DE756335C

DE756335C - Verfahren zur Herstellung von Magnesium-Zirkon-Legierungen

Info

Publication number: DE756335C
Application number: DEI62849D
Authority: DE
Inventors: Franz Dr Sauerwald
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1938-11-09
Filing date: 1938-11-09
Publication date: 1953-02-16

Description

Verfahren zur Herstellung von Magnesium-Zirkon-Legierungen Bei der Herstellung von zirkonhaltigen Magnesiumlegierungen, sei es nun durch unmittelbare Einführung von Zirkenmetall in geschmolzenes Magnesium oder durch Reduktion von Zirkonsalzen, ist es bisher selbst unter Zuhilfenahme der bei der Einführung von mit - dem Magnesium schwierig zu legierender Metalle sonst, üblichen Maßnahmen nicht gelungen, Zirkongehalte von mehr als etwa 2 % im Magnesium zu erreichen, und zwar selbst dann nicht, wenn man die Temperatur der Schmelzen bis nahe an den Siedepunkt des Magnesiums erhöhte. Auf Grund der durch bisher unveröffentlichte «Versuche gewonnenen Erkenntnis, daß im festen Zustand eine mit der Temperatur steigende Löslichkeit des Zirkons im Magnesium besteht, werden erfindungsgemäß echte Legierungen des Magnesiums mit höheren Zirkongehalten durch Diffundieren von Zirkon im festen Zustand in Magnesium hergestellt. Bleche aus reinem Magnesium werden z. B,. in an sich bekannter Weise in Zirkonpulver eingebettet und während längerer Zeit bei Temperaturen behandelt, die nur wenig unterhalb des Schmelzpunktes des reinen Magnesiums liegen. Auf diese Weise gelingt es, Legierungen zu erzeugen, die bis zu etwa 4% Zirkon, und zwar in fester Lösung, im Magnesium enthalten.
Das genannte Zementationsverfahren ist nun aber für die Herstellung von Magnesium-Zirkon-Legierungen in technischem Maßstab aus wirtschaftlichen Gründen nicht geeignet. Erfindungsgemäß wird daher zwecks Herstellung von Legierungen des Magnesiums mit Zirkon in Form von Stücken beliebiger Größe und Gestalt zunächst eine Suspension von elementarem Zirkon in geschmolzenem Magnesium hergestellt und diese durch rasche Abkühlung in den festen Zustand übergeführt, so daß die Suspension von Zirkon in Magnesium auch im festen Zustand erhalten bleibt. Anschließend wird dann das Werkstück einer langdauernden Glühung bei hohen Temperaturen, z. B. bei 60o°, ausgesetzt, wodurch die Diffusion des in dem Magnesium suspendierten Zirkons in das erstere unter Bildung einer echten Legierung erfolgt.
Die gleiche Wirkung wird erreicht, wenn man in das geschmolzene Magnesium bzw. in die geschmolzene Magnesiumlegierung Zirkonpulver einrührt, die Mischung anschließend bis wenig oberhalb der Temperatur des Soliduspunktes abkühlt und sie bei dieser Temperatur längere Zeit unter kräftigem Umrühren des Kristallbreis hält. Im Anschluß wird dann bis zur völligen Erstarrung abgekühlt und zweckmäßig nochmals dicht unterhalb des Soliduspunktes während einiger Zeit geglüht.
Die Herstellung der Suspension von elementarem Zirkon in geschmolzenem Magnesium kann sowohl dadurch erfolgen, daß man feinstverteiltes Zirkonmetall in das geschmolzene Magnesium einrührt, als auch dadurch, daß man durch Einführung von Zirkonsalzen in das geschmolzene Magnesium das Zirkon erst in dem letzteren durch Reduktion zur Entstehung bringt.
Das Verfahren eignet sich insbesondere auch zur Herstellung von zirkonreich-en @@ Magnesium-Zirkon-Vo,rlegierungen. Beispiele 1. 15 kg reinen 1VIagnesiums werden geschmolzen und bei einer Temperatur von etwa 700°' 1,2 kg Zirkonpulver in die Legierung eingerührt. Die. Suspension wird unter dauerndem Rühren unmittelbar bis zum Zeitpunkt des Ausgießens unter schroffer Abschreckung in Eisenformen vergossen. Anschließend werden die gegossenen Blöcke in einen Glühofen gebracht und dort i 12 Stunden bei 62o° geglüht. Die so behandelte Legierung weist einen Gehalt von 3,68% gelöstem Zirkon auf. 2. 15 kg reinen Magnesiums «-erden mit 1,5 kg Zirkonpulver verrührt und auf 65o° abgekühlt. Bei dieser Temperatur wird das Rühren des Kristallbreis während 2 Stunden noch fortgesetzt. Anschließend wird auf 645° abgekühlt, wobei die Legierung vollständig erstarrt. Die Legierung wird dann bei dieser Temperatur nochmals 4 Tage lang geglüht; sie enthält alsdann 4,52% an gelöstemZirkon, während .I,330/0 ungelöst verbleiben.
Die Herstellung von Legierungen durch Diffundieren eines festen Metalls in ein anderes ist zwar an sich bekannt. Es war dagegen weder bekannt, daß Magnesium-Zirkon-Legierungen, die mehr als 2% Zirkon in fester Lösung enthalten, überhaupt_ existieren, noch auch, daß solche Legierungen, die nach den üblichen Verfahren überhaupt nicht hergestellt werden können, gerade und nur mit Hilfe des Diffusionsverfahrens erzeugt werden können.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Legierungsbildung von Metallen durch Diffusion dadurch zu begünstigen, daß man die gepulverten Metalle durch Vermischung und Verpressung unter Anwendung eines hohen Drucks in eine innige Berührung miteinander brachte.
Nach einem weiteren Verfahren werden Legierungen, die nicht im Gleichgewicht erstarrt sind, also einen heterogenen Bestandteil enthalten, dadurch in den Gleichgewichtszustand übergeführt, daß man sie nach erfolgter Kristallisation längere Zeit bei einer Temperatur hält, welche dein dieser Konzentration entsprechenden Punkt der Soliduskurve möglichst nahe liegt oder ihn vielleicht um einige Grade überschreitet. Bei diesem bekannten Verfahren findet jedoch eine Kristallisation der sämtlichen Legierungsbestandteile aus einer homogenen Schmelze statt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Magnesium-Zirkon-Legierungen, die mehr als 2 % Zirkon in fester Lösung enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man Zirkon in festem Zustand in Magnesium diffundiert.
2. Verfahren nach Anspruch i, dahin weiter ausgebildet, daß man eine Suspension von Zirkon in geschmolzenem --L%Iagnesium rasch zur Erstarrung bringt und die erstarrte Suspension bei hohen Temperaturen, zweckmäßig beietwa 6oo°,einer langdauernden Glühung unterwirft.
3. Verfahren nach Anspruch i, dahin weiter ausgebildet, daß man eine Suspension von Zirkon in geschmolzenem Magnesium bis zur teilweisen Kristallisation des Magnesiums abkühlt und den Kristallbrei längere Zeit unter kräftigem Umrühren bei dieser Temperatur hält, worauf das Erzeugnis anschließend bis wenig unterhalb des Erstarrungspunktes abgekühlt und zweckmäßig nochmals einer längeren Glühung bei Temperaturen dicht unterhalb des Erstarrungspunktes unterworfen wird. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: R e i n g 1 a s s , »Chemische Technologie der Legierungen«, 1926, S.92/93; T a m m a n n , »Lehrbuch der hletallographie«, 3. Auflage, S. 233; Gmelin, »Handbuch der anorganischen Chemie«, System NTr. 35, Teil A, Lieferung 5, S. 837.