Procédé pour fondre et affiner le magnésium et ses alliages. .L'utilisation industrielle du magnésium pur ou allié à d'autres métaux pour la fabri cation de certaines pièces a été jusqu'ici res treinte par suite de la difficulté que l'on éprouve à éviter l'inflammation spontanéè de ce métal ou son oxydation exagérée, lors que l'on veut l'amener à l'état de fusion pour la coulée et le débarrasser des impure tés qu'il contient.
On a déjà tenté de résoudre cette diffi-, culté en abaissant par addition d'une certaine quantité de zinc le point de fusion du ma gnésium et de ses alliages, aussi bas que pos sible, mais le zinc s'allie très difficilement avec le magnésium et nuit à sa bonne con servation. L'alliage ainsi obtenu est insta ble et perd avec le temps, par suite de trans formations internes, ses qualités de résis tance mécanique.
En outre, il se prête d'autant moins au forgeage, laminage et autres opérations thermo-mécaniques en usage dans la métal lurgie, que la teneur en zinc est plus forte. Enfin, ces alliages ne sont pas susceptibles d'être soudés par voie autogène. D'autre part, les alliages de magnésium jusqu'ici obtenus contiennent toujours une certaine quantité de chlorures et oxychlorures occlus, impuretés qui sont particulièrement nuisibles à la bonne qualité du métal.
La présente invention a pour objet un procédé pour fondre et affiner le magnésium et ses alliages.
Suivant ce procédé, le magnésium ou un alliage de celui-ci est fondu en présence de fluorure de magnésium avec du calcium sous forme fragmentée et en assez faible quantité pour qu'il n'en reste que des traces dans le produit obtenu. On peut ajouter à ce mé lange du chlorure d'ammonium.
On peut ainsi obtenir des métaux ou alliages parfai tement stables, conservant indéfiniment, sans modification, leurs propriétés, qui se prêtent particulièrement bien à toutes les opérations thermo-mécaniques en usage dans la métal lurgie, telles que le forgeage, le, laminage etc., et possédant, suivant leur composition, des qualités de dureté, élasticité, diactibilité; etc. particulièrement précieuses, et se prêtent à la soudure autogène. Le calcium possède la propriété d'abais ser le point de fusion du magnésium aussi bien que le zinc, que l'on a jusqu'ici em ployé à cet effet.
Il permet donc de procé der dans des conditions favorables aux opé rations de fusion, affinage, épuration, l'in flammation spontanée et l'oxydation exagérée du magnésium étant ainsi évitées. D'autre hart, la présence du calcium, en petites quan tités dans le magnésium ne nuit pas à. sa bonne qualité; au contraire, il permet de réaliser un métal ou alliage possédant à la fois une très, grande légéreté et une très grande dureté. Les quantités de calcium ajoutées et ayant donné des résultats parti culièrement intéressants varient entre '5/100o et 3,e000. Enfin, le produit obtenu contenant du magnésium et des traces de calcium se laisse fort bien souder par voie autogène.
L'addition du fluorure de magnésium a pour effet de débarrasser entièrement l'alliage ob tenu de toutes impuretés contenant du chlore, telles que chlorures et oxychlorures.
La suppression de ces impuretés rend le produit obtenu particulièrement apte au for geage, la.miuage, etc. et assure sa bonne con servation.
On peut par exemple opérer de la ma nière suivante: De préférence, le métal ou alliage de ma gnésium brut utilisé comme matière première est placé dans un creuset préalablement sau poudré de fluorure de magnésium. Du fluo- rure de magnésium est également réparti parmi les morceaux de métal et répandu a la surface de la masse métallique. Dès que, sous l'action de la chaleur, le métal ou al liage commence à. se ramollir, on effectuera un brassage énergique de la masse pour réa liser un mélange très intime du métal et chi fluorure de magnésium. Celui-ci agit comme purificateur et sépare de la masse les chlo rures et oxychlorures qu'il fait remonter à la surface du bain.
Lorsque la, masse métallique est devenue suffisamment fluide, on y incorpore la quan tité de calcium voulue suivant<B>le</B> métal ou l'alliage à obtenir. II y a intérêt à intro duire le calcium sous forme finement frag mentée, car cet état favorise la très grande diffusion du calcium dans le magnésium et la réaction se produit même avec une telle violence qu'il en résulte un vigoureux bras sage de la masse très favorable au bon con tact des divers constituants en présence. Le calcium réduit en petits morceaux est, par exemple, enfermé dans un tube en magné sium de parois minces et ce tube est. enfoncé au sein même de la masse.
L'enveloppe tu bulaire en magnésium fond rapidement et le calcium se dissout instantanément et en pro duisant un fort bouillonnement.
On saupoudre alors la surface de la masse de chlorure d'ammonium. Celui-ci forme une croûte qui protège le bain métal lique contre l'oxygène de l'air et empêche son oxydation exagérée.
On pourrait également constituer la croûte protectrice par du fluorure de magné sium employé soit isolément, soit en combi naison avec clu chlorure d'ammonium. L'on obtient ainsi une couche qui surnage et cons titue déjà une bonne protection du métal.
On saupoudre ensuite cette couche de fluorure avec du soufre, par exemple, pulvé rulent: celui-ci fond et brûle lentement en donnant une atmosphère d'anhydride sulfu reux au-dessus de la. couche de fluorure, cette couche étant ;:ï -aile température beaucoup moins élevée que le métal. De la sorte, le dégagement des vapeurs sulfureuses est. as sez lent pour que le personnel n'en soit pas incommodé et, en outre, le contact direct du soufre avec le magnésium étant évité, la for mation de sulfures et d'oxysulfures de ma gnésium n'est plus à craindre.
On obtient de la sorte sans qu'il puisse se produire d'inflammation ni d'oxydation exagérées un produit à. base de magnésium, ne contenant pas de zinc, contenant des tra ces de calcium ci- débarrassé des impuretés nuisibles, notamment des chlorures et oxv- chlorures.
Process for melting and refining magnesium and its alloys. The industrial use of pure magnesium or of magnesium alloyed with other metals for the manufacture of certain parts has hitherto been restricted owing to the difficulty experienced in preventing the spontaneous ignition of this metal or its substance. exaggerated oxidation, when one wants to bring it to the state of fusion for the casting and to rid it of the impurities which it contains.
An attempt has already been made to resolve this difficulty by lowering the melting point of magnesium and its alloys as low as possible by adding a certain quantity of zinc, but zinc alloys with great difficulty. magnesium and interferes with its good preservation. The alloy thus obtained is unstable and loses with time, as a result of internal transformations, its qualities of mechanical resistance.
In addition, it lends itself less to forging, rolling and other thermo-mechanical operations in use in metal lurgy, the higher the zinc content. Finally, these alloys are not capable of being welded autogenously. On the other hand, the magnesium alloys obtained hitherto always contain a certain quantity of occluded chlorides and oxychlorides, impurities which are particularly harmful to the good quality of the metal.
The present invention relates to a process for melting and refining magnesium and its alloys.
According to this process, the magnesium or an alloy thereof is melted in the presence of magnesium fluoride with calcium in fragmented form and in a small enough quantity so that only traces remain in the product obtained. Ammonium chloride can be added to this mixture.
It is thus possible to obtain metals or alloys which are perfectly stable, retaining their properties indefinitely, without modification, which lend themselves particularly well to all the thermo-mechanical operations in use in metal lurgy, such as forging, rolling, rolling, etc. , and having, according to their composition, qualities of hardness, elasticity, diactibility; etc. particularly valuable, and are suitable for autogenous welding. Calcium has the property of lowering the melting point of magnesium as well as zinc, which has heretofore been used for this purpose.
It therefore makes it possible to proceed under conditions favorable to the operations of melting, refining, purification, spontaneous ignition and exaggerated oxidation of magnesium thus being avoided. On the other hand, the presence of calcium in small amounts in magnesium is not harmful to. its good quality; on the contrary, it makes it possible to produce a metal or alloy having both a very, great lightness and a very great hardness. The amounts of calcium added and having given particularly interesting results vary between 5 / 100o and 3, e000. Finally, the product obtained, containing magnesium and traces of calcium, can be welded very well autogenously.
The addition of magnesium fluoride has the effect of completely freeing the alloy obtained from all impurities containing chlorine, such as chlorides and oxychlorides.
The removal of these impurities makes the product obtained particularly suitable for forging, la.miuage, etc. and ensures its good conservation.
One can for example operate in the following way: Preferably, the raw metal or alloy of ma gnesium used as raw material is placed in a crucible previously powdered with magnesium fluoride. Magnesium fluoride is also distributed among the pieces of metal and spread over the surface of the metal mass. As soon as, under the action of heat, the metal or alloy begins to. to soften, vigorous stirring of the mass will be carried out to achieve a very intimate mixture of the metal and magnesium fluoride. This acts as a purifier and separates the chlorides and oxychlorides from the mass which it brings to the surface of the bath.
When the metal mass has become sufficiently fluid, the desired quantity of calcium is incorporated therein depending on the <B> </B> metal or alloy to be obtained. It is advantageous to introduce the calcium in finely fragmented form, because this state favors the very great diffusion of calcium in the magnesium and the reaction occurs even with such violence that it results in a vigorous, wise arm of the mass. very favorable to the good contact of the various constituents present. Calcium reduced to small pieces is, for example, enclosed in a thin-walled magnesium tube and this tube is. embedded in the very heart of the mass.
The magnesium shell melts quickly and the calcium dissolves instantly and produces a strong bubbling.
The surface of the mass is then sprinkled with ammonium chloride. This forms a crust which protects the metal bath against oxygen in the air and prevents its excessive oxidation.
The protective crust could also be formed by magnesium fluoride employed either singly or in combination with ammonium chloride. This gives a layer which floats and already provides good protection for the metal.
This layer of fluoride is then sprinkled with sulfur, for example pulverized sulfur: the latter melts and burns slowly, giving an atmosphere of sulfurous anhydride above the. fluoride layer, this layer being;: the temperature much lower than the metal. In this way, the release of sulphurous vapors is. As slow so that the personnel is not inconvenienced and, moreover, the direct contact of sulfur with magnesium is avoided, the formation of sulphides and oxysulphides of magnesium is no longer to be feared.
One obtains in this way without it being possible to produce excessive inflammation or oxidation of a product. magnesium base, not containing zinc, containing traces of calcium freed from harmful impurities, especially chlorides and oxychlorides.