CH113775A - Verfahren zur Herstellung von Aluminium-Silicium-Legierungen mit verbesserten mechanischen Eigenschaften. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von     Aluminium-Silicium-Legierungen    mit verbesserten  mechanischen Eigenschaften.    - Es ist bekannt,     dass        Aluminium-Silizium-          Legierungen,    deren     Siliziumgehalt    minde  stens etwa 3 %     beträgt,    insbesondere solche  mit. einem     Siliziumgehalte    von 3 bis 15 %, in  zwei physikalischen Zuständen auftreten  können, die man als "normal" und als  mo  difiziert" bezeichnet. Im     moelifizierten    Zu  stande weichen solche Legierungen in bezug  auf ihre Struktur wesentlich von den norma  len ab.

   Diese Veränderung ist von einer. er  heblichen Verbesserung     der    mechanischen  Eigenschaften begleitet.  



  Es ist weiter     bekannt,    dass diese Alu  minium-Silizium-Legierungen, wenn sie ge  schmolzen sind, auf     Zusatz    einer relativ ge  ringen Menge von     Alkalifluoriden    oder Al.  kalimetallen vom normalen. in     .den    modifizier  ten Zustand übergehen.  



  Vorliegende Erfindung betrifft nun ein  Verfahren zur Herstellung von Aluminium  Silizium-Legierungen - mit relativ stark ver  änderter Struktur aus     Aluminium-Silizium-          Legierungen    mit einem     Siliziumgehalt    von    wenigstens etwa 3 %,     ,insbesondere    solchen,  welche 3     bis.    15 % Silizium enthalten.  



  Gemäss vorliegendem. Verfahren wird zum  genannten Zwecke der geschmolzenen Legie  rung eine relativ geringe Menge .mindestens  eines     Erda.lkalimetalles    zugesetzt und der  Guss rasch abgekühlt     bezw.    abgeschreckt.  



  Hierbei     li:ommt    vorzugsweise     Calcium    in  Betracht, indessen kann man auch     Baryum          ,oder        Strontium    anstatt     Calcium        anwenden.     



  Neben Aluminium und Silizium kann die  Legierung auch noch kleinere Mengen an  derer Metalle     enthalten.    Ist aber Eisen zu  gegen, wie das bei Aluminium oft     vorkommt,     so ist nur eine äusserst geringe Menge davon  zulässig, wenn mit dem vorliegenden Verfah  ren der     gewünschte    Effekt erzielt werden  soll.  



  Die beiliegende, nach Mikrophotographien  hergestellte     schematische    Zeichnung veran  schaulicht vergleichsweise die Struktur der  im folgenden Beispiele genannten Legierung           vor    und nach dem     Zusaatz    von     Caleium,    wie       sie    nach Ansätzen     -der    Oberfläche erscheint:.  



       Fig.    1 zeigt die Mikrostruktur einer beim  Giessen abgeschreckten     Aluminium-Silizium-          Legierung    mit     87/o    Aluminium und 13     %    Si  lizium von- normalem Typus;

         Fig.    2 veranschaulicht die     Struktur        der          im        Schmelzzusta.nda        mit        0,1        %        Calcium        ver-          setzten    und beim     Cxiessen        abgeschreckten    Le  gierung. '  In     Fig.    1 stellt der allgemeine Hinter  grun.d a die,     eutektische        Aluminium-Silizium-          Legierung    dar.

   Die     Zwischenräume    zwischen  den Teilchen     entsprechen    den     durcb,    das       uzen        entfernten    Teilchen. Daneben erschei  nen grosse     Kristalle    von Silizium b, mit     ver-          hältnismässig    scharfen Ecken.  



  In     Fig.        \?    bezeichnet c das     (-utektische        Cxe-          misch,        da""    ganz von     verhältnismässig        weit-          gehend    abgerundeten Aluminiumteilchen il  durchsetzt ist.

   Die verhältnismässig gleich  förmige'     Struktur    der in     Fig.    2 dargestellten  Legierung besitzt viel bessere     meehanische     Eigenschaften, als die unregelmässige Struk  tur der     Fig.    1 und abgesehen von .der Gleich  mässigkeit, nimmt die Gesamtmenge des in       Fig.    1 durch die Teile     b    dargestellten freien  Siliziums, an der Bildung des     eutektischen     Gemisches o in     Fig.    2 teil.

   Die chemische       Verbindung    des     Eutektikums    in     Fig.    2 ent  hält nämlich mehr Silizium, als jene des       Eutektikums    a in     Fig.    1.  



  Das Verhältnis der Metalle .der Legierung  und die     Menge    ,des     zugesetzten.        Erdalka.li-          metalles    können schwanken. Das Optimum  lässt sich durch einen Versuch     leicht.    fest  stellen.  



  Die Menge, des     Calciu.ms    kann,     wenn    im  kleinen gearbeitet wird,     zweckmässigerweise     zwischen 0,1 und 0,2 % schwanken. Im Gross  betrieb sollte etwas mehr zugesetzt. werden.  



  Im elektrischen Ofen durch Reduktion  von in geschmolzenem     Kryolith    gelöster Ton  erde hergestellte     Aluminium-Silizium-Legie-          rungen    besitzen     gewöhnlieh    eine Mikrostruk  tur, welche ein Mittelding der durch     Fi.g.    1  und     Fig,    2 veranschaulichten Strukturen  bildet und demzufolge als teilweise modifi-    ziert betrachtet werden kann.

   Wenn das vor  liegende Verfahren auf derartige Legierun  gen angewendet wird, so ist eine geringere       Menga        Erdalkalimetall    erforderlich, als in  jenen Fällen, wo das Ausgangsmaterial in  einer den Normalzustand     aufweisenden    Le  gierung besteht.     Die-    Menge richtet sich     narb     dem Grade der Modifizierung,     welchen    die  dem vorliegenden     Verfahren        zii        unterw        er-          fende    Legierung zeigt.  



  Die     @rdalhalimetalle        l@Önnen    der schmelz  flüssigen Legierung     hei.        (-iner    Temperatur zu  gesetzt werden, welche nicht     ürbehlicb    über  dem Schmelzpunkte der letzteren zu     liegen     braucht, und das Zusetzen kann in der     Weise     geschehen, dass     man        .das.        Erdalkalimeta.ll    in  Aluminiumfolie einhüllt.

   In gewissen Fällen  kann das     Erdalkalimetall    in     Gu-sta.lt    einer  Legierung, zum Beispiel     einer    solchen aus  98 % Aluminium und 2      ")        Caleium,    zur An  wendung gebracht werden.  



  Nach dem     Zusetzen        des        Erdalkalimetalles     darf die Legierung nicht lange im     Sehmelz-          zustande    gehalten werden. Zum Giessen sind       Kühlformen    zu benützen oder     Sandformen.          welche    mit     geeigneten    Kühlvorrichtungen       versehen        sincl,    so,

   dass das Erstarren des     Mc-          talles    in den     sehwereren    Teilen     clec        Guss-          stückes    beschleunigt wird.  



  Da bei dem vorliegenden Verfahren       Schlackenbildung    entweder     ga.r    nicht, oder  höchstens in sehr geringem Masse     stattfindet,     können die Tiegel viele Male benützt werden,  ohne dass vor jeder neuen Operation ein  kratzen     erforderlieb    wäre.

   Der     Meta.llverlu.z;i.     ist     infolgedessen        verhältnismässig        gering.            Beispiel:     Einer die     Brinell-Härte    58,9 zeigenden,

         i        aus        87   <B>'</B>     o        Aluminium        und        13        %        Silizium        be-          stehenden.        Legierung        normaler    Struktur wird  bei 750 o     C.        mil    0,1      /o        Calcium    zugesetzt.

   Die  so behandelte     Legierung        besitzt        eine        ver-          änderte    Struktur und die     Brinell-Härte,   <B>65.3.</B>  Die angegebenen Werte beziehen sich auf die       Brinell-Standardzahlen.    Die Messungen wer  den mit; einer     pa.enden    Stahlkugel und ge  eignetem Drucke     vorgenommen.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Torfahren zur Herstellung von Alumi- nium-Silizium-Legierungen mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, mit einem Si- liziumgehalt von wenigstens etwa 3 %, ins besondere solchen, welche 3 bis 15 /a Sili zium enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass man der schmelzflüssigen Legierung eine ge ringe Menge mindestens eines Erdalkali- metalles zusetzt und den Guss rasch abkühlt bezw. abschreckt. UNTERANSPRUCH:

   Verfahren gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man der schmelzflüssi gen Legierung Calcium zusetzt.