DE417773C

DE417773C - Aluminum-silicon alloys and processes for their refinement

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Publication number: DE417773C
Application number: DEP40988D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1920-02-13
Filing date: 1920-11-14
Publication date: 1925-08-15

Description

Altnninil.im-Silicium-Legierungen und Verfahren zu ihrer Veredelung. Bei der Fabrikation von Kurbelkästen und Kolben von Motoren von Scheibenrädern, licidenplatten und Laufbrettern von Fahrzru,--c-n, (aeliäusen von S@lugreinigern, Küchengeräten. Teilen von Maschinen und Apparaten und zu vielen anderen Zwecken ist es erwünscht, ein Gul:inictall zur Verfügung zu haben, das sich neben geringem Gewicht durch günsti;--e mechanische Eigenschaften (Festigkeit und Dehnung) auszeichnet und sich auch leicht bearbeiten lassen muß. Die bekannten, für diese Zwecke benutzten Aluminium-Legierungen entsprechen den genannten Ansprüchen nur unvollkommen. Durch die vorliegende Erfindung ist es gelungen, die an sich bereits bekannten Aluniinium-Silicium-Lc,#ierungen hierfür verwendbar zu machen, da festgestellt wurde, daß sie durch ein besonderes Veredelungsverfahren den erwähnten Anforderungen weit-chend genügen.Altnninil.im-silicon alloys and process for their refinement. In the manufacture of crankcases and pistons for engines of disc wheels, license plates and running boards from Fahrzru, - c-n, (aeliäusen von S @ lugreinigern, Kitchen appliances. Sharing of machines and apparatus and for many other purposes it is desirable to have a Gul: inictall available that is next to little Weight is characterized by favorable mechanical properties (strength and elongation) and must also be easy to edit. The known ones used for these purposes Aluminum alloys only incompletely meet the requirements mentioned. By the present invention has succeeded in the already known aluminum-silicon-Lc, # ierungen to make it usable, since it was determined that it was through a special Finishing processes largely meet the requirements mentioned.

Die Bedeutung der Aluminiuni-Siliciitni-1-e@icrun;gcn hat zwar schon 'l i n c t, der Verfasser des bekannten Werkes über Aluininiuill, erkrinut. Er hat zalilrcic-lic Aluminiuni-Si@iciuni-I_c@ricruncn tnit eillcin hülleren Silichinigcluilt untersucht und @estgestc#llt, daß sie durch n icrhanachc l#c#sirlieitung eine Festikcit von .; bis 25 kg nim- bei einer Dehnung voll 10 Prozent crrc#iChen. Dicse# JTinetschen Angaben haben zwar die Anrcgu tlgcn zu mehrfacher Beschäftigung mit Alunün:um-Siliciuni-Lcgicrungcn gc#gcben, es ist jedoch zu einer Verwertung dieser Legierungen im industriellen \Iaßstabe nicht gekommen. Der Grund liegt wohl darin, daß 'l i n e t und seine Nachfolger sich mit diesen Legierungen nur, nachdem sie z. B. durch Walzen, Zielien, Hämmern mechanisch bearbeitet waren, näher bcfaßt haben, während ihnen diese Legierungen im Bußerstarrten Zustande ohne mechanische Nachbehandlung wegen ihrer geringen mechanischen Eigenschaften offenbar nicht interessant genug erscheinen und ihnen ein Weg, diese Eigenschaften ohne mechanische Umformung der Gußstücke zu verbessern, nicht bekannt war.The importance of the aluminum silicon-1-e @ icrun; gcn already has 'l i n c t, the author of the well-known work on Aluininiuill, erkrinut. He has zalilrcic-lic Aluminiuni-Si @ iciuni-I_c @ ricruncn tnit eillcin enveloping Silichinigcluilt investigated and @estgestc # llt that they were holding a festival through n icrhanachc l # c # sirlieitung from .; up to 25 kg nim- with a full stretch 10 percent crrc # iChen. Dicse # JTinetschen It is true that statements give reasons for repeated occupation with aluminum: um-Siliciuni-Lcgicrungcn gc # gcben, however, there is an industrial utilization of these alloys \ Iassstabe did not come. The reason is probably that 'l i n e t and its successors deal with these alloys only after they have z. B. by rolling, aiming, hammering mechanically processed, while these alloys in a state of penitence without mechanical aftertreatment because of their poor mechanical properties Properties don't seem interesting enough and give them a way of getting this Improving properties without mechanical deformation of the castings is not known was.

Diesen «\Veg festzustellen ist dem Erfinder gelun<-en, und zwar durch Veredelung der fertio*en Legterun g im @c schmolzcnen Zustande durch ßehandlun;-- mit Alkalilluoriden. Dabei handelt es sich aber nicht uni eine einfache Raffination üblicher Art: - denn die Verbesserung der liliv,ik<ilisclic#n I#:icusrliaftcn der Rohlegierung übersteigt diejenige weit, die bei der gewöhnlichen h:if lination von Metallen nortnalcrwcisc hcoliachtet wird. ß"- ider -cwtihnlichen hat lination wird in der Mehrzahl der Fälle, wciui ülicrhaupt, diinn nur eine geringfügige Steigerung der physika.Iischcn Eigenschaften erzielt, während die Festigkeitszunahme bei der veredelten Legierung gemäß der Erfindung im Mittel 7,8 kg;'mm= bei einer Dehnungssteigerung im Mittel von ; Prozent beträgt, was einem Mehrwert der Festigkeit von ,; 5 Prozent und der Dehnung von 780 Prozent gegenüber den Werten der gleichen unveredelten I.egicrung entspricht. Außerdem tritt auch durch die Veredelung eine auffällige Veränderung der Bruchbeschaffenheit ein.The inventor succeeded in determining this, namely by refining the fertile layer in the molten state by means of treatment - with alkali fluorides. But this is not just a simple refining of the usual kind: - for the improvement in the liliv, ik <ilisclic # n I #: icusrliaftcn of the crude alloy far exceeds that which is observed in the ordinary h: lination of metals. In the majority of cases, although generally, only a slight increase in the physical properties is achieved, while the increase in strength in the case of the refined alloy according to the invention is on average 7.8 kg; mm = is percent, a value of the strength of,;; at a strain increase in the middle of corresponding to 5 percent, and the elongation of 780 percent compared to the values of the same unaltered I.egicrung addition, a striking change in ultimate texture passes through the processing a..

Die veredelten Legierungen sind leicht gießbar, und zwar ebensogut wie jede andere bekannte Aluminium-I-eglerung ; sie haben einen kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten als diese und ziehen sich bei der Abkühlung weniger zusammen; bei gleicher Dichtigkeit wie bekannte Aluminium-Legierungen haben sie größere Festigkeit und größere Dehnung, lassen sich leicht bearbeiten und sind billiger herzustellen.The refined alloys are easy to cast, and just as well like any other known aluminum regulator; they have a smaller coefficient of thermal expansion than these and contract less as they cool; with the same tightness like well-known aluminum alloys, they have greater strength and greater elongation, are easy to machine and cheaper to manufacture.

In Betracht kommen hauptsächlich Aluminium-Legierungen mit einem Siliciumgelialt von 5 bis etwa 20 Prozent,, wozu noch ge-1(#benenfalls kleine Beimen,-ungen anderer Metalle kommen können, wie z. 13. eine kleine Menge Eisen. Daß die letzterwähnten Metalle vorhanden oder nicht vorhanden sind, stellt keinen wesentlichen Punkt der Erfindung dar. Eine Legierung von Aluminium und Silicium in dem Verhältnis von uligefähr zu t, ohne Rücksicht darauf. ob noch ein kleinerer Betrag anderer Be:men,#ungc`il bis zu 2 Prozent vorhanden ist oder nicht, erweist sich als besonders brauchbar, obwohl jede Legierung, die einen Siliciumgehalt zwischen 8 und 15 Prozent hat, noch als gut verwertbar anzusehen ist.In consideration mainly aluminum alloys with a Siliciumgelialt from 5 to about 20 percent ,, which must be added ge-1 (#benenfalls small Beimen -ungen, other metals can occur, such. 13, a small amount of iron. The fact that the last-mentioned metals are present or not present, does not constitute an essential point of the invention. An alloy of aluminum and silicon in the ratio of about about t, regardless of whether a smaller amount of other amounts, # ungc`il up to 2 percent is present or not, proves to be particularly useful, although each alloy has a silicon content from 8 to 15 percent, is still considered to be easily recycled.

Die neue Legierung kann man durch Zu-Z, ihrer Bestandteile Herstellen. Die sich ergebende Legiening ist, wenn man sie sofort gießt, durch einen grobkörnigen, dunklen und kristallinischen Bruch gekennzeichnet und besitzt zicinlich schlechte physikalische Eigenschaften; die Zugfestig- ' keit liegt zwischen io und i,; kg auf den l,)uadratinilliineter, die Dehnung meist unter Prozent. Bevor inan daher die I-cgicrung in die ferti-c Forin gießt, behandelt iltan "i(` gcnt;i13 der Erfindung bei einer oberhalb des Schmelzpunktes @mlc;@cnen Temperatur mit einem :\lhaliluoricl oder finit einer :Mischung von Fluorick#n, von denen eins ein Alkali- ; flitorid sein 11lulä, oder mit einem Salzgemisch, damlndestens ein AIkalitluorid enthält, z. h.The new alloy can be produced through Zu-Z, its components. The resulting layer is, if you pour it immediately, through a coarse-grained, dark and crystalline fracture and has slightly bad ones Physical Properties; the tensile strength is between io and i ,; kg on the l,) uadratinilliineter, the elongation usually below percent. So before inan Pouring the I-cgicrung into the ferti- c forin, treated iltan "i (` gcnt; i13 of the invention at a temperature above the melting point @mlc; @cnen with a: \ lhaliluoricl or finite a: mixture of Fluorick # n, one of which is an alkali; flitorid its 11lulä, or with a salt mixture, at least contains an alkali metal fluoride, z. H.

Teile Natritunfluorid und 1 Teil Natriumchlorid. \'orzugsivcise benutzt man Natrium-Iltiorid als Basis lull ninlint (1.1\'(111 lilllld(`Ste'nS t Prozent von dem zu behandelnden Metall. Das Veredelungsverfahren ist niclft auf die Verwendung bereits fertig gebildeter Alkalilluoride beschränkt, vielmehr sind auch Mischungen von Stoffen verwendbar, die: in ihrem Zusammenwirken ein Fluorid ergeben. Die pulverisierte Verbindung wird finit einem Kohlenstab mit der geschmolzenen Metallinenge verrührt.Parts of sodium fluoride and 1 part of sodium chloride. \ 'orzugivcise used one sodium iltiorid as the base lull ninlint (1.1 \ '(111 lilllld (`Ste'nS t percent of the metal to be treated. The finishing process is not based on the use Already completely formed alkali metal fluorides are limited, rather mixtures are also possible can be used for substances which: when combined, produce a fluoride. The pulverized The compound is finitely mixed with the molten amount of metal using a carbon rod.

Wird nun die so behandelte Legierung gegossen, so stellt es sich heraus, daß ihr Bruch anstatt wie vorher grobkörnig, dunkel und glänzend, nunmehr feinkörnig, hell und dicht ist. Mit ihren physikalischen Eigenschaften ist eine weitgehende Umwandlung erfolgt; die Zugfestigkeit kann bis auf 2o kg'mm'und darüber steigen und die Dehnung auf über -, Prozent, meist 5 Prozent bis io Prozent. Der Guß verläuft glatt, dehnt sich bei der Erstarrung genügend aus, um die Formen genau auszufüllen, zieht sich bei 'Abkühlung weniger .zusammen als irgendeine andere Alumin'ium-Legierun g, ist frei von Blasen und Poren, kann leicht bearbeitet werden und nimmt leicht eine schöne und haltbare Politur an. Die Lenierung einet sich auch sehr gut für Sprltzguß, kann geschmiedet werden, läßt sich in Dralit ziehen und ist sehr .leitfällig.If the alloy treated in this way is cast, it turns out that that instead of being coarse-grained, dark and shiny as before, its break is now fine-grained, is bright and dense. With its physical properties is a far-reaching one Conversion takes place; the tensile strength can rise to 20 kg'mm 'and above and stretching to over. percent, usually 5 percent to 10 percent. The casting proceeds smooth, expands enough when solidified to fill the shapes exactly, contracts less when cooled than any other aluminum alloy g, is free of bubbles and pores, can be easily edited and picks up easily a nice and durable polish. Lening also unites very well for Injection molding, can be forged, can be drawn in Dralit and is very conductive.

Claims

PATENT CLAIMS: i. : \ luniinilun-I.egierun "s for constructive and others, in particular casting purposes, finite a silicon content of up to 20 percent, thereby - (- indicates that the following procedure has the following effect on the already created alloys: Without mechanical processing, such as rolling, drawing, hammering, etc., the alloys mentioned have already been through such a niclitmechan: sc'lirn finishing process, through which the structure is fine-grained in connection with the fine-grain size achieved in this way, an elongation of over 3 percent and strength properties are obtained which are higher than those of the ever equal percentage, unrefined. thus still coarser crystalline aluminum-silicon alloys.

2. Process for the refinement of Alulnllllilill-l.e @ ('Yntlg (`n lntt a silicon content over 5 percent. characterized by the treatment of the molten alloy with an alkali fluoride or a salt @@ rmi @ ch, the at least one alkali metal fluoride contains. ,;. - \ iisfüliruii; #foriii of the method according to claim 2, characterized in that that the association with a material is generally of such a combination set ; to or finite FluaAriden in the presence of: ilkall \ 'l`1'1) 111 (hllll`ll or alkali metals treated will cause an alkali fluoride to develop during treatment can form. .1. Embodiment of the method according to claim 2 and g, characterized marked. net that an Alk.2lifluorid or such -containing or suitable to form Substances in the aluminum alloy at a temperature that is above their melting point is stirred in, whereupon the alloy is cast immediately.