DE646606C

DE646606C - Verfahren zum Desoxydieren von aluminiumhaltigen Legierungen

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Publication number: DE646606C
Application number: DEK139167D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-09-07
Filing date: 1935-09-04
Publication date: 1937-06-18

Description

Verfahren zum Desoxydieren von aluminiumhaltigen Legierungen Unter Beachtung des Umstandes, daß Aluminiumverbindungen ein Drittel der gesamten Erdoberfläche ausmachen und daß dagegen besonders auf dem europäischen Festlande andere Metalle bzw. deren Metallverbindungen, als die von Eisen, Blei und Zink, nicht in größeren Mengen gefunden werden, ist es ohne weiteres klar, daß für die Zukunft das Aluminium eine überragend wichtige Bedeutung für die metallverarbeitende Industrie, insbesonders auf dem europäischen Festlande, haben wird. Gewisse Aluminium. enthaltende Legierungen, in denen Metalle enthalten sind, deren Schmelzpunkt höher als 85o° liegt, haben hervorragende physikalische Eigenschaften und sind sehr vielen chemischen Einflüssen gegenüber äußerst widerstandsfähig.
Besonders hervorragend gute Eigenschaften in physikalischer und chemischer Hinsicht haben beispielsweise..Aluminiumbronzen, bestehend aus Kupfer und Aluminium, mit vorwiegendem Kupfergehalt. Hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften kann man Aluminiumbronzen erzeugen, die von größter Dehnbarkeit sind oder größte Härte aufweisen oder große Dehnbarkeit mit großer Härte vereinen. Solche Bronzen sind schmiedbar und auch im kalten Zustand biegbar. Hinsichtlich der chemischen Eigenschaften übertrifft die Widerstandsfähigkeit der Aluminiumbronzen gegen chemische Einflüsse alle ähnliche Metallmischungen. Der Angriff von mineralischen oder organischen Säuren, von Schwefel, Ammoniak, Chlor, Alaun, Sulfrtlaugen, Meerwasser, alkalischen Flüssigkeiten üsw., ist als sehr gering zu bezeichnen gegen den Angriff, den genannte Chemikalien auf andere Bronzen ausüben. In. Anbetracht dessen, daß bei Herstellung der jetzt allgemein verwendeten Zinnbronzen das teure Zinn aus dem Auslande bezogen werden muß, wirft sich die Frage auf, warum an Stelle dieser teueren Zinnbronzen nicht die in jeder Hinsicht besseren und billigeren Aluminiumbronzen für Abgüsse aller Art verwendet werden, außer in Form von gewalzten, gezogenen oder gespritzten Materials.
Der Grund liegt darin, daß es bisher noch nicht gelungen ist, im Dauerbetriebe Aluminiumlegierungen von g1 eichmäßig emGefüge, insbesondere Aluminiumbronzen, zu erschmelzen und einwandfrei in Sand- oder Metallformen zu vergießen, und zwar aus folgenden Gründen: Wird die Schmelze nicht überhitzt, so tritt, wenn Metalle mit einem Schmelzpunkt von über Soo° C beigesetzt werden, eine ungleichmäßige Mischung der Komponenten ein; wird dagegen die Schmelze überhitzt, so werden die Abgüsse blasig, abgesehen davon, daß sich Überhitzungen von Schmelzen im Fabrikationsbetriebe auch bei größter Aufmerksamkeit nicht immer vermeiden lassen. Es ist also absolut notwendig, daß Aluminiumlegierungen, in denen sich Metalle befinden, deren Schmelzpunkt über 800° liegt, überhitzt werden, da sonst eine

ungleichmäßige Legierung entsteht, die@ri<

Sandguß ein ungleichmäßiges, zud14w` -

grob kristallinisches Gefüge aufweist;

von ungleicher Festigkeit und Dichte i t,

während beim Überhitzen der Schmelze die gebildete Legierung, erfindungsgemäß behandelt, auch in Sandformen vergossen ein feinkörniges, stahlähnliches Bruchgefüge zeigt und die Abgüsse von gleichmäßiger Festigkeit und gleichmäßigem Gefüge sind, während bei Nichtanwendung des gegenständlichen Verfahrens mir von Blasen durchsetzte Abgüsse erzielt werden können. Bekannterweise wird bei Überhitzung solcher Schmelzen hauptsächlich das Kupfer, aber es werden auch die anderen Legierungskomponenten, deren Schmelzpunkt über und unter 8oo° liegt, und die sich entweder gewollt oder ungewollt in der Legierung befinden, oxydiert. Diese so entstandenen Verbindungen bleiben während des Gießens zum Teil im Schmelzfluß und unterbinden so das Gefüge der Legierung. Teile dieser Verbindungen zersetzen sich beim Erstarren der Legierung in der Form; die so entstandenen Gase können nur teilweise entweichen und verursachen in den Abgüssen Hohlräume, obzwar man annehmen sollte, daß beispielsweise im Sinne der »Goldschmidtsche Thermitreaktion« solche Verbindungen in Legierungen, die Aluminium enthalten, unmöglich sind. Es scheint tatsächlich nach Überhitzung solcher Aluminiumbronzen und Legierungen, daß das Aluminium sich in der überhitzten Legierung passiv verhält, denn sonst wäre eine Oxydation der in der Legierung befindlichen Komponenten, da ja die sich bildenden Oxyde sofort wieder durch das Aluminium reduziert werden mußten, unmöglich, und es könnte somit keine Blasenbildung eintreten.
Als Begründung dieser seiner Ansicht verweist der Erfinder wegen der schlechten Vergießbarkeit solcher überhitzter Legierungen in Sand- und Metallformen, insbesondere der Aluminiumbronzen, auf das Buch »Aluminium und Aluminiumlegierungen« von der Aluminiumindustrie A. G., Neuhausen, erschienen bei Mayer & Co., Schaffhausen 1913, S. 2z und 23, wo von der Herstellung von Abgüssen aus solchen Legierungen abgeraten wird.
Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet ein Herstellungsverfahren, wobei die Schmelze über die Gießtemperatur, die etwas höher liegt als die Schmelztemperatur, überhitzt wird. Das Verfahren wird wie folgt durchgeführt: Der Schmelzeinsatz wird auf irgendeine Weise niedergeschmolzen, sodann überhitzt. Hierauf wird die Schmelze, sobald sie gießfertig ist, durch eine geringe .-lenge Aluminium, die genügt, um sämtliche r in der Schmelze befindlichen Oxyde zu desöi#ydieren, gereinigt, und zwar auf dieselbe °.-bV,eise wie bisher beispielsweise Zinnbronzen durch Phosphorzinn und Phosphorkupfer gereinigt werden. Also dieses zum Schluß kurz voi dem Guß in die Legierung eingebrachte Aluminium hat nicht die passiven Eigenschaften des in der überhitzt gewesenen Schmelze befindlichen Aluminiums, sondern arbeitet vollständig aktiv als Desoxydationsmittel, so daß nach erfolgter Reinigung die entstandene Schlacke A1, 0s auf dem Schmelzbad schwimmt und somit der Sauerstoff den Oxyden, wie beispielsweise Cu O, CrpOs, Mn203 usw., entzogen worden ist und die desoxydierten Metalle rein in der Legierung verbleiben. Nun kann die Schmelze blasenfrei vergossen werden. Ein Überschuß an Aluminium, welches erfindungsgemäß als Desoxydationsmittel angewendet wird, ist ohne jeden Schaden. Auf diese erfindungsgemäße Weise kann man einwandfreie Abgüsse mit feinkörnigem, stahlähnlichem Bruch-' gefüge in Sand- und Metallformen herstellen, wobei die so hergestellten Abgüsse eine gleichmäßige Festigkeit und ein gleichmäßiges Gefüge aufweisen.
In vielen Fällen ist es nicht notwendig, mit Vorlegierungen zu arbeiten, da schon der erste Einsatz, bestehend aus den einzelnen Komponenten, erfindungsgemäß erschmolzen und vergossen, Gußstücke ergibt, die ein gleichmäßiges Gefüge und eine gleichmäßige Festigkeit haben. Auch können mit gutem Erfolg Altmetalle verwendet werden.
Um zu vermeiden, daß beim Gießen aus der Gießpfanne in die Form der Strahl des flüssigen Metalls oxydiert, wird man bei besonders schwierigen Abgüssen die Form in bekannter Weise mit einem inerten Gas füllen, beispielsweise mit Kohlensäure, so daß eine Oxydation des in die Form eintretenden flüssigen Metalls nicht stattfinden kann, wodurch Fehlgüsse vermindert werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Desoxydieren von aluminiumhaltigen Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze überhitzt und dieser vor dem Guß so viel Aluminium rein oder legiert zusetzt, daß die im Bade entstandenen Oxyde durch das zugesetzte Aluminium desoxydiert werden, wobei Aluminium im Überschuß genommen werden kann.