'Verfahren zur Herstellung von Magnesium und Aluminium enthaltenden Legierungen. Die Eigenschaften von Magnesium und Aluminium enthaltenden Legierungen sind in starkem Masse davon abhängig, ob die Legie rungen von schädlichen Verbindungen, sowie von Einschlüssen von Flussmittelresten frei sind. Sobald chemische Verbindungen wie zum Beispiel Magnesiumoxyd, -nitrid, -chlo- rid gegenwärtig sind, weisen nie Legierungen vor allem nicht den angestrebten Grad von Korrosionsbeständigkeit auf. Von gleicher. Irrsachen sind auch die mechanischen Eigen schaften dieser Legierungen abhängig.
Ein schlüsse von Flussmittelresten führen zu ihrem Zerfall.
Die Eigenschaften der Legierungen mit überwiegendem Aluminiumgehalt sind in starkem Masse davon abhängig, ob die Legie rungen hauptsächlich aus Mischkristallen be stehen. Aus dem Zustaadsidiagramm von Grube (s. K. Bornemann "Binäre Metall- Legierungen", Teil II, Tafel 9, F'ig. 78 und Seite 58, Kapitel 78, Verlag von Wilh. Knapp, Halle a.
d. Saale, 1912) für Mag nesium-Aluminium geht hervor, dass die Bil dung von a-Kristallen ohne gleichzeitige Ent stehung von schädlichen Verbindungen nur dann gewährleistet ist, wenn der Anteil voll Aluminium den des Magnesiums übersteigt bezw.diesem etwa gleich bleibt.
Nun ist einerseits bekannt, Magnesium oder Magnesiumlegierungen wegen der Af finität des Magnesiums zu den Bestandteilen der Atmosphäre einem Reinigungsverfahren zu unterwerfen. Anderseits ist zufolge der Erkenntnis, dass nichtmetallische Verunreini- gungen, insbesondere aber chloridhaltiges Magnesium schon bei bloss spurenweisen Vor kommen Angriffsstellen für korrodierende Medien bieten, schon vorgeschlagen worden,
das Legieren des Magnesiums mit Alumi nium unter solchen Bedingungen vorzuneh men, die eine restlose Entfernung etwa vor handener nichtmetallischer Verunreinigungen der beiden Metalle, sowie die Verhütung der Neubildung solcher Verunreinigungen beim Legierungsprozesse gewährleisten.
Die bisher bekannten Herstellungsverfah ren für Aluminium-Magnesium-Legierungen erfüllen aber die dargelegten Forderungen nicht oder nicht in genügendem Masse. Ent weder enthalten die nach ihnen hergestellten Legierungen auch schädliche chemische Ver bindungen, oder sie sind von Flussmittel- resten nicht frei, oder sie weisen beide Män gel auf.
Bisher wird immer nur festes Mag nesium in flüssigem Aluminium aufgelöst und ;dadurch muss an oder nahe der Ober fläche :des langsam schmelzenden Magnesiums der Anteil der Legierung an Magnesium höher werden, so dass sich örtlich andere und daher ungünstige Mischungsverhältnisse er geben. Anderseits war man bisher auf dieses Legierungsverfahren angewiesen, weil sich .das Magnesium allein, selbst das handels übliche, technisch reine Magnesium, wegen seiner grossen Brennbarkeit ohne r'lussmittel praktisch nicht verschmelzen und vergiessen liess.
In fester Form lässt sich Magnesium in schmelzflüssiges Aluminium bekanntlich auch ohne Heranziehung eines Flussmittels gefahrlos eintragen. Bei Benutzung eines Flussmittels kann aber nicht vermieden wer den, dass Teilchen des Flussmittels in die Le gierung belangen und dort schädliche, zur Zersetzung der Legierung führende Ein schlüsse bilden.
Das den Gegenstand der Erfindung bil dende Verfahren ist von den beschriebenen Nachteilen frei und bietet sowohl hinsicht lich seiner Durchführung, als auch hinsicht lich der Eigenschaften seines Endproduktes dem Bekannten gegenüber wesentliche Vor teile.
Unter Heranziehung des Vorschlages der Verwendung eines von Verunreinigungen freien Magnesiums wird erfindungsgemäss zur Herstellung von Magnesium und Aluminium enthaltenden korrosionsfesten Legierungen das Magnesium vor dem Einlegieren ohne Flussmittel geschmolzen und im schmelz flüssigen = Zustande einer Aluminium enthal tenden Schmelze,
-die etwa auch andere Legie- rungskomponenten enthalten kann und zweck mässig gleichfalls ohne Flussmittel erschmol zen worden ist, unter innigem Rühren zu g o esetzt. Hierbei tritt eine heftige egother- mische Reaktion auf.
Durch das innige Rüh ren kann ein unerwünschtes Überwiegen :des Magnesiums in Anteilen -des Schmelzgutes vermieden werden. Darnach kann .der Schmelztiegel mit einem Deckel geschlossen und etwa 15 bis 20 Minuten stehen gelassen werden. Hierbei sinken schwerere Verunrei nigungen auf den Boden des Tiegels herab und es bildet sich auf der Oberfläche der Schmelze eine schwimmende dünne schaum artige Schicht, die Magnesiumverbindungen enthält. Diese Schicht kann leicht abgenom men werden, wonach die Legierung ausge gossen werden kann. Die erstarrte Legie rung ist weitgehend frei von unerwünschten chemischen Verbindungen.
Natürlich enthält sie gegenüber bekannten Legierungen keine Einschlüsse von Flussmittelresten.
Dieses erfindungsgemässe Verfahren kann auch ohne Schutz durch inerte Gase durch geführt werden. Notwendig ist, dass ein Mag nesium Verwendung findet, dessen Brennbar keit durch ein geeignetes Reinigungs- bezw. Herstellungsverfahren stark herabgemindert ist. Ein solches Magnesium kann auch auf thermisch-chemischem Wege erzeugt werden.
Mit einem auf elektrolytischem Wege herge- stellten Magnesium kann das erfindungs gemässe Verfahren durchgeführt werden, wenn dieses Magnesium einem .geeigneten Raffinierungsprozess unterworfen worden ist.
Ein von Verunreinigungen befreites, auch als Ausgangsmaterial für das erfindungs gemässe Verfahren sehr geeignetes Magne- sium erhält man nach dem Verfahren der schweiz. Patentschrift Nr. 193129.
Wie bereits erwähnt, sind für .die Bil dung von Mischkristallen gewisse Mischungs verhältnisse von Bedeutung. Deshalb ist es auch bei der Herstellung von Magnesium- Aluminiumlegierungen gemäss der Erfindung zweckmässig, zunächst eine Vorlegierung zu bereiten und sie dann zum Herstellender be absichtigten Legierung mit überwiegendem Aluminiumgehalt oder mit überwiegendem Magnesiumgehalt zu verwenden. Sie wird dem Aluminium bezw. dem Magnesium in Mengen zugesetzt, :die der gewünschten Zu sammensetzung der fertigen Legierung ent sprechen.
Auch diese Endlegierungen blei ben von schädlichen Verbindungen praktisch frei.
Das erfindungsgemässe Verfahren bietet dem Bekannten gegenüber .die folgenden we sentlichen Vorzüge: Die von schädlichen Verbindungen, vor allem die von Magnesiumaluminiden fast freien und keine Flussmittelreste enthaltenden Endlegierungen zeichnen sich durch wesent lich erhöhte Korrosionsbeständigkeit und auch verbesserte mechanische Eigenschaften aus ;
sie besitzen eine ausserordentlich gün stige Bearbeitungsfähigkeit, dabei eine grö ssere Zugfestigkeit sowie eine höhere Streck grenze und insbesondere eine bis 50 % höhere Dehnung als die aus den gleichen Ausgangs materialien nach dem bekannten Verfahren hergestellten Legierungen. Bei Fehlen von schädlichen Magnesium-Aluminium-Verbin- dungen weisen sie weiters in geschmolzenem Zustande eine Dünnflüssigkeit auf, die das Vergiessen der Legierungen erleichtert. Auch ihre Schmiedbarkeit wird erhöht und sie zei gen eine ausgezeichnete Eignung, z. B. zur Herstellung von Knetlegierungen.
tTm die Bildung von a-Kristallen zu be günstigen, können bei der Herstellung von Legierungen gemäss der Erfindung 42.-54 Magnesium mit Aluminium als Rest ver schmolzen werden. Die Legierung kann zweckmässigerweise zum Beispiel 45% Mag nesium und 55/'o' Aluminium enthalten. Sol che Legierungen können als Vorlegierungen dienen.
Es kann dabei wie folgt vorgegangen werden: 42 bis 54 Teile Magnesium werden ohne Flussmittel geschmolzen und im ge schmolzenen Zustande 5!8 bis 46 Teilen von geschmolzenem Aluminium unter innigem Rühren zugesetzt, worauf die so erhaltene, verfestigte Vorlegierung in einer für die Her- stellung der Endlegierung notwendigen Menge flüssigen Metallas aufgelöst wird.
Soll die Aluminiumschmelze auch andere Legierungskomponenten enthalten, so können diese, wie bekannt, zunächst in Aluminium aufgelöst werden, worauf in der oben be schriebenen Weise verfahren wird. Ein Ei sengehalt von 0,2 bis 0"6 % zum Beispiel be wirkt eine Erhöhung,der Zugfestigkeit.