DE804480C - Verfahren zur Gefuegeverfeinerung von Aluminiumlegierungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gefügeverfeinerung von Aluminiumlegierungen 7ur Verfeinerung des Gußgefüges der Leichtmetallegierungen werden verschiedene Maßnahinen angewendet, unter denen das bewußte Einbringen von Fremdeleinenten in die Schmelze und das Überhitzen derselben ain meisten im Gebrauch sind. Die Impfung der Schmelze zwecks Vermehrens der Kristallisationskeime mittels Halogene, insbesondere Phosphorpentachlorid, aber auch anderer Phosphorverbindungen und Chlor, hat sich bei Aluminium-Silicitim-Legiertingen als besonders vorteilhaft erwiesen, weil es hierdurch gelingt, nicht nur der groben Ausbildung der primär zur Ausscheidung kommenden Silicitimkristalle und deren unregelmäßigen Verteilung über den Gußquerschnitt entgegenzuwirken, sondern auch eine außerordentliche Verfeinerung des Bruchgefüges und kr'iftige F-litgasung der Schmelze lierl)eiziiführen.
• Mitunter zeigte es sich aber, daß trotzausreichender Anwendung der vorgenannten Mittel eine Verfeinerung des priniären Siliciums und des Bruchgefüges nicht erkennbar waren. Auf Grund von Beobachtungen wurde angenommen, daß in diesen Fällen die Gießternperatur zu niedrig geNvählt -,vorden ist. Eine Stütze fand diese Auffassung durch Erfahrungen, die mit Aluminium-Silicitim-Legie-'den. Dabei stellte sich nämlich rungen gemacht wur heraus, (laß (las Mikrogefüge eine steigende Verfeinerung erf',Ihrt, wenn eine planmäßige Temperatursteig,erung bis in hohe Überhitzungsbereiche durchgeführt wird. Das Bruchgefüge einer solchen Legierung liiiige-en wird bei einem Vberbitzen mehrfach verändert. Da das Grundgefüge nun aber gerade der Träger der Festigkeitseigenschaften ist, bedeutet seine Vergröberung eine Herabsetzung der Festigkeitsei'genschaften. Es ist daher erstrebenswert, die Überhitzungstemperatur beim Schmelzen von Aluminiumlegierungen, insbesondere solchen mit primär ausgeschiedenem Silicium bis ZU 25 0/0, so zu wählen, daß sich gleichzeitig mit feinster Siliciumausbildung ein feinkörniges Bruchgefüge einstellt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Temperaturerhöhung keineswegs wahllos fortgesetzt werden darf, sondern vielmehr begrenzt ist, da die Oxydationsneigung des Aluminiums und seiner Legierungen mit steigender Temperatur zunimmt, desgleichen auch die Neigung zur Gasaufnahme wächst und schließlich der erhöhte Energieaufwand bei einer derartigen Schmelzführung von einem bestimmten Wert ab nicht mehr tragbar sein dürfte.
• Um diese Aufgabe zu lösen, eine befriedigende Verfeinerung des primären Siliciums einer Aluminium-Silicium-Legierung mit übereutektischem Siliciumgehalt, vorzugsweise bis etwa 25 0/0 Silicium, zu erzielen, ohne das Auftreten der vorgenannten Nachteile befürchten zu müssen, wird die auf üb- liche Weise aufgeschmolzene, insbesondere iiiit Phosphor oder anderen Phosphorverbindungen und Chlor behandelte Legierung erfindungsgemäß bei einer Temperatur von 85o' C in kalte Kokillen ausgegossen. Beim Wiedereinschmelzen zeigt sich dann schon bei tieferen Temperaturen, wie bei solchen unter 8oo' C, eine merkliche Kornverfeinerung, die an einer in der üblichen Weise behandelten Schmelze erst bei Temperaturen von 88o bis 900' C beobachtet werden kann. Noch deutlicher ist dieser Unterschied bei höheren Temperaturen, wie z. B. bei einer Überhitzungstemperatur von 95o1 C, erkennbar. In diesem Fall zeigt die nach dein erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schmelze ein überraschend feinkörniges Silieium, dessen Größe bis zur punktförmigen Ausbildung getrieben werden kann. Eine normal behandelte Schmelze zeigt selbst bei i i 2o' C eine solche Gefügeausbildung nicht. Durch Senken der Kokillentemperatur gelingt es im übrigen, das Bruchgefüge bis zu einem gewissen Grad fein zu halten, doch sind auch diesem Verfahren beim Guß in Kokillen Grenzen gesetzt.
• Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelingt es also, den erstrebten Verfeinerungseffekt, der sonst nur unter Mitwirkung einer bestimmten Mindesttemperatur herbeiführbar ist, allgemein von der Temperatur unabhängig zu machen, so daß eine größere Treffsicherheit des Verfeinerungseffektes erreicht werden kann. Um ein zweimaliges Einschmelzen der Legierung und damit einen unerwünschten Kostenaufwand zu vermeiden, erscheint es zweckmäßig, hochsiliciumhaltige Aluminiumlegierungen bereits im Metallschmelzwerk mit den bekannten Mitteln vorzubehandeln. Die dort bekanntlich bei erhöhten Temperaturen erschmolzenen und von erhöhten Temperaturen in kalte Masselformen ausgegossenenLegierungen können als sehr hochwertiges Metall den Gießereien übergeben werden. Auf diese Weise ist schon von vornherein die Gewähr für ein feinkörniges Gefüge geschaffen. Die mechanischen Anforderungen an ein derartiges Metall können sehr hoch gestellt werden.
• Es hat sich weiterhin gezeigt, daß eine Vermitiderung des Phosphorgehaltes der Legierung durch mehrmaliges Umschmelzen nicht zu befürchten ist.
• Da weiterhin bekanntlich eine gashaltige Schmelze erst nach einem gewissen Mehraufwand an Halogenen oder anderen Phosphorverbindungen und CMor den Verfeinerungseffekt des Bruchgefüges zeigt, empfiehlt es sich, zur Einsparung dieser Mittel zunächst eine Entgasung der Schmelze vorzunehmen.
• Zur gleichzeitigen Erzielung eines feinen Siliciumkornes und eines f einkörnigen Bruchgefüges hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Gießtemperatur nach unten mit etwa 8oo' C und die Schmelztemperatur nach oben mit etwa goo' C zu begrenzen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Gefügeverfeinerung von übereutektischen Aluminium-Silicium-Legierungen, insbesondere von solchen mit einem Siliciumgehalt bis ZU 25 0/0, unter Verwendung von Halogenen, vor allein Phosphorpentachlorid oder Phosphorverbindungen und Chlor, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den genannten Mitteln in an sich bekannter Weise behandelte Schmelze zunächst in kalte Kokillen vergossen und dann beim Wiedereinschmelzen zum Zwecke des Vergießens auf eine unter der Behandlungstemperatur des ersten Schmelzganges liegende Temperatur erhitzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandeln und erste Vergießen der Schmelze bei Temperaturen zwischen 8oo und goo" C, vorzugsweise bei etwa 85o' C erfolgt.