DE637030C

DE637030C - Process for the production of alloys of alkaline earth metals with lead or cadmium

Info

Publication number: DE637030C
Application number: DEC47352D
Authority: DE
Original assignee: CALLOY Ltd
Current assignee: CALLOY Ltd
Priority date: 1932-06-11
Filing date: 1932-12-29
Publication date: 1936-10-20

Description

Verfahren zur Herstellung von Legierungen der Erdalkalimetalle mit Blei oder Cadmium Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Legierungen der Erdalkalinietalle einschließlich des Magnesiums und Berylliums mit Blei oder Cadmium.Process for the production of alloys of the alkaline earth metals with Lead or Cadmium The invention relates to a method for producing alloys the alkaline earth metals including magnesium and beryllium with lead or Cadmium.

Blei und Cadmium legieren sich nicht leicht mit Aluminium, wenn sich beide Metalle in einem geschmolzenen Zustand befinden und eines neben dem andern vorhanden ist. Wenn z. B. geschmolzenes Blei einem Bad von geschmolzenem Aluminium zugesetzt wird oder Blei und Aluminium zusammengeschmolzen werden, bilden diese zwei Teile keine Legierung, sondern getrennte Schichten, die nicht in wesentlichem Maße ineinander auflösbar sind. Diese Eigenschaft wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung von Legierungen der Erdalkalimetalle mit Blei oder Cadmium benutzt.Lead and cadmium do not alloy easily with aluminum, though both metals are in a molten state and one next to the other is available. If z. B. molten lead in a bath of molten aluminum is added or lead and aluminum are melted together to form these two parts not an alloy, but separate layers that are not essential Dimensions are resolvable in one another. This property is in the method according to Invention for the production of alloys of alkaline earth metals with lead or cadmium used.

Nach einem früheren Verfahren der Erfinderin werden Legierungen der Erdalkalimetalle mit Aluminium (z. B. eine Calcium-Aluminium-, Strontium-Aluminium-Legierung usw.) durch Reduktion von Verbindungen der Erdalkalimetalle mittels Aluminiums in der Weise hergestellt, daß eine oder mehrere Verbindungen der Erdalkalimetalle in Stücken, die nicht unter z oder 112 mm Größe haben, in ein Bad von geschmolzenem Aluminium eingebracht werden, wodurch die Verbindung oder Verbindungen reduziert und die Erdalkali-Aluminium-Legierung gewonnen wird.According to an earlier method of the inventor, alloys are the Alkaline earth metals with aluminum (e.g. a calcium-aluminum, strontium-aluminum alloy etc.) by reducing compounds of the alkaline earth metals by means of aluminum in prepared in such a way that one or more compounds of the alkaline earth metals in Pieces not less than z or 112 mm in size in a bath of molten material Aluminum can be introduced, thereby reducing the connection or connections and the alkaline earth aluminum alloy is recovered.

Es wurde nun gefunden, daß, wenn eine Verbindung eines Erdalkalimetalls in einem Bade von geschmolzenem Aluminium (z. B. in der vorbeschriebenen Weise) reduziert und Blei oder Cadmium in geschmolzenem Zustand in die geschmolzene Aluminiumlegierung eingebracht wird, das Erdalkalimetall das Aluminium verläßt und -zu dem Blei oder Cadmium übergeht und sich mit demselben legiert.It has now been found that when a compound of an alkaline earth metal in a bath of molten aluminum (e.g. in the manner described above) reduced and lead or cadmium in a molten state into the molten aluminum alloy is introduced, the alkaline earth metal leaves the aluminum and -to the lead or Cadmium passes over and is alloyed with the same.

Das Verfahren zur Herstellung von Legierungen der Erdalkalimetalle mit Blei oder Cadmium nach der Erfindung, das auf dieser Beobachtung beruht, besteht " darin, daß in geschmolzenem Zustande eine Legierung von Erdalkalimetall oder Magnesium oder Beryllium mit Aluminium mit metallischem Blei oder Cadmium vermischt wird, daß man die Schmelze zwei Schichten bilden läßt und alsdann die Aluminiumschicht abtrennt.The process of making alloys of alkaline earth metals with lead or cadmium according to the invention based on this observation "in that in the molten state an alloy of alkaline earth metal or magnesium or beryllium is mixed with aluminum with metallic lead or cadmium, that the melt is allowed to form two layers and then the aluminum layer separates.

Es ist zu bemerken, daß die Legierungen durch das Verfahren nach der Erfindung nicht nur aus Erdalkalioxyden, sondern auch aus anderen Verbindungen der Erdalkalimetalle, z. B. aus Erdalkalisilikaten, erzeugt werden können.It should be noted that the alloys by the method according to the Invention not only from alkaline earth oxides, but also from other compounds of the Alkaline earth metals, e.g. B. from alkaline earth silicates can be generated.

Es ist vorgeschlagen worden, gewisse Metalle, besonders Erdalkalimetalle; in andere Metalle, die mit ihnen legierbar sind, dadurch einzuführen, da3 man eine Zwischenlegierung auf das zu legierende Grundmetall einwirken 'läßt, und zwar ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmetall- der Zwischenlegierung in dem Grundmetall der herzustellenden. Legierung nicht oder nur unwesentlich lösbar ist. So "soll z. B: Magnesium in Aluminium in der =Weise eingeführt werden; daß man eine Legierung von Magnesium mit Blei in geschmolzenem Zustande auf geschmolzenes Aluminium einwirken läßt, indes sind keine Einzelheiten über Versuche bekanntgeworden, aus denen hervorginge, welche Menge Magnesium auf diesem Wege in das Aluminium eingeführt wurde: Es wurde nun gefunden, daß, wenn man eine Magnesium-Blei-Legierung auf geschmolzenes Aluminium einwirken läßt, es nur möglich ist, etwa 2 % Magnesium in das Aluminium einzubringen, und daß ferner eine entsprechende Menge Blei eingeführt wird; so daß eine ternäre Legierung von Magnesium, Blei und Aluminium gebildet wird. Ebenso wurde im Falle des Calciums gefunden, daß nur - etwa o,5 % Calcium auf diesem Wege in das Aluminium eingeführt werden können, und zwar ist dies nur in der Weise möglich, daß eine ternäre Legierung gebildet wird, und sobald genüg end Calciun zur Bildung dieser ternären Legierung aus dem Blei herausgezogen ist; verläßt kein. weiterer merklicher Teil des Calciums das Blei, um in das Aluminium überzugehen. Indem Falle von Strontium und Barium wurde festgestellt, daß es überhaupt nicht möglich ist, mit Aluminium irgendeine merkliche Menge dieser Metalle aus ihren Bleilegierungen herauszuziehen. .It has been suggested that certain metals, particularly alkaline earth metals; to introduce other metals which can be alloyed with them by allowing an intermediate alloy to act on the base metal to be alloyed. Alloy is not or only insignificantly soluble. Thus, for example, magnesium is supposed to be introduced into aluminum in such a way that an alloy of magnesium with lead is allowed to act in a molten state on molten aluminum, but no details of experiments are known from which it emerged what amount of magnesium there was This way was introduced into the aluminum: It has now been found that if a magnesium-lead alloy is allowed to act on molten aluminum, it is only possible to introduce about 2 % magnesium into the aluminum, and that also a corresponding amount of lead so that a ternary alloy of magnesium, lead and aluminum is formed. In the case of calcium it has also been found that only about 0.5 % calcium can be introduced into the aluminum in this way, and this is only in It is possible for a ternary alloy to be formed, and once enough calcium has been extracted from the lead to form this ternary alloy; Another noticeable part of the calcium is the lead to pass into the aluminum. In the case of strontium and barium, it has been found that it is not at all possible to use aluminum to extract any appreciable amount of these metals from their lead alloys. .

Andererseits hat sich ergeben, daß, «renn Blei oder Cadmium in geschmolzenem Zustande mit einer Aluminium-Erdalkalimetall_-Legierung gemischt wird, das Blei in sehr kurzer Zeit :das Erdalkalimetall praktisch vollständig aus der Aluminiumlegierung herauszieht, nur mit der Ausnahme, daß bei Calcium und Magnesium infolge 'der Bildung -von stabilen ternären Legierungen, wie. vorstehend er-°/o wähnt, etwa 2 % Magnesium und etwa -0,5 Calcium in dem Aluminium bleiben.On the other hand, it has been found that if lead or cadmium is mixed in a molten state with an aluminum-alkaline earth metal alloy, the lead in a very short time: the alkaline earth metal is extracted practically completely from the aluminum alloy, with the exception of calcium and Magnesium as a result of the formation of stable ternary alloys such as. above mentioned that about 2 % magnesium and about -0.5 calcium remain in the aluminum.

Die- überraschende Beobachtung, daß, wenn Blei oder Cadmium in geschmolzenem Zustand einer Aluminium-Erdalkali-Legierung zugesetzt werden, das Blei oder das Cadmium die gesamte oder praktisch die gesamte Menge der Erdalkalimetalle aus dem Aluminium herauszieht, und daß dies ein nicht umkehrbarer Prozeß ist, hat zu einem technisch -wertvollen Verfahren zur Herstellung von Legierungen des Bleies mit Erdalkalimetallen geführt.The- surprising observation that when lead or cadmium is in molten State of an aluminum-alkaline earth alloy, the lead or the Cadmium contains all or virtually all of the alkaline earth metals from the Aluminum pulls out, and that this is an irreversible process, has to one technically valuable process for the production of alloys of lead with alkaline earth metals guided.

Die Erfindung soll nunmehr an der Hand von Beispielen näher beschrieben werden. Im Fall von Blei kann , .The invention will now be described in more detail by means of examples will. In the case of lead,.

a) das Aluminium allein zuerst geschmöl- .' zen werden. Alsdann wird Erddlkalirnetälloxyd in das Bad von geschmolzenem Aluminium gebracht und darin reduziert. Hierauf wird Blei in geschmolzenem oder anderm :,Zustand in das Bad der geschmolzenen Alu-@.in:iniumlegierung eingeführt, :"-b) Blei und Aluminium zusammen erhitzt @6der geschmolzen werden, oder das Blei wird zuerst zum Schmelzen erhitzt und dann das Aluminium zugesetzt, und hierauf werden die Erdalkalimetalloxyde eingeführt.a) the aluminum alone first melted. ' zen. Then will Erddlkalirnetälloxyd brought into the bath of molten aluminum and reduced therein. Thereupon lead, in a molten or other: state, is put into the bath of the molten Alu - @. In: inium alloy introduced,: "- b) lead and aluminum heated together @ 6der melted, or the lead is heated to melt first and then the Aluminum is added, and then the alkaline earth metal oxides are introduced.

c) Oder eine Erdalkalimetallegierung von Aluminium wird geschmolzen und geschmolzenes Blei zu der Schmelze zugefügt.c) Or an alkaline earth metal alloy of aluminum is melted and molten lead added to the melt.

Z. B. wurde auf diese Weise eine Calcium-Aluminium-Legierung, die io °/o Calcium enthielt, geschmolzen, und zwar bei etwa 7oo bis' iooo° C. Es wurde dann Blei bei etwa 35o° C geschmolzen und das geschmolzene Blei dem Bad der Legierung zugesetzt. Beim Ausgießen dieser Legierung wurde nach dem Abkühlen gefunden, daß zwei verschiedene Schichten vorhanden waren, oben eine, die im wesentlichen aus reinem Aluminium bestand, und eine 'Unterschicht, die aus Blei bestand, das 6,5 °/q Calcium enthielt und nur geringe Spuren von Aluminium aufwies.For example, a calcium-aluminum alloy that contained 10 per cent calcium, melted at about 700 to 1000 o C. It became Then lead is melted at about 35o ° C and the melted lead is added to the bath of the alloy added. When this alloy was poured after cooling, it was found that two different layers were present, above one that was essentially made up pure aluminum, and a 'sub-layer made of lead, the 6.5 ° / q contained calcium and had only slight traces of aluminum.

- In gleicher Weise wurde eine Strontium-Blei-Legierung hergestellt und auf diese Weise ein Strontiumblei von kristallinischer Struktur und einem Analysenbefund von 5,3 °/o Strontium erhalten.- A strontium-lead alloy was produced in the same way and thus a strontium lead of crystalline structure and an analytical result obtained from 5.3 per cent of strontium.

Auf demselben Wege wurde Bariumblei und Magnesiumblei mit 3 °/o Barium- bzw. 2 % Magnesiumgehalt hergestellt. Barium lead and magnesium lead with 3% barium and 2% magnesium content, respectively, were produced in the same way.

Für den Fall des Berylliums wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gegeben: Zu einem geschmolzenen Bad von Aluminium, das auf etwa iioo° C erhitzt wird, fügt ; mannatürlichenBeryll (3 Be0 #A12 03 # 6 Si 02) in Stücken oder Klumpen. Es ergab sich eine Metallmischung, die 2o °/o Silicium enthält, da die Kieselsäure des Berylls hierbei zu Silicium reduziert und dieses mit dem Aluminium legiert wird. Die Legierung zeigte eine stahlgraue Färbe. Behandelt man diese Legierung (Beryllium-Aluminium-Silicium) alsdann mit Cadmium in der oben beschriebenen Weise, so wird eine Legierung von Cadmium und Beryllium gebildet, wobei das Cadmium tanz spröde wird, woraus der Schluß zu ziehen ist, daß das Beryllium sich mit Cadmium verbunden hat.In the case of beryllium, an exemplary embodiment is given below given the invention: To a molten bath of aluminum, which is to about iioo ° C is heated, adds; man natural beryl (3 Be0 # A12 03 # 6 Si 02) in pieces or lumps. The result was a metal mixture containing 20% silicon, since the silicic acid of the beryl is reduced to silicon and this with the aluminum is alloyed. The alloy showed a steel gray color. Treats this alloy (Beryllium-aluminum-silicon) then with cadmium in the manner described above, thus an alloy of cadmium and beryllium is formed, the cadmium dancing becomes brittle, from which the conclusion can be drawn that beryllium and cadmium connected.

Es wurde festgestellt, daß die Wanderung des Erdalkalimetalls bzw. der Erdalkalimetalle in das Blei mit großer Schnelligkeit vor sich geht. So konnte z. B. wenige Minuten nach Zusatz: des Bleies die Schmelze abgegossen werden... .Es -wurde ferner gefunden, daß, weniL.reines- Aluminium eingeschmolzen arid .-Erdalltalirngtalloxyd in Brockenform (d. h. in Stücken und nicht als Pulver) zuge-' setzt wird und die Schmelze einige Stunden auf etwa i2oo° C. belassen wird, sich eine Legierung bildet und die Temperatur sich auf zwischen 700 und iooo° C senkt worauf das-Blei in diese geschmolzene Legierung eingegossen werden kann, so daß das ganze Verfahren in einem Arbeitsgang durchgeführt werden kann.It has been found that the migration of the alkaline earth metal or the alkaline earth metals into the lead proceeds with great rapidity. So could z. B. A few minutes after the addition of the lead, the melt is poured off ... It has also been found that, if the aluminum is less pure, it is melted and the earth's tallow oxide is added in lump form (ie in pieces and not as a powder) and the melt is left at about 1200 ° C for a few hours, an alloy is formed and the temperature drops to between 700 and 100 ° C, whereupon the lead can be poured into this molten alloy, so that the whole process in one Operation can be carried out.

Wenn eine Dreifachlegierung von Aluminium, Silicium und Erdalkalimetall mit Blei oder Cadmium behandelt wird, so wird das Erdalkalisilicid in der Legierung aufgebrochen, das Erdalkalimetall geht an das Blei oder Cadmium, und Silicium bleibt mit dem Aluminium zurück. Wird Cadmium an Stelle von Blei benutzt, so wird die Temperatur des Aluminiumlegierungsbades gesenkt, z. B. auf 7oo bis 8oo° C, und alsdann das Cadmium in geschmolzenem Zustand allmählich in dieses Bad eingegossen.When a triple alloy of aluminum, silicon and alkaline earth metal treated with lead or cadmium, the alkaline earth silicide becomes in the alloy broken up, the alkaline earth metal goes to the lead or cadmium, and silicon remains back with the aluminum. If cadmium is used instead of lead, the temperature becomes of the aluminum alloy bath lowered, e.g. B. to 700 to 8oo ° C, and then that Cadmium in a molten state gradually poured into this bath.

Das Verfahren nach der Erfindung kann auch mit mehr als einem Erdalkalimetall in der Aluminiumlegierung durchgeführt werden.The method according to the invention can also be carried out with more than one alkaline earth metal can be carried out in the aluminum alloy.

Die Menge des Bleies oder Cadmiums, das dem geschmolzenen Bad der Aluminiumlegierung zuzusetzen ist, hängt von der Beschaffenheit des Endmaterials, das man erhalten will, ab. So ist z. B. bei gleichen Gewichtsmengen von Aluminium und Blei der Gehalt von Calcium im Aluminium vor der Umsetzung etwa der gleiche wie in dem Blei nach der Umsetzung; während bei Verwendung °iner geringeren Beimischung von Blei in dem Blei sich ein höherer Gehalt an Calcium usw. findet.The amount of lead or cadmium added to the molten bath of the Aluminum alloy is to be added depends on the nature of the final material, that one wants to receive from. So is z. B. with the same weight of aluminum and lead the content of calcium in aluminum before the reaction is about the same as in the lead after implementation; while when used in a lower admixture of lead in which lead there is a higher content of calcium, etc.

Claims

PATRENT CLAIMS: - 'i. Process for the production of alloys the alkaline earth metals including magnesium and beryllium with lead or cadmium, characterized in that a molten alloy consisting of alkaline earth metal or magnesium or beryllium and aluminum is mixed with lead or cadmium, that the melt is allowed to form two layers and then the aluminum layer separates.

2. The method according to claim i, characterized in that connections the alkaline earth metals or magnesium and beryllium in coarse pieces or grains added to a molten aluminum; .and that of the molten aluminum alloy Lead or cadmium is added.

3. The method according to claim 2, characterized in that that the melt of alkaline earth metal oxide and pure aluminum lasts for a few hours i2oo ° C and after formation of the aluminum alloy the temperature to 70o to iooo ° C is lowered, whereupon the lead or cadmium in molten or granular State is brought in with good distribution.