CH159453A - Aluminium-Silicium-Legierung. - Google Patents

Description

      Aluminium-Silieinm-Legierung.       Die Erfindung betrifft eine     Aluminium-          Silicium-Legierung    zum Beispiel für     Guss-          zwecke.     



  Aluminium - Silicium - Legierungen mit  etwa 2 bis 25 % Silicium und mit oder ohne  andere Bestandteile, wie zum Beispiel Mag  nesium, Kupfer, Nickel, Mangan usw.. nebst  den üblichen Verunreinigungen des Handels  aluminiums haben im allgemeinen physika  lische Eigenschaften, die, wie     bekannt,    sehr       vorteilhaft    für Giesszwecke sind, doch neigen  diese Legierungen dazu, im     Gussstück    Zonen  von Oberflächenrauheit zu entwickeln, die  hauptsächlich aus kleinen Vorsprüngen und  Vertiefungen oder Narben besteht und in  manchen Fällen nicht leicht durch das üb  liche Bearbeiten oder Polieren     entfernbar    ist  oder doch nur mit zu grossem Aufwand an  Zeit oder Arbeit.

   Die Neigung zur Ober  flächenrauheit ist somit ein schwerer Nach  teil und wirkt der wirtschaftlichen Verwen  dung der Legierungen für     Gusszwecke    ent  gegen. Die     Gussbedingungen,    auf denen diese    Rauheit beruht, sind selbst erfahrenen Fach  leuten nicht voll erklärlich,     und    bisher ist  kein befriedigendes Verfahren zum Giessen von  Aluminium - Silicium - Legierungen bekannt,  das ausschliesslich     Gussstücke    ohne die erwähn  ten Fehler ergibt. Auch sind Aluminium  Legierungsgussstücke mit einem Silicium  gehalt innerhalb des genannten Bereiches oft  dem Springen beim Erstarren ausgesetzt, be  sonders an den Stellen eines Querschnittwech  sels.

   Ferner ist es bekannt, dass, wenn diese  Legierungen während einer Zeitdauer in ge  schmolzenem Zustande gehalten werden, die  beim Giessen anderer     Legierungen    nicht für  unüblich gilt, eine merkliche Verschlechte  rung der Giesseigenschaften eintritt unter  entsprechender Verschlechterung der physi  kalischen Eigenschaften     und    mit der weite  ren Wirkung, dass die Nachteile der Rauheit  und     Rissigkeit    verstärkt werden.  



  Die Erfindung bezweckt, auf nicht che  mischem Wege, das heisst durch Zusammen  schmelzen von Metallen, eine Aluminium-           Silicium-Legierung    zu schaffen, aus der     Guss-          stücke    mit glatter Oberfläche     bequem    her  stellbar sind, die weitgehend von den Rissen,       Narben    und     Rauhigkeit    frei sind, die auf  den Oberflächen von     Gussstücken    aus     Alumi-          nium-Silicium-Legierungen    bisher in der  Regel auftreten.

   Die     Aluminium-Silicium-          Legierung    soll die erwähnten Giesseigenschaf  ten auch nach wiederholtem Umschmelzen  oder     längerdauerndem        Geschmolzenhalten    des       Metalles        beibehalten.     



  Es wurde festgestellt, dass diese und an  dere erwünschte Eigenschaften dadurch er  zielbar sind, dass man in eine     Aluminium-          Silicium-Legierung    mit nicht weniger als       etwa    2 % Silicium eine 2 % nicht überstei  gende Menge eines hochschmelzenden     Metal-          les,    das sieh bei der Giesstemperatur der Le  gierung in     Aluminium    langsam aufzulösen  vermag, einführt.

       Zireonium.    Beryllium und       Titanium    sind beispielsweise hochschmel  zende Metalle dieser Art, die bei' einer  wesentlich höheren     Temperatur    schmelzen  als     Aluminium-Legierungen,    und die Eigen  schaft haben sich bei der Giesstemperatur der  letzteren. in Aluminium langsam aufzulösen.  Da sich die genannten Metalle in der Alu  minium-Silicium-Legierung nur langsam auf  lösen, ist anzunehmen,     da3    ein wesentlicher  Teil derselben nicht sofort aufgelöst, sondern  als äusserst feine Teilchen in der ganzen Le  gierung verteilt ist, wodurch die Giesseigen  cchaften der letzteren wesentlich verbessert  werden.  



  Die     Aluminium-Silicium-Legierung    kann  his zu     :),5%    Silicium     enthalten.    Enthält die  Legierung     ausserdem    zum     Beispiel    weniger  als 2 %     Zirconium,    so kann man     glatte        Guss-          stücke    aus     ihr    herstellen, auch nachdem die  Legierung auf<B>820'</B> C oder mehr, während  langer Zeit, zum Beispiel während 15 Stun  den, gehalten worden ist.  



  Die erforderliche Menge des     Zirconiums     schwankt mit der     Menge    des in der Legie  rung vorhandenen     Siliciumris.    Es wurde zum  Beispiel gefunden, dass bei einer     Legierung     mit 4 bis 6 % Silicium das Vorhandensein  von nur     etwa    0,2 %     Zirconium    eine erhebliche    Wirkung hat, während ein Gehalt an     Zirco-          nium    von     etwa    0,3 % die     Rauhigkeiten,    Nar  ben und Risse ganz beseitigt.

   Enthält die  Legierung<B>10%</B> oder mehr Silicium. so  braucht man mehr     Zirconium;    0,4% sind ge  wöhnlich ausreichend.     obschon        etwa    0,2 bis  0,3:%     Zirconium    in einer Legierung mit     10%     Silicium in entschiedenem Masse die Ober  flä.chenrAuhigkeit vermindert. Für Legie  rungen mit mehr Silicium ist mehr     Zirco-          nium    nötig, je nach den gewünschten Ergeb  nissen, der Art des     Gussstückes,    den Bedin  gungen beim     Giessvorgange        usw.     



  Aluminium - Silicium - Legierungen mit       Zirconium    können auch ohne merkliche Ver  schlechterung ihrer Eigenschaften wieder  holt umgeschmolzen werden. Dies ist wich  tig wegen des üblichen     Giessereibrauches,          Ausschussgussstücke    und die Abfälle und Ab  gänge oder den     "Schrott"    von früheren Giess  vorgängen erneut einzuschmelzen.  



  Man kann die obigen Vorteile auch durch  einen kleinen Zusatz von Beryllium erzielen.  In manchen Fällen erzielt man     verbesserte          Gusseigenschaften    schon durch nur 0,03 oder  0,05 % und nicht mehr als etwa. 0,1 % . In  andern Fällen ergeben höhere Zusätze von  Beryllium bessere     Gusseigenschaften:    zum  Beispiel haben sich 0,3 bis 2 % als sehr vor  teilhaft gezeigt. Die für die erwünschten  Resultate nötige Menge kann leicht durch  Versuch     unter    den jeweiligen Giessbedin  gungen festgestellt werden. Die     Wirkeng     von Beryllium ist besonders vorteilhaft bei  einer Legierung mit. 5 % Silicium.  



  Es wurde gefunden, dass bei Einführung  von     Titanium    in die     Aluminium-Silicium-          Legierung    die vorteilhafteste Menge de  legierten     Titaniums    je nach dem Silicium  gehalt gewöhnlich im Bereich von 0,1 bis       0.575    liegt. Gewöhnlich     braucht    man     in    der  Legierung nicht mehr     als        0,1.    bis U%     Tit,i-          nium,    manchmal noch weniger.

   Grössere       111    -engen als 0,5      ;    können zugesetzt werden,  doch macht die     Abscheidungswirkung,    die  durch den hochschmelzenden     Titanium-          hestandteil    hei Zusatz     züz    Aluminium hervor-      gerufen     wird,    eine     Cberschreitung    dieser  Grenze unzweckmässig.  



  Beim Giessen der Legierung erzielt man  die besten     Ergebnisse.    wenn die Temperatur  des geschmolzenen     Metalles    so niedrig gehal  ten wird, wie mit richtigem Giessen noch ver  träglich ist, und wenn die Zeit des     Geschmol-          zenhaltens    des     Metalles    vor dem Giessen nicht  zu lang gehalten wird.  



  Die Art des     Zusetzen"    der genannten Me  talle zur Legierung ist nicht. wichtig, und so  weit das Endresultat in Betracht kommt,  können     irgendwelche    bekannten Zusatzver  fahren benutzt werden. Die üblichen Vor  sichtsmassregeln für gute Schmelz- und Giess  praxis sollten aber beobachtet werden. Das  zur Herstellung dieser Legierungen verwen  dete Aluminium kann von beliebiger handels  üblicher     Sorte    oder höchster Reinheit sein.

    G     etvöhnlicb    ist es aber vorteilhaft, aus     w        irt-          schaftlichen    Gründen, Aluminium von han  delsüblicher Reinheit.     zii    verwenden. obwohl  es kleine     eiengen    von     Itisen    und sonstigen  Verunreinigungen enthält.  



       Gussstücke    aus der Legierung von     Alu-          minium,    Silicium und     Tita.nium    können     aus     der     unbehandelten    geschmolzenen Legierung,       sowie    auch aus der Legierung hergestellt  werden, die vor dem Giessen behandelt wor  den ist. um ihr inneres     Clefiige    zu     beeinflus-          @en        bezw.    zu verbessern.

   Behandlungen für       .solche    Zwecke sind bekannt und können zum       Beispiel    im Zusatz von metallischem Natrium  oder Kalium oder einer     Misehun.g    beider zur       geschmolzenen        Legierung    unmittelbar vor  dem     Cxiessen    bestehen.

   Die     schliessliche    Wir  kung dieser     Behandlung    ist die Erzielung       eines        Gussstüekes    von erheblich höherer  Festigkeit und     Duktilität    als mit der     soge-          nannten        "einmodifizierten"    Legierung.    Die beschriebenen     Legierungen    können  die bekannte     Aluminium-Kupfer-Legierung     mit 5 % Kupfer ersetzen. Diese letztere er  möglicht zwar die Erzielung guter     Guss-          stücke,    freilich mit dem Nachteil der gerin  geren Korrosionsbeständigkeit.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Aluminium-Silicium-Legierung, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Siliciumgehalt von nicht weniger als etwa 2 % hat und eine nicht übersteigende Menge eines hoch schmelzenden Metalles, das sich bei der Giess temperatur der Legierung in Aluminium langsam aufzulösen vermag, enthält. UNTERANSPRü CHE 1.

   Legierung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da.ss sie einen Silicium- geha.lt zwischen etwa. 2 und 25 % hat und nicht weniger als etwa 0,2 % Zirconium enthält. 2. Legierung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwischen 0,2 bis 0,4% Zii conium enthält. 3. Legierung nach Patentanspruch. dadureb gekennzeichnet, dass sie etwa 3 bis 15 Silicium und etwa 0.03 bis 2 % Beryllium: enthält.

   -I. Legierung nach Patentanspruch und U n teransprueh 3, dadurch gekennzeichnet. dass sie etwa <B>M%</B> Beryllium enthält. 5. Legierung nach Patentanspruch. dadurch gekennzeichnet. dass sie einen Silicium gehalt zwischen 3 und 15 % hat und zwi schen etwa<B>0,1</B> und 0,5 ,% Titanium ent hält.