Verfahren zur Behandlung von Aluminium-Silizium-Legierungen Das in
den technisch brauchbaren Aluminium-Silizium-Legierungen ausgeschiedene Eutektikum
tritt bekanntlich in zwei sich stark voneinander unterscheidenden Gefügeformen auf,
und zwar entweder in sogenannter körniger oder in lamellarer Form. Während in ersterer
das Eutektikum in Form von in der Grundmasse regellos angeordneten kurzen gezackten
Ausscheidungen kristallisiert, ist die lamellare Struktur des Eutektikums durch
dieAusscheidung des Siliziums als orientiert angeordnete Nadeln charakterisiert.
Die Abb. i und 2 veranschaulichen diese beiden Arten der Ausbildung des Eutektikums
an eutektischen Aluminium-Silizium-Legierungen gleicher Zusammensetzung. Die Abb.
i zeigt neben einer geringen Menge primär ausgeschiedenen Siliziums das körnige
Eutektikum, die Abb. z läßt die lamellare Form desselben erkennen. Während also
die Legierung mit lamellarer Struktur des Eutektikums frei ist von primären Ausscheidungen,
sind in der körnigen Legierung primäre Siliziumkristalle anwesend.Process for the treatment of aluminum-silicon alloys The in
Eutectic precipitated from the technically useful aluminum-silicon alloys
is known to occur in two very different structural forms,
either in so-called granular or lamellar form. While in the former
the eutectic in the form of short, jagged ones randomly arranged in the matrix
If precipitates crystallize, the lamellar structure of the eutectic is through
the precipitation of silicon is characterized as oriented needles.
Figs. I and 2 illustrate these two types of eutectic formation
of eutectic aluminum-silicon alloys of the same composition. Fig.
In addition to a small amount of primarily precipitated silicon, i shows the granular silicon
Eutectic, Fig. Z, shows its lamellar shape. So while
the alloy with the lamellar structure of the eutectic is free of primary precipitates,
primary silicon crystals are present in the granular alloy.
Die ursächlichen Zusammenhänge, die bei der Herstellung dieser Legierungen
zu der einen oder anderen Ausbildung des Eutektikums führen, sind bisher nicht bekannt.
Bekannt ist lediglich, daß die im praktischen Betrieb nennenswerte Nachteile aufweisende
Art der Herstellung solcher Legierungen durch Schmelzflußelektrolyse meist zu Legierungen
mit lamellar ausgebildetem Eutektikum führt. Wird diese Legierung jedoch durch die
in wirtschaftlicher Weise vorzunehmende thermische Reduktion von Silizium- und Aluminiumoxyden
mittels Kohle im Lichtbogenofen hergestellt, dann zeigt das Gefüge des Eutektikums
stets eine körnige Form. Auch bei der Herstellung von Aluminium
-Silizium-Legierungen
durch Zusammenschmelzen der einzelnen Legierungskomponenten scheidet sich fast regelmäßig
das Eutektikum in körniger Form aus.The causal relationships involved in the manufacture of these alloys
lead to one or the other formation of the eutectic are not yet known.
It is only known that the system has significant disadvantages in practical operation
Kind of production of such alloys by fused-salt electrolysis mostly to alloys
with a lamellar eutectic. However, if this alloy is used by the
economical thermal reduction of silicon and aluminum oxides
produced using carbon in an electric arc furnace, then shows the structure of the eutectic
always a grainy shape. Even in the manufacture of aluminum
-Silicon alloys
due to the melting together of the individual alloy components, it separates almost regularly
the eutectic in granular form.
Wie umfangreiche Untersuchungen gezeigt haben, ist die lamellare Struktur
des Eutektikums der Aluminium-Silizium-Legierung von besonderer Bedeutung sowohl
für die eutektischen als auch für die untereutektischen Legierungen, die beide bekanntlich
durch Einführung eines Alkalimetalls, wie z. B. Natrium, veredelt werden und in
dieser Form unter den Namen Silizium und Beta-Silumin (eingetragene Warenzeichen)
bekannt sind. Wenn zwar auch sowohl die körnige als auch die lamellare Ausbildung
des Eutektikums in diesen veredelten Aluminium-Silizium-Legierungen nicht mehr erkennbar
ist, so ist die ein lamellares Gefüge aufweisende Aluminium-Silizium-Legierung im
veredelten Zustand durch eine höhere Dehnung ausgezeichnet als die entsprechend
veredelte Legierung mit ursprünglich körnig ausgebildetem Eutektikum. So zeigt z.
B. eine veredelte eutektische Aluminium-Silizium-Legierung mit ursprünglich körnig
ausgebildetem Eutektikum eine Dehnung von 6,2%, während eine veredelte eutektische
Aluminium-Silizium-Legierung mit ursprünglich lamellar ausgebildetem Eutektikum
eine Dehnung von 11,2% aufwies. Wird diese Veredlungsbehandlung z. B. durch eine
thermische Behandlung der Legierung wieder rückgängig gemacht, dann wird das 'E.utektikum
der Aluminium-Silizium-Legierung jedoch wieder in lamellarer Form erhalten.As extensive research has shown, it is the lamellar structure
the eutectic of the aluminum-silicon alloy is of particular importance both
for the eutectic as well as for the hypoeutectic alloys, both of which are well known
by introducing an alkali metal, such as. B. sodium, are refined and in
this form under the names silicon and beta-silumin (registered trademarks)
are known. Even if both the grainy and the lamellar formation
of the eutectic in these refined aluminum-silicon alloys is no longer recognizable
is, the aluminum-silicon alloy with a lamellar structure is im
refined condition distinguished by a higher elongation than the corresponding
Refined alloy with an originally grainy eutectic. So shows z.
B. a refined eutectic aluminum-silicon alloy with originally grainy
formed eutectic an elongation of 6.2%, while a refined eutectic
Aluminum-silicon alloy with an originally lamellar eutectic
exhibited an elongation of 11.2%. If this finishing treatment z. B. by a
thermal treatment of the alloy is reversed, then the 'E.utectic
However, the aluminum-silicon alloy is again obtained in lamellar form.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren, mit dessen Hilfe es
gelingt, Aluminium-Silizium-Legierungen mit in körniger Form ausgeschiedenem oder
sich ausscheidendem Eutektikum in solche mit lamellar ausgeschiedenem bzw. sich
ausscheidendem Eutektikum umzuwandeln und dadurch die Dehnungswerte dieser Legierungen
in veredeltem Zustande in nennenswerter Weise zu verbessern.The invention now relates to a method by means of which it
succeeds in aluminum-silicon alloys with precipitated in granular form or
excreting eutectic into those with lamellar excretion or themselves
to convert the precipitating eutectic and thereby the elongation values of these alloys
to improve in a noteworthy way in the refined condition.
Das Verfahren gemäß der Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß
Aluminium-Silizium-Legierungen mit körnig ausgebildetem Eutektikum durch innige
und genügend lange Berührung im schmelzflüssigen Zustande mit kohleartigen, sich
auf etwa gleicher Temperatur wie das Metall befindenden Stoffen genügend großer
Oberfläche eine dergestaltete Veränderung erfahren, daß deren Eutektikum in lamellarer
Form kristallisiert. Von diesen kohleartigen Stoffen haben sich als besonders vorteilhaft
Graphit, Koks und Holzkohle sowie Stein- und Braunkohle, allein oder in Mischungen,
erwiesen. Ferner haben sich auch verkokte Stein- und Braunkohlenextrakte, allein
oder mit einem oder mehreren der obengenannten Kohleprodukte, als geeignet gezeigt.
Die genügend große Oberfläche dieser Stoffe kann z. B. dadurch geschaffen «-erden,
daß sie in möglichst fein zerkleinertem Zustande zur Verwendung gelangen. Dabei
werden diese Stoffe jedoch zweckmäßigerweise nur in so weit zerkleinerter Form zur
Anwendung gebracht, daß sie an der Metallschmelze nicht adsorptiv festgehalten oder
von dieser mitgerissen «-erden und in die fertige Legierung gelangen. Das Verfahren
gemäß der Erfindung gestaltet sich zweckmäßigerweise derart, daß das flüssige Metall
im langsamen Strom auf eine heiße Schicht des kohleartigen Berührungsstoffes aufgebracht
wird, wobei die Abmessung der Schicht so gewählt wird, daß eine ausreichend innige
und längere Berührung beider stattfindet, das Metall aber ohne zusätzliche Maßnahmen
noch mit genügend großer Strömungsgeschwindigkeit aus der Schicht austritt.The method according to the invention is based on the observation that
Aluminum-silicon alloys with a granular eutectic through intimate
and long enough contact in the molten state with coal-like ones
substances at about the same temperature as the metal are sufficiently large
Surface experience such a change that its eutectic in lamellar
Form crystallizes. Of these carbonaceous substances have proven to be particularly beneficial
Graphite, coke and charcoal as well as hard coal and lignite, alone or in mixtures,
proven. Furthermore, coked hard coal and lignite extracts have also been found on their own
or with one or more of the above coal products, shown to be suitable.
The sufficiently large surface of these substances can, for. B. created thereby "- earth,
that they are used in as finely crushed a state as possible. Included
However, these substances are expediently only used in so far comminuted form
Brought application that they are not adhered to the molten metal or adsorptive
"carried away by this" earth and get into the finished alloy. The procedure
according to the invention is expediently designed such that the liquid metal
applied in a slow current to a hot layer of the carbon-like contact material
is, the dimension of the layer is chosen so that a sufficiently intimate
and longer contact of both takes place, but the metal without additional measures
still emerges from the layer with a sufficiently high flow velocity.
Die Filtration von schmelzflüssigen Leichtmetallen durch eine Schicht
von zerkleinertem Koks ist zwar an sich bekannt; doch war diese nicht als genügend
lange und innige Berührung von zu veredelnden Aluminium-Silizium-Legierungen gedacht.
Die Filterschicht, die auch aus Quarz oder granulierten Silikaten bestehen könnte,
hatte vielmehr nur die Aufgabe zu erfüllen, die Leichtmetalle von ihren Oxyden zu
befreien.The filtration of molten light metals through a layer
of crushed coke is known per se; but this was not considered sufficient
long and intimate touch of aluminum-silicon alloys to be refined.
The filter layer, which could also consist of quartz or granulated silicates,
Rather, it only had the task of removing the light metals from their oxides
to free.
Für die beim erfindungsgemäßen Verfahren sich abspielenden chemischen
Vorgänge kann zur Zeit eine Erklärung nicht abgegeben werden. Wahrscheinlich gibt
das flüssige Metall geringe Mengen gelöster Stoffe an die Kontaktstoffe ab, oder
aber es nimmt geringe Stoffmengen aus diesen auf. Die Annahme einer geringen stofflichen
Veränderung ist um so wahrscheinlicher, als es bekannt ist, daß Metalle und Legierungen
durch die Wirkung von Stoffen in äußerst geringer Konzentration spezifische Gefügeänderungen
erleiden.For the chemical taking place in the process according to the invention
Events cannot be given a declaration at the moment. Probably there
the liquid metal transfers small amounts of dissolved substances to the contact substances, or
but it absorbs small amounts of substance from them. The assumption of a minor material
Change is all the more likely as it is known that metals and alloys
specific structural changes due to the action of substances in extremely low concentrations
suffer.