eigenschaften durch Antimon oder Wismut zuzulassen. Immerhin
liät sich .dabei mit i Prozent Wismut oder Antimon eine Steigerung der Zufestigkeit
um ioo- kglqcm und der Dehnung. um mehrere Prozente ergeben.