CH193401A - Verfahren zum Umschmelzen und Reinigen von Magnesium und Magnesiumlegierungen. - Google Patents

Description

  Verfahren zum     Emsehmelzen    und Reinigen von Magnesium und       llagnesiumlegierungen.       In neuerer     Zeit    ist vielfach behauptet  worden, dass die für das Umschmelzen und  Reinigen von     magnesiumhaltigen    Leicht  metallen, insbesondere von Magnesium und  den hochprozentigen     Magnesiumlegierungen,     verwendeten Salzschmelzen, die neben Chlo  riden der Erdalkalien, und gegebenenfalls  auch der     Alkalien,    verdickend wirkende Zu  sätze an Stoffen, wie Metalloxyden oder       -fluoriden,    enthalten, erst bei Temperaturen  schmelzen, bei denen das zu behandelnde  Metall selbst schon in geschmolzenem Zu  stande vorliegt.

       Dabei    sollte die bei .dem  schmelzenden Metall     bestehende    Neigung zur  stärkeren Oxydation durch .das bei dieser  Temperatur noch     ungeschmolzene        Flussmittel,     das in Pulverform auf den Boden des  Schmelztiegels     bezw.    auf das einzuschmel  zende Metall aufgebracht wurde, nicht völlig  unterdrückt werden können.  



  Zur Behebung dieses     Missstandes    hat man  vorgeschlagen,     Flussmittel    zu verwenden,    deren Schmelzpunkt unterhalb des Schmelz  punktes der zu behandelnden Metalle liegt,  wobei erreicht werden sollte, dass das zuerst  schmelzende     Flussmittel    eine schützende  Decke über dem noch     ungeschmolzenen        bezw.     schmelzenden Metall bildet.

   Bei diesen     Fluss-          mitteln,    die verdickend wirkende Zusätze  entweder gar nicht oder nur     in    ganz unter  geordneten     .Mengen    enthalten, geht aber die  durch den Zusatz von     Verdickungsmitteln    an  gestrebte Wirkung völlig verloren;

   infolge  ihrer Dünnflüssigkeit     bezw.    geringen Ober  flächenspannung bei höheren Temperaturen  (und zwar selbst bei solchen, ,die nur etwa  100 bis<B>150'</B> über dem     Schmelzpunkt    der  zu behandelnden     Metalle    liegen), ist es nicht  möglich, eine reinliche Trennung des Fluss  mittels von dem     Metallregulus    nach Ab  schluss der Behandlung zu erzielen, und es be  steht .daher     ,stets    die Gefahr,     dass    von dem Me  tall     Flussmittelreste    beim Giessen     mitgerissen          bezw.    eingeschlossen werden,

   die     darin    im           weiteren    Verlauf zu den Korrosionserschei  nungen Anlass geben, die die technische Ver  wendung von     magnesiumhaltigen    Leicht  metallen lange Zeit unmöglich gemacht  haben.  



  Durch eine     zweckentsprechende    Abände  rung des     bekannten    Verfahrens zum Um  schmelzen und Reinigen von Magnesium und       iumlegierungen    mit     Hilfe    von     chlori-          i        ag        nes          dischen        Flussmitteln,    die verdickend wirkende  Zusätze enthalten, gelingt es jedoch, sowohl  eine stärkere Oxydation des     Metalles    beim  Umschmelzen zu vermeiden und anderseits  eine reinliche Trennung des     Flussmittels    von  dem behandelten Metall unter allen Umstän  den zu gewährleisten.

   Das Verfahren beruht  auf dem Gedanken, für .das Einschmelzen  des     Metalles    leichtschmelzende, also     verdik-          kend    wirkende Zusätze, wie     Magnesium-          fluorid,        Caleiumfluorid        undJoder    Magnesium  oxyd usw. nicht enthaltende     Flussmittel    zu  verwenden, und die Verdickung derselben  erst während des eigentlichen Reinigungsvor  ganges durch Zugabe entsprechend     wirkender     Stoffe herbeizuführen.  



       Unter        Magnesiumlegierungen    sind vor  liegend sowohl Legierungen zu verstehen, in  denen Magnesium als Grundbestandteil auf  tritt, als auch solche in denen Magnesium als  ein     wichtiger    Nebenbestandteil, beispielsweise  in     Aluminiumlegierungen,    auftritt.  



  Erfindungsgemäss wird das zu behan  delnde Metall unter Verwendung von dünn  flüssigen     Flussmitteln    geschmolzen, worauf  bei     Temperaturen        oberhalb,des    Schmelzpunk  tes des zu behandelnden     Metalles    das Metall  bad unter fortschreitender Zufügung von  Verdickungsmitteln, beispielsweise durch Zu  fügung von weiteren Mengen eines Fluss  mittels, das verdickend wirkende Zusätze,  vorzugsweise in Mengen enthält, die auch  noch für die Verdickung des dünnflüssigen       Flussmittels    ausreichen, durchgewaschen wird.  



       Besonders    geeignet haben sich als dünn  flüssige     Flussmittel    wasserfreier     Karnallit     oder entsprechende noch     KCl-reichere    Ge  mische, wie     2KC1.        MgC1_,    erwiesen, deren    Schmelzpunkte bei     bezw.    noch     unterhalb     <B>58O',</B> das heisst mindestens etwa     7,0'    unter  dem Schmelzpunkt des reinen Magnesiums  liegen;

   doch lässt sich die angestrebte Wir  kung auch mit reinem wasserfreiem     Mag-          nesiumchlori_d,    das gegebenenfalls     schmelz-          punkterniedrigende    Zusätze anderer Chloride  als     Kaliumchlorid    enthalten kann, erzielen.

    Dabei kommt es nicht darauf an, ob man  unter Verwendung eines etwas grösseren Zu  satzes an     Flussmitteln    das Metall in einem  am Boden des Tiegels befindlichen Sumpf  des     Flussmittels        niederschmelzt    oder aber das       Flussmittel    in     Pulverförm    auf das einzu  schmelzende Metall aufstreut     bezw.        portions-          weise    entsprechend dem     Fortschritt    de:  Schmelzvorganges zuführt.

   In jedem Falle  kann durch das leicht schmelzende     Flussmittel     ein weitgehender Schutz des     Metalles    vor  stärkerer Oxydation beim Einschmelzen er  zielt werden. Sobald sich ein grösserer     .Sumpf     von eingeschmolzenem Metall gebildet hat,  kann man auch weitere Teile des     Flussmittels     auf die Oberfläche desselben in Form einer  dünnflüssigen Schutzdecke aufbringen, um  auch diesen Teil des     Metalles    vor .stärkerer  Oxydation zu schützen.  



  Wenn die gesamte zu behandelnde Me  tallmenge in schmelzflüssigem Zustande vor  liegt, so wird vorzugsweise zwecks Auf  nahme der im Metall enthaltenen Verunreini  gungen durch das     Flussmittel    die Schmelze in  der üblichen Weise kräftig durchgerührt,  was bei     Temperaturen    unterhalb etwa 800    ohne wesentliche Oxydation des     Metalles    er  folgen kann. Während -des     Durchwaschens     werden dem Metallbade die     bekannten    ver  dickend. wirkenden Zusätze, zweckmässig in  einer für die Verdickung des bereits vorhan  denen     Flussmittels    ausreichenden Menge, zu  gefügt.

   Man kann dabei so verfahren, dass  man weitere dem Bedarf entsprechende Men  gen eines     Flussmittels    zufügt, dessen Zusam  mensetzung grundsätzlich derjenigen der be  kannten Verdickungsmittel enthaltenen Fluss  mittel entspricht, wobei jedoch zweckmässig  der Gehalt an Verdickungsmitteln höher als  sonst üblich bemessen wird, um zu erreichen,      dass das neu zugefügte     Flussmittel    bei seiner  Vereinigung mit den im Metallbad bereits  enthaltenen dünnflüssigen Anteilen auch auf  die letzteren verdickend wirkt.

   Insbesondere  eignen sieh hierfür die bekannten Gemische  von     Magnesiumchlorid    und     Magnesiumfluo-          rid,        Calciumfluorid        und,/oder    Magnesium  oxyd oder von     Calciumchlorid    mit     Magnesium-          fluorid.     



  Nach beendigtem Rührvorgang, der bei  kleineren Einheiten im allgemeinen nicht  mehr als 1 Minute erfordert, aber je nach  dem Gehalt des     Metalles    an Verunreinigun  gen gegebenenfalls auch über längere Zeit  räume erstreckt     bezw.    öfters wiederholt wer  den kann, kann die Schmelze in der bekann  ten Weise mit einer schützenden Schicht eines       Flussmittels,    das einen normalen Gehalt von  Verdickungsmitteln aufweist, bedeckt, zweck  mässig zur Ausscheidung auch der letzten       agglomerierten        Flussmittelreste    aus .dem     Me-          tallregulus    auf eine Temperatur erheblich  über der Giesstemperatur erhitzt und,

   gege  benenfalls nach Abkühlung auf die Giess  temperatur, unter Zurückhaltung der zusam  menhängenden festen     Flussmitteldecke    durch       g        o        eeignete        Werkzeuge        (Krammstock        oder          dergl.)    vergossen werden.  



  Die erfindungsgemäss zu verwendenden       Flussmittel    können die Bestandteile in ein  facher Mischung enthalten. Zuweilen erweist  es sieh jedoch als     nveckmässiger,    die einzelnen       Bestandteile    der     Flussmittel    zuvor zusammen  zuschmelzen und nach dem Erstarren zu zer  kleinern, .da hierdurch eine innigere Mi  schung,der Bestandteile erzielt werden kann.  Den     Flussmitteln    können in an sich bekannter  Weise gegebenenfalls Zusätze von Salzen  eines bereits in der Legierung enthaltenen       Metalles    zugegeben werden, um ein Aus  waschen     des    letzteren durch die Behandlung  mit dem     Flussmittel    zu verhindern.

           Beispiel:       In einem     Busseisernen    Tiegel wird zu  nächst eine dünne Schicht eines aus wasser  freiem     Karnallit    bestehenden     Flussmittels     aufgestreut und hierauf     etwa   <B>30</B> kg einer    hochprozentigen     Magnesiumlegierung    in  Form von     Gussmasseln    eingesetzt und erhitzt.

    Sobald der Beginn -des Schmelzens erkennbar  wird, werden in kleinen Portionen     weitere     Mengen .des gleichen     Flussmittels        auf,die    noch  festen Metallstücke aufgestreut und nach  Bildung eines Metallsumpfes auch dessen  Oberfläche mit wenig wasserfreiem     Karnallit     bedeckt. Die bis zur Beendigung des Ein  schmelzens     verwendete        Flussmittelmenge    be  läuft sich auf 200 g.

   Nach Erreichen einer  Temperatur von etwa<B>720'</B> wird das Metall  mit Hilfe eines Rührstockes kräftig etwa  1 Minute lang durchgewaschen,     während     gleichzeitig insgesamt 250 g eines Fluss  mittels, bestehend aus    <B>70%</B>     MgCl,    wasserfrei  10 %     Mg0          2.0%        CaF2       in kleinen Portionen auf die Oberfläche des       Metalles    aufgestreut werden.

   Nach Beendi  gung des     Rührens    werden auf die Oberfläche  des     Metalles        etwa    150 g eines     Flussmittels     von der Zusammensetzung    80 %     Mgch     10 %     Mg0     10 %     CaF"       in gleichmässiger Dicke aufgestreut, die als  bald zu einer     zähezusammenhängenden    Decke  versintern.     Unter    dieser Decke wird dann der       Tiegelinhalt    auf etwa<B>850'</B> kurz überhitzt,  alsdann auf die Giesstemperatur von<B>760'</B>  abgekühlt und in     bekannter    Weise vergossen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Umschmelzen und Rei nigen von Magnesium und Magnesiumlegie- rungen, unter Verwendung von chloridhal- tigen Flussmitteln mit verdickend wirkenden Zusätzen, daidurch gekennzeichnet, dass das Metall unter Verwendung von dünnflüssigen Flussmitteln geschmolzen wird, worauf bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes des zu behandelnden Metalles das 14Tetallbad unter fortschreitender Zufügung von Verdik- kungsmittelndurchgewaschen wird.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man Flussmittel ver wendet, die unterhalb der Schmelztem peratur des Metalles flüssig werden. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz von Ver dickungsmitteln unter Verwendung eines verdickend wirkende Zusätze enthaltenden Flossmittels erfolgt. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un- . teranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das verdickend wirkende Zusätze ent- haltende Flussmittel die letzteren in Men gen enthält, .die auch noch für die Ver dickung des dünnflüssigen Flussmittels ausreichen. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abschluss der Behandlung auf dem Metall eine verdik- kende Flussmittelschutzdecke erzeugt und das Metall auf Temperaturen von mehr als 80:0 erhitzt wird.