DE801234C - Verfahren zur Herstellung eutektischer Aluminium-Silizium-Legierungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eutektischer Aluminium-Silizium-Legierungen

  Es ist bekannt. daß durch thermische, insbeson-

  dere elektrothermische Reduktion einer Mischung

  von Kaolin und "h@ntcrde mit Kohlenstoff

  .\luminium-Silizium-L.egierungen finit etwa 60 bis

  70 to Aluminium hergestellt werden lcörinen, Durch

  Erhöhung des "honerdcgehaltes dieser Mischung

  können zwar I_egieruugen mit noch höherem

  Aluminiumgehalt thermisch erzeugt werden, (he

  enstandene Rohlegierung enthält dann jedoch so

  viel Karbid, daß bei der anschließenden Raffination

  die :\tisbCtlte alt gereinigter _\luntinium-Si@izium-

  Legierung zti niedrig wird. \tis diesem Grunde

  werden heutzutage _\lut711nittln-Slhzitint-Legierttn-

  gen mit höchstens ;o ",!o Aluminium thermisch her-

  gestellt, die dann mit der mehrfachen \lenge an

  Hüttenaluntitiitini zu Legierungen der ungefähren

  eutektischen Zusammensetzung verschnitten wer-

  den, welche Bekanntlich als Gußlegierung oder für

  die Herstellung von Kolbenlegierungen Verwen-

  dung finden.

  Dieses heute übliche fferstellungsverfahren hat

  den Nachteil, daß nur ein Bruchteil des in den

  eutektischen .-\lttminium-Silizium-Legierungen ent-

  haltenen Aluminiums auf thermischem Wege aus

  billigeren Rohstoffen und dadurch wirtschaftlicher

  hergestellt «erden kann als das im L'lwrschuß er-

  forderliche durch Elektrolyse gewrninenc Hütten-

  altlitiililtltn.

  Weil durch therinisclie Reduktion eine ül>er-

  etitektischc :\ltiininitim-Silizium-Legiertitig gewon-

  nen wird und Silizitun außerdem eine geringere

  lichte als die Restschmelze aufweist, wurde ver-

  sucht. durch Abkühlung der flüssigen Wrlegierting

  bis kurz oberhalb der eutektischen Temperatur und

  :abschöpfen des ausgesteigerten Silizituns die eu-

  tektische Restschmelze zu gewinnen. Der Versuch

  zeigte jedoch, daß mit dem Silizium praktisch die gesamte Restschmelze abgeschöpft wurde. Das gleiche negative Ergebnis wurde erhalten, als versucht wurde, auf einer schrägen Ebene aus der erstarrten Vorlegierung durch steigend Seigern das 1utektikurn zum Schmelzen und Abfließen zu bringen. Ohne nennenswerten Erfolg blieb auch der Versuch, die Restschmelze durch Abfiltration bzw. Auspressen der breiigen Metallmasse zu gewinnen.
• Es ist bekannt, daß ein besseres Ergebnis durch sehr langsame Abkühlung der flüssigen Vorlegierung und anschließende Anwendung einer der obengenannten Abtrennungsmethoden erhalten werden kann. Infolge der langsamen Abkühlung entstehen nämlich größere Siliziumkristalle, wodurch geringere Mengen Restschmelze durch Kapillarwirkung festgehalten werden. Ein Nachteil dieser Arbeitsweise ist jedoch neben der sehr langsamen Abkühlung der Schmelze die noch immer unbefriedigende :'lusbeute an eutektischer Restschmelze. Selbst bei einer Abkühlung von höchstens io° pro Stunde stieg die Ausbeute nicht über 5o bis 6o °/o.
• Erfindungsgemäß wurde nun festgestellt, daß eine bedeutend höhere Ausbeute in kürzerer Zeit erhalten wird, wenn während der Abkühlung ,der thermisch gewonnenen Vorlegierung Natrium zugegeben wird. Es bilden sich dann sofort bläuliche, bis i cm große Kristallplättchen mit niedrigem spezifischen Gewicht, welche sich mit der Restschmelze nicht benetzen und darum ohne Schwierigkeit fast trocken abgetrennt werden können. Diese .Abtrennung geht auch darum so leicht vor sich, weil, wie festgestellt wurde, die ursprünglich breiige Metallmasse durch Natriumzusatz viel dünnflüssiger wird. Da die Abkühlung bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise schneller erfolgen darf als bei der bisher bekannten, braucht in den meisten Fällen, .insbesondere bei größeren Einsätzen, kein zusätzlich geheiztes Gefäß für den Seigerungsvorgang verwendet zu werden.
• Nach diesem erfindungsgemäßen Verfahren wird mindestens 2 % Natrium, vorzugsweise in mehreren Portionen, unter gleichzeitiger Temperatursenkung bis kurz oberhalb der eutektischen Temperatur, zugegeben. Nach jedem Natriumzusatz ist eine sofortige :Abtrennung der ausgeschiedenen Kristalle angebracht, insbesondere dann, wenn nicht in inerter Atmosphäre, z. 13. in einem elektrischen Heizofen, unter Wasserstoff gearbeitet wird.
• Die Zugabe des Natriums kann bekanntlich mittels einer Glocke erfolgen. Da jedoch hierbei die Schmelze leicht mit Eisen verunreinigt wird oder flüssiges Metall aus dem Bad herausgeschleudert werden kann, wird das Natrium vorzugsweise in Gestalt eines dünnen Flüssigkeitsstrahles mittels Preßgas in an sich bekannter Weise in die Metallschmelze hineingespritzt.
• Die abgeschöpften Silizium und Natrium enthaltenden Kristalle können bei der thermischen Reduktion von Aluminium wieder verwendet werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRLICHE: i. Verfahren zur Herstellung eutektischer Aluminium-Silizium-Legierungen aus insbesondere thermisch, beispielsweise elektrothermisch, erzeugten Vorlegierungen durch Ausseigernlassen des überschüssigen Siliziutngehaltes, dadurch gekennzeichnet, daß vor und/oder v=ährend der Abkühlung der Vorlegierung Natrium in Mengen von i bis .L0 "/o, vorzugsweise von 2 bis io %, zugesetzt wird.
2. 2. Verfahren zur Herstellung eutektischer Aluminium-Silizium-Legierungen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Natrium in einzelnen Teilmengen zugegeben wird.
3. 3. Verfahren zur Herstellung eutektischer Aluminium-Silizium-Legierungen nach Am spruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach jeder Natriurnzugabe das ausgeseigerte Silizium entfernt wird. q.. Verfahren zur Herstellung eutektischer Aluminium-Silizium-Legierungen nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unter inerter Atmosphäre, z. 13. Wasserstoffgas, gearbeitet wird. 5. Verfahren zur Herstellung eutektischer Aluminium-Silizium-Legierungen nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Natrium in an sich bekannter Weise in flüssigem Zustand in die Schmelze eingebracht, vorzugsweise eingespritzt wird.