Verfahren zur Herstellung von Beryllium enthaltenden. Legierungen
Zusatz zum Patent 729 806 Gegenstand des Hauptpatents 729 8o6 ist
ein Verfahren zur Herstellung von Berylliumlegierungen, bei dem feste Gemische von
Berylliumchlorid, Magnesium und dem mit dem Beryllium =legierenden Metall, vorteilhaft
in Form von Preßkörpern, durch fortschreitende Temperatursteigerung bis zur Reaktion
und weiter bis mindestens auf den Schmelzpunkt der herzustellenden Legierung erhitzt
werden. Im Gegensatz zu bekannten Verfahren wird also dort die zu reduzierende Berylliumverbindung
mit dem Reduktionsmittel nicht dadurch zur Reaktion gebracht, daß man entweder das
letztere, gegebenenfalls zusammen mit dem mit dem Beryllium zu legierenden Schwermetall,
in eine Schmelze der zu reduzierenden Berylliumverbindung einträgt oder umgekehrt
das zu reduzierende Berylliumsalz einer vorbereiteten Schmelze des Reduktionsmittels,
die gegebenenfalls auch bereits das mit dem Beryllium zu- legierende Metall in Form
einer Legierung enthält, zuführt, sondern es wird ein inniges Gemenge von Berylliumehlorid
und dem Reduktionsmittel Magnesium als Ganzes auf Reaktionstemperaturen gebracht.
Der Hauptvorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die sonst beobachtete weitgehende
Verflüchtigung des Beryllium-Chlorids unterdrückt oder doch mindestens weitgehend
verringert wird.Process for the production of beryllium containing. Alloys additional patent 729,806 subject of the main patent 729 8o6 is a method for the production of beryllium, wherein said solid mixtures of beryllium, magnesium, and the alloying with the beryllium = metal, advantageously in the form of pressed bodies, by a progressive rise in temperature up to the reaction and further heated to at least the melting point of the alloy to be produced. In contrast to known methods, there the beryllium compound to be reduced is not caused to react with the reducing agent in that either the latter, optionally together with the heavy metal to be alloyed with the beryllium, is introduced into a melt of the beryllium compound to be reduced, or vice versa The reducing beryllium salt is fed to a prepared melt of the reducing agent, which may also already contain the metal to be alloyed with the beryllium in the form of an alloy, but an intimate mixture of beryllium chloride and the reducing agent magnesium as a whole is brought to reaction temperatures. The main advantage of this process is that the extensive volatilization of beryllium chloride, which is otherwise observed, is suppressed or at least largely reduced.
In Fortbildung des Verfahrens des Hauptpatents wurde nun gefunden,
daß die beschriebene Arbeitsweise ganz allgemein von Vorteil für die Herstellung
von Beryllium enthaltenden Legierungen durch Reduktion des Berylliums aus beliebigen
flüchtigen Verbindungen desselben mit Hilfe des Magnesiums und der Erdalkalimeialle
in Gegenwart des mit dem Ber$alium zü legierenden Metalls ist. Ob im Einzelfalle
eine reduzierbare Berylliumverbindung im Sinne der vorliegenden Erfindung als eine
flüchtige zu bezeichnen ist, hängt von ihrem Verhalten bei derjenigen Temperatur
ab, bei der die berylliumhaltige Legierung durch Vereinigung des gebildeten Berylliums
mit dem zu legierenden Metall entsteht. Das heißt also, daß beispielsweise Natrium-Beryllium-Fluorid,
das erst bei Temperaturen oberhalb etwa r2oo' einen erheblichen Dampfdruck zeigt,
in bezug auf die Herstellung von berylliumhaltigen Aluminium- und auch Kupferlegierungen
zwar als eine nicht flüchtige
Berylliumverbindung anzusehen ist,
daß es aber für die Herstellung von Beryllium-Nickel- und Beryllium-Eisen-Legierungen
als flüchtige #Berylliumverbindung anzusprechen ist. Das Beryliiumchlorid dagegen,
das bereits bei einer Temperatur von 43o° in erheblichem Umfange flüchtig ist, ist
bezüglich aller in Frage kommender Legierungsmetalle als eine flüchtige Berylliurnverbindung
zu betrachten, da die Temperaturen der Bildung dieser Legierungen stets oberhalb
der Verflüchtigungstemperatur des Berylliumchlorids liegen. Endlich ist Berylliunzfluorid,
da bei Temperaturen oberhalb etwa 8oo° flüchtig, beispielsweise bei der Herstellung
von Beryllium-Kupfer- und Beryllium-Nickel-Legierungen eire flüchtige Berylliumverbindung
im Sinne der Erfindung.In a further development of the process of the main patent it has now been found
that the procedure described is generally advantageous for the production
of beryllium-containing alloys by reducing the beryllium from any
volatile compounds of the same with the help of magnesium and alkaline earth alloys
is in the presence of the alloying metal with the ber $ alium. Whether in individual cases
a reducible beryllium compound within the meaning of the present invention as a
volatile depends on their behavior at that temperature
from, in which the beryllium-containing alloy by combining the beryllium formed
with the metal to be alloyed. That means, for example, that sodium beryllium fluoride,
which only shows a considerable vapor pressure at temperatures above about r2oo ',
in relation to the production of beryllium-containing aluminum and copper alloys
as a non-volatile one
Beryllium compound is to be considered,
but that it is used for the production of beryllium-nickel and beryllium-iron alloys
is to be addressed as a volatile beryllium compound. The beryllium chloride, on the other hand,
which is already volatile to a considerable extent at a temperature of 43o °
with respect to all of the alloying metals in question as a volatile beryllium compound
to be considered, since the temperatures of the formation of these alloys are always above
the volatilization temperature of the beryllium chloride. Finally there is beryllium fluoride,
since volatile at temperatures above about 8oo °, for example during manufacture
Beryllium-copper and beryllium-nickel alloys are a volatile beryllium compound
within the meaning of the invention.
Der Vorteil des neuen Verfahrens gegenüber der Eintragung - der zu
reduzierenden Berylliumverbindung in das geschmolzene Reduktionsmittel oder umgekehrt
der Einträ,-gung des *letzteren in -die geschmolzene Berylliumverbindung besteht
darin, daß die sonst beobachteten erheblichen Verluste an Beryllittm durch Verflüchtigung
der zu seiner Gewinnung dienenden - Verbindung wesentlich verringert werden. Dies
ist dadurch bedingt, daß die an der Reaktion teilnehmenden Komponenten, das sind
also die reduzierbare Berylliumverbindung, das Reduktionsmittel und das finit dem
Beryllium zu legierende Metall, bei der Arbeitsweise gemäß Erfindung überall in
innigster Berührung miteinander vorliegen. Unter diesen Umständen ist aber die ReaktiansgeschWindigkeit
wesentlich größer als die Verdampfungsgeschwindigkeit der in Frage kommenden Berylliumverbindungen.
Da jedoch der Feinverteilung und Innigkeit der Verrnischüng - der Reaktionsteilnehmer
eine technische Grenze gesetzt ist, werden die mit der Erfindung verknüpften Vorteile
in, der Praxis nur dann erreicht, wenn die durch die Art des verwendeten Reduktionsmittels
be--stimmte Wärmetönung der Reaktion nicht so groß ist, daß sprunghaft Reaktionstemperaturen
erreicht werden, die wesentlich über dein Schmelzpunkt der herzustellenden Legierung
liegen. In diesem Sinne ist beispielsweise metallisches Natrium als Reduktionsmittel
:ungeeignet, während Magnesium und die Erdalkalimetalle sowie ihre Legierungen untereinander-
wegen -der bei ihrer Verwendung geringeren Wärmetönung der Reaktion geeignete Reduktionsmittel
darstellen.The advantage of the new procedure over registration - the too
reducing beryllium compound into the molten reducing agent or vice versa
the introduction of the latter into the molten beryllium compound
in the fact that the otherwise observed considerable losses of beryllite through volatilization
the connection used to extract it - can be significantly reduced. this
is due to the fact that the components participating in the reaction are
So the reducible beryllium compound, the reducing agent and the finite dem
Beryllium to be alloyed metal, in the operation according to the invention everywhere in
intimate contact with each other. Under these circumstances, however, the rate of reaction is
much greater than the rate of evaporation of the beryllium compounds in question.
However, because of the fine distribution and intimacy of the mixture - the reactants
If a technical limit is set, the advantages associated with the invention become
in, in practice only achieved if that is due to the nature of the reducing agent used
Certain exothermicity of the reaction is not so great that reaction temperatures jump
can be achieved that are significantly above the melting point of the alloy to be produced
lie. In this sense, for example, metallic sodium is used as a reducing agent
: unsuitable, while magnesium and the alkaline earth metals and their alloys
because of the lower heat emission of the reaction when they are used, suitable reducing agents
represent.
Die Vorteile des Verfahrens zeigen sich ohne Rücksicht darauf, ob
die festen innigen Gemenge von reduzierbarer Berylliumverbindung; Reduktionsmittel
und dem mit dem Beryllium zu legierenden Metall unmittelbar in-einemReaktionsgefäß
erhitzt oder aber, ob sie beispielsweise in Form von Preßlingen, in eine inerte
Salzschmelze eingetragen werden. Ebenso ist es möglich und unter Umständen auch
zweckmäßig, das Reduktionsmittel und das mit dem Beryllium zu legierende Metall
statt einzeln, in an sich bekannter Weise in Form einer Legierung für die Herstellung
der Gemenge zu verwenden, wobei in diesem Falle die Legierung in Form eines Pulvers
oder von Spänen zur Anwendung kommt. Endlich ist es ebenso wie . beim Verfahren
des Hauptpatents unter Umständen zweckmäßig, dem Reaktionsgemisch Salze zuzusetzen,
die den Schmelzpunkt der sich bei der Reduktion bildenden Magnesium- und bzw. oder
Erdalkaliverbindungen erniedrigen. Beispiele i. Ein in die Form von Preßlingen übergeführtes
inniges Gemenge, bestehend aus 314 Gewichtsteilen BeF2 (etwa 16,95 % Be enthaltend
= 53,2 Gewichtsteile Be), i io Gewichtsteilen Ca C12, 494 Gewichtsteilen
Mg-Cu-Legierung. (29,20/a Mg enthaltend = 144 Gewichtsteile Mg) wurde in einen auf
etwa iioo° erhitzten Graphittiegel fortlaufend eingetragen. Die entstandene Schmelze
wurde io Minuten gerührt und das Metall anschließend vom Salzrückstand abgegossen.
Die erhaltene Legierung (387 Gewichtsteile) enthielt io,z % Be. Dies entspricht
einer Berylliumausbeute von 73,3 %-2. Zwecks Herstellung einer etwa 5 0/0 Be enthaltenden
Beryllium - Nickel - Legierung wurde ein brikettiertes Gemisch von 545 Gewichtsteilen
-wasserfreiem Natriumberylliumfluorid (durch Aufschluß von Beryll mit- Natriumsilikofluorid
erhalten), i 4o-Gewichtsteilen einer Magnesium-Nickel-Legierung (Mg: Ni =
i : i) in Form von -Spänen, ' 405 Gewichtsteilen Nickel-Grieß in einen auf etwa
124o° erhitzten Tiegel eingetragen. Nach vollständiger Verflüssigung des Inhalts
wurde umgerührt und vergossen.The advantages of the process show themselves regardless of whether the solid intimate mixture of reducible beryllium compound; The reducing agent and the metal to be alloyed with the beryllium are heated directly in a reaction vessel or, for example, in the form of compacts, are introduced into an inert molten salt. It is also possible and in some cases also expedient to use the reducing agent and the metal to be alloyed with the beryllium instead of individually in a known manner in the form of an alloy for the production of the mixture, in which case the alloy is in the form of a powder or swarf is used. Finally it's just like. in the process of the main patent it may be expedient to add salts to the reaction mixture which lower the melting point of the magnesium and / or alkaline earth compounds formed during the reduction. Examples i. An intimate mixture converted into the form of compacts, consisting of 314 parts by weight of BeF2 (containing about 16.95% Be = 53.2 parts by weight of Be), 10 parts by weight of Ca C12, 494 parts by weight of Mg-Cu alloy. (Containing 29.20 / a Mg = 144 parts by weight of Mg) was continuously added to a graphite crucible heated to about 100 °. The resulting melt was stirred for 10 minutes and the metal was then poured off from the salt residue. The alloy obtained (387 parts by weight) contained 10.2% Be. This corresponds to a beryllium yield of 73.3% -2. In order to produce a beryllium-nickel alloy containing about 50/0 Be, a briquetted mixture of 545 parts by weight of anhydrous sodium beryllium fluoride (obtained by digestion of beryl with sodium silicofluoride), 14 parts by weight of a magnesium-nickel alloy (Mg: Ni = i: i) entered in the form of chips, 405 parts by weight of nickel grit in a crucible heated to about 124o °. After the contents had completely liquefied, the mixture was stirred and poured.
3: Ein zu Formlingen verpreßtes Gemisch von 6oo Gewichtsteilen Berylliumchlorid,
Zoo Gewichtsteilen Natriumchlorid und 2o6 Gewichtsteilen einer Caleium-Magnesium-Legierung
(etwa 18 0% Ca enthaltend) wurde zusammen mit ioo9 Gewichtsteilen Kupferspänen in
einen unbeheizten Tiegel eingesetzt. Durch langsames Einbringen des gefüllten Tiegels
in einen auf . etwa i2oo° erhitzten Ofen wurde das Einsatzgemisch allmählich : bis
zur Reaktionstemperatur und schließlich bis zum Zusammenschmelzen erhitzt. Eine
Verdampfung
an Berylliumchlorid'war nicht zu bemerken. Es wurde eine aus wichtsteilen bestehende
beryiliumhaltige Kupferlegierung mit 6,o % Beryllium erhalten. 95,9 °/o des
mit dem Reaktionsgemisch eingesetzten Berylliums hatten sich mit dem Kupfer legiert.3: A mixture of 600 parts by weight of beryllium chloride, zoo parts by weight of sodium chloride and 2o6 parts by weight of a calcium-magnesium alloy (containing about 180% Ca), pressed into moldings, was placed in an unheated crucible together with 100 parts by weight of copper shavings. By slowly bringing the filled crucible into one. In an oven heated to about 1200 °, the feed mixture was gradually heated up to the reaction temperature and finally until it melted together. Evaporation of beryllium chloride was not to be noticed. A beryllium-containing copper alloy with 6.0 % beryllium was obtained. 95.9% of the beryllium used with the reaction mixture had alloyed with the copper.