DE870187C

DE870187C - Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Silizium-Legierungen

Info

Publication number: DE870187C
Application number: DEL2108D
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr Klaiber
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1942-07-19
Filing date: 1942-07-19
Publication date: 1953-03-12

Description

Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Silizium-Legierungen Im Hauptpatent ist ein Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Silizium-Legierungen mit 5 bis 2o °/o Silizium und gegebenenfalls Zusätze von insbesondere Mangan, Magnesium, Kupfer, Nickel usw. beschrieben, die durch den Phosphorgehalt unter o,oooi8 ± o,oooo5 Phosphor gekennzeichnet sind. Diese Legierungen zeichnen sich durch eine besondere Gefügeausbildung aus sowie durch verbesserte Festigkeitseigenschaften im Vergleich mit den Legierungen mit höherem Phosphorgehalt.
Im Hauptpatent ist ein Verfahren zur Herstellung solcher4lamellarer Aluminium-Silizium-Legierungen beschrieben, das darin besteht, die Legierungen im Schmelzfluß durch phosphorentziehende Mittel in solchen Mengen bei solchen Temperaturen und so lange zu behandeln, daß der Phosphorgehalt die angegebenen Grenzen unterschreitet. Als phosphorentziehendes Mittel sind hierbei Alkalifluorid oder alkalifluoridhaltige Salzgemische vorgeschlagen, die sich nach den Beispielen bei 8oo bis i ooo° zur Einwirkung auf die Aluminium-Silizium-Legierungen gebracht werden.
Es war dann weiter festgestellt worden, daß man die Herabsetzung des Phosphorgehaltes auch dadurch bewirken kann, daß man die Legierungsschmelze bei Temperaturen oberhalb des Liquiduspunktes der Aluminium-Silizium-Legierung und seiner als Legierungskomponenten zugesetzten oder als Verunreinigung anwesenden Metallkomponenten, bei Legierungen mit 5 bis 15 °/o Silizium vorzugsweise unterhalb 65o°, bei etwa eutektischen Legierungen mit 8 bis 13 °/o Silizium vorzugsweise bei 6oo° und darunter, mit einem geschmolzenen Salz behandelt. Hierfür eignen sich Salze und Salzgemische, die bei der Arbeitstemperatur in dei Hauptmenge vorzugsweise ganz flüssig sind, mit dem Aluminium nicht reagieren und keinen störenden Bestandteil in die Legierung liefern, vorzugsweise solche, die sich infolge ihres spezifischen Gewichtes gut vom Metall abtrennen lassen. Die Behandlung erfolgt beispielsweise mit Gemischen von Alkali- oder Erdalkalichloriden, jedoch sind auch andere Salze verwendbar. Nach der Salzbehandlung, die durch Erschütterung, beispielsweise: mit Schall öder Ultraschall unterstützt werden kann, wird abgekratzt und gegebenenfalls die Salzbehandlung mehrfach wiederholt -mit Portionen von je etwa 101 o, bezogen auf die Metallschmelze.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, den Phosphorgehalt durch Behandlung mit Gasen oder bei der Behandlungstemperatur dampfförmigen oder Gase bildenden Stoffen vorzunehmen. Eine solche Behandlung erfolgt beispielsweise durch Einleiten von Stickstoff, Kohlensäure oder Chlor, oder durch Einbringung von Aluminiumchlorid oder Aufnahme von Wasserstoff in die Schmelze und Entgasung bei niedriger Temperatur. Die Behandlungstemperatur liegt in den für die Salzbehandlung angegebenen Grenzen, für etwa eutektische Legierungen vorzugsweise bei etwa 6oo°.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man die Entfernung des Phosphors auch dadurch herbeiführen kann, daß man im gleichen Temperaturgebiet oberhalb des Liquiduspunktes der Aluminium-Silizium-Legierung und seiner als Legierungskomponenten zugesetzten - oder als Verunreinigung anwesenden Metallkomponenten, bei Legierungen mit 5 bis 15 °/o Silizium vorzugsweise unterhalb 65o°, bei Legierungen mit 8 bis 13 % Silizium vorzugsweise bei 6oo° und darunter, die Legierung abstehen läßt und von Zeit zu Zeit die sich bildende Krätze entfernt, vorzugsweise unter zeitweiser Bewegung der Schmelze, beispielsweise durch Rühren, wonach zur Absetzung der Krätze Zeit gelassen wird. An Stelle des Rührens kann auch eine Behandlung durch Rütteln treten, beispielsweise durch Schall oder Ultraschall.
Eine Legierung mit 13 % Silizium, 0,34 % Eisen, Rest Aluminium wurde geschmolzen und unter häufigem Umrühren 1/2 Stunde bei 6oo° gehalten, abgekratzt und der gleiche Vorgang nochmals wiederholt. Der Phosphorgehalt sank hierbei von ö,ooo86 nach i1/2 Stünden auf unter o;00005, die Legierung zeigt lamellares Gefüge. Die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften ist aus der nachstehenden Tabelle zu ersehen: I, Streckgrenze I Festigkeit . I Dehnung Unbehandelt ... i1/2 Std. Rühren u.. Abstehen b. 600° ........ 9,8kg/mm2, 21,5kg/mm2 J 404 ii,0 - 124,8 - 1 4,60/0 Die Entfernung des Phosphors -auf die erfindungsgemäße Weise kann dadurch variiert werden, daß man das Bewegen und Abstehen kombiniert mit den zum gleichen Zweck bereits angewandten Salz- oder Gasbehandlungen im gleichen Temperaturgebiet bzw. mit der in der Hauptanmeldung beschriebenen Fluoridbehandlung bei erhöhter Temperatur oder einer Filtrationsbehandlung.
Die Behandlung kann auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren an der fertigen Legierung oder an der Aluminium-Silizium-Legierung vor Zulegierung evtl. weiterer Komponenten erfolgen. Eine evtl. vorzunehmende Veredlung wird vorzugsweise erst nach der Phosphorentziehung durchgeführt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Silizium-Legierungen mit 5 bis 2o °/o Silizium und mit einem Phosphorgehalt unter o,ooo18 4- 0,00005 gemäß Hauptpatent 856 359, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung bei Temperaturen oberhalb des Liquiduspunktes abstehen gelassen und dann abgekratzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, -daß Legierungen mit 5 bis 15 °/o Silizium unter etwa 65o° behandelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch r und 2; dadurch gekennzeichnet, daß Legierungen mit etwa 8 bis 13 % Silizium bei etwa 6oo° oder darunter behandelt werden.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung des Phosphors durch Erschütterung der Metallschmelze unterstützt wird.
5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze abwechselnd gerührt; gegebenenfalls abstehen gelassen und abgekratzt wird:
6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei Legierungen mit mehr als 150/, Silizium durch Abstehen und Abkratzen nur ein Teil des Phosphors entfernt wird und die übrige Menge durch Behandlung mit Salzen, die bei der Arbeitstemperatur mindestens zum größten Teil flüssig sind und/oder Gasen oder Filtration im gleichen Temperaturgebiet, wie gemäß Anspruch i bis 3 und/oder durch Fluoridbehandlung gemäß Hauptanmeldung bei höherer Temperatur. Angezogene Druckschriften: v. Zeerleder »Technologie des Aluminiums und seiner Leichtlegierungen«, 1938, S. 126 und 2o6.