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Verfahren zum Reinigen von metallischem Magnesium oder seinen Legierungen
Zum Reinigen von Magnesium oder seinen Legierungen dienen üblicherweise Salzschmelzen,
die als Decke auf dem geschmolzenen -Gut schwimmen oder mit diesem Gut irgendwie
(beispielsweise durch Einrühren) in innige Berührung gebracht werden. Die Reinigungsmittel,
.die sich am besten bewährt haben, bestehen aus Chloriden oder Chlorverbindungen
.enthaltenden Stoffen. Brei Verwendung dieser Reinigungsmittel zeigt sich der Übelstand,
d,aß im. gereinigten Gut Reste von Chlioriden zurückbleiben. Trotzdem die Fachleute
durch viele Jahre bestrebt waren, diese Art von Reinigungsverfahren zu verbessern,
hat dieser Nachteil sich nicht völlig beseitigen lassen. Handelt es sich darum,
aus metallischem, chlorfreiem Gut geringe Anteile von andersartigen Verunreinigungen
nichtflüchtiger Natur zu entfernen, so bedeutet es schon leinen bedeutenden Nachteil,
wenn das Gut bei der Reinigung auch nur Spuren von Chloriden zurückhält.
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Die Erfindung schafft dadurch Abhilfe, daß das geschmolzene metallische
Gut mit Fluorverbindungen in Berührung gebracht wird, die bei der Schmelz- oder
Gießtemperatur verdampfen oder unter Entstehung mindestens eines gas- oder dampfförmigen
Bestandteils zersetzt werden. Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren werden also
Salze verwendet, die bei der Arbeitstemperatur nicht geschmolzen sind. Die Wirkung
kommt dadurch zustande, d.aß die aus den Fluörverbindungen .entwickelten Gase oder
Dämpfte die Ausscheidung der Verunreinigungen herbeiführen, wobei keinerlei unierwünschter
Rückstand vom Gut zurückgehalten wird.
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Zur Ausführung des Verfahrens besonders gut geeignete .chlorfreie
Fluorverbindungen sind die Silikofluioride (Metallsilikoflugride). Die Metallsalze
der Silikofluoiivasserst,o.ffsäure spalten beim Erhitzen das .gasförmige Siliciumtetrafluorid
(SiF4) ab, das sich in der metallischen Schmelze gleichmäßig fein verteilt, während
Metallfluorid urgeschmolzen zurückbleibt und sich auf der Schmelze als Decke ausbreitet.
Am besten hat sich die Verwendung von Magnesiumsilikofluorid (MgSiFF) bewährt, jedoch
sind z. B. auch das Natrium- und Aluminiumsilikofluiorid oder Schwermetallsalze
der Silikofluiorwassersto.ffs.äure für das Verfahren geeignet. In zweiter
Linie
kommen für das Verfahren die Metallborfluoride in Betracht. Ferner lassen sich gleichartige
Reinigungswirkungen mit neutralem oder saurere Ammoniumfluorid oder Salzen, die
Ammoniumfluiorid in komplexer Form gebunden enthalten (wie z. B. Amnapniumsilikofluorid),
oder -mit Gemischen von Ammoniumfluoriden erzielen. Das neutrale Ammoniumfluorid
verdampft schon bei Temperaturen tief unter dem Schmelzpunkt des Magnesiums, während
sich das saure Salz in der Hitze als weißer Rauch verflüchtigt; in beiden Fällen
ziehen die entstehenden Dämpfe wirbelnd durch die Schmelze hindurch. Das Ammoniumsilik,ofluorid
spaltet bei der Arbeitstemperatur gasförmiges Siliciumtetrafluorid ab und liefert
gleichzeitig Ammioniumfluoriddämpfe. Da die Gasentwicklung bei den Ammonsahexr sehr
stürmisch einsetzt, empfiehlt es sich, sie für sich allein nur für die Reinigung
von kleinstückigem Gut zu verwenden, mit dem sie vor dem Einsfetzen innig gemischt
werden können. Zur Reinigung von grobstückigern Moder stark schlackenhaltigem Gut
sind für sich allein nur die Metallsilikofluoride gut geeignet. In beiden Fällen
sind Gemische von Amm@oniumfluariden mit Metallborfluoriden oder mit Metallsilikotluoriden
für das Verfahren verwendbar, diese letzteren :sogar mit besonderem Vorteil.
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. Handelt es .sich um die Reinigung von großstückigem Gut, z. B. von
Blöcken joder Gußbruch, so müssen zwecks Herbeiführung des vollen Erfolges besondere
Vorkehrungen. getroffen werden, tun sicherzustellen, daß die Salze erst innerhalb
der zu reinigenden. Schmelze verdampft oder zersetzt werden. Zu diesem 'Zweck wird
das Reinigungsmittel beispielsweise unter möglichst vollständigem Luftausschluß
in Metalltuben (Aluminium-oder Magnesiumtuben) verpackt und in dieser Form, z. B.
durch rasches Untertauchen, in die Schmelze eingebracht.
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-In Reinigungsschmelzen haben Fluoride des Magnesiums, Calciums, Aluminiums
und ä.uderer Metalle zur Verdickung der Magnesiumchloridschmelze gedient. Ferner
sind auch Gemische von Alkaliflworiden und Magnesium:chlorid zur Verwendung als
Reinigungsschmelzen vorgeschlagen worden. Auf einem anderen Wege ist die Verbesserung
der Magnesiumchloridschm,elze durch Verwendung von Magnesiumfluorid an Stelle des
Magnesium,chlorids bei gleichzeitigem Zusatz einer geringen Mengte von ruefallischem
C.alciüm angestrebt worden.
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Ammoniumfluoride und Metallsilikofluoride stehen beim Gießen von Magnesium
und Magnesiumlegierungen in wassergebundene Formen, insbesondere grüne Sandformen,
im Gebrauche, um das metallische Gut vor dem Einfluß der Luft und dem Angriff der
in der Form entstehenden Wasserdämpfe zu schützen. Ferner ist vorgeschlagen worden,
zum Schutze von leicht joxydierbaren Me-, tallen, wie insbesondere Magnesium, die
Obere. flache de.s geschmolzenen Gutes mit einer `Gasatmosphäre zu überschichten,
die aus elementarem Fluor oder den 'Dämpfen einer Fluorverbindung besteht. Daß Fluorverbindungen
an Stelle von Salzschmelzen als Reinigungsmittel für Magnesium und seine Legierungen
mit Vorteil Verwendung finden können, ist bisher nicht erkannt worden. Ausführungsbeispiele
i. Mit Kohlenstoff und Magnesiumoxyd verunreinigte Kugeln (Granalien) aus Beinmagnesium,
wie sie bei der Verflüchtigung von auf .elektrothermischem Wege gewonnenem Magnesium
anfallen, werden mit i % ihres Gewichtes Magnesiumsiliciumfluorid innig gemischt
und m einem geschlossenen Eisentiegel zum Schmelzen erhitzt. Wähnend des Schmelzvorganges
zersetzt sich das Magne;siumsiliciumfluorid in Siliciumtetrafluorid und Magnesiirmfluorid.
` Das gasförmige SiliciumtetrafluoTid perlt durch die Schmelze und befreit diese
von den. angegebenen Verunreinigungen; gleichzeitig steigt das frei werdende Magnesiumfluorid
nach loben und breitet sich auf der Oberfläche der Schmielze aus.
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2. Zur Reinigung von Barren aus Reinm.agnesiiun wird eine Mischung
von 900/0 Magnesiumsilicitunfluorid und io % Ammsoniumsiliciumfluorid in einer Menge
von i % des Metallgewichtes verwendet. Diese Mischung wird möglichst dicht in eine
Magnesiumtube gepackt. Man erhitzt die Barren in einem geschlossernen Eisentiegel
.auf eine Temperatur knapp oberhalb des Schmelzpunktes und taucht sodann die Magnesiumtube
in das erhitzte Metallbad :ein, wobei die Schmelze gleichzeitig durchgerührt wird.
Die durch Zersetzung der Salze entstehenden Gase perlen durch das schmelzflüssige
Metall hindurch und befreien-es vollkommen von nichtmetallischen Einschlüssen, wie
Nitriden, Oxyden und Schlacken.
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3. In gleicher Weisse, wie in Beispie12 beschrieben, kann eine Mischung
von go % .Ma- . gnesiumsili-ciumfluorid und i o % Ammloniumfluorid beispielsweise
zur Reinigung von handelsüblichen Magnesiumlegiierungen Anwendung finden, in welchem
Fall es sich empfiehlt, mit größeren- Mengen (bis zu drei Hundertteilen vom Metallgewicht)
zu arbeiten. Die Mischung kann in eine Aluminiumtube eingepreßt werden.
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q.. Zur Reinigung von Schrott handelsüblicher Magn(#siumlegierungen
wird :eine Mischung
von 6o % Magnesiumsiliciumfluorid, 20% Natriumsiliciumfluorid,
i o % Amm@oniumsiliciumfluorid, 5% Ammioniumfluirid und 5% Ammoniumbifluorid in
einem Verhältnis von 2 : i oo des Metallgewichts, in eine Magnesiumtube oder Aluminiumtube
dicht gepackt, verwendet.