Procédé de préparation d'un alliage ultra-léger. Les alliages ultra-légers utilisés actuelle ment dans l'industrie sont généralement à base de magnésium.
D'autre part, les alliages contenant plus de quelques pour-cent de calcium étaient jus qu'à présent considérés comme inemployables par suite de la grande sensibilité du calcium vis-à-vis de l'humidité, et c'est, pourquoi la tech nique moderne ne connaît pas un seld alliage destiné à des buts industriels, contenant plus de 2-3 % de calcium (exemple d'alliage connu: métal pour les coussinets - plomb avec 2-21/2% de Ca).
Il a été maintenant découvert que les alliages de Ca et de Mg, contenant autour de 201/o de Ca, c'est-à-dire les alliages dont la composition correspond sensiblement à celle de l'eutectique: Mg-combinaison Ca11Tg, pos sèdent des propriétés très intéressantes pour la technique, propriétés qui permettent de les employer, dans l'industrie métallurgique, par exemple pour la fabrication de carters d'au tomobiles. Ces propriétés sont: 1 Grande dureté - environ<B>100</B> Brinell. 2 Très bonne propriété de coulage.
3 Très grande résistance contre la corro sion. (A titre d'exemple, une pièce coulée en un tel alliage a résisté pendant plus de dix années aux influences corrosives de l'air.) Etant donné le coût très élevé d'un tel alliage obtenu directement avec du Mg et du Ca métalliques, on a cherché à obtenir des alliages à base de magnésium et contenant du calcium en partant d'un produit naturel très répandu et très bon marché, la dolomie, c'est- à-dire le double carbonate 11gC0;;
. CaCO,,. L'utilisation de la dolomie a été envisagée déjà pour la production du 3I- métallique et ci utilise actuellement industriellement des procédés électrolytiques de fabrication du Mg à partir de la dolomie. Ces procédés compor tent, toutefois, une séparation des deux mé taux Mg- et C'a ainsi qu'une élimination des impuretés - Fe, Al, etc., avant l'électro lyse, opérations qui sont très coûteuses.
La présente invention comprend donc un procédé de préparation d'un alliage ultra- léger à base de magnésium, par voie électro lytique, qui permet d'éviter ces frais par le fait qu'il ne comporte aucune opération de séparation ni d'épuration avant l'électrolyse, d'où grande réduction du prix de revient.
Selon ce procédé, après chloruration de la dolomie brute, on soumet la phase liquide for mée par le mélange des chlorures résultant de cette chloruration à une électrolyse ignée, <B>s</B> sans purification ni séparation préalables des- dits chlorures.
L'invention comprend égale ment un alliage obtenu par ledit procédé et dont la composition est telle que, bien que contenant plus de 16 % de Ca, il ne se corrode pas à l'air.
En pratique, ce procédé selon l'in vention peut être mis en aeuvre de la manière suivante: On transforme en premier lieu, par des procédés connus, par voie sèche ou par voie humide, la dolomie en un mélange de chlo rures, puis (après déshydratation éventuelle), on fond ce mélange anhydre et on électrolyse la phase liquide obtenue. Avant l'électrolyse, on ajoute du BaC12 en quantité telle, que le poids spécifique de l'électrolyte soit supérieur à celui du mélange MgCa liquide, comme cela se fait toujours pour l'électrolyse du Mg.
Au cours de l'électrolyse, le fer qui pourrait se trouver encore dans l'électrolyte (le fer dans sa majeure partie sublime sous forme de FeC13 pendant le chauffage des chlorures) se dépose le premier sur la cathode. L'aluminium qui n'aurait pas sublimé sous forme de AlC13 pendant ledit chauffage ne peut avoir aucune influence sur les qualités de l'alliage, vu ses faibles proportions.
Il n'y a donc, suivant ce procédé, aucune séparation préalable des deux principaux com posants (Mg et Ca) de la phase liquide sou mise à l'électrolyse, ni d'élimination des im puretés (Al, Fe, etc.).
Le rapport entre le Mg et le Ca dans le bain d'électrolyte est fonction de la composi tion de la dolomie utilisée comme matière pre mière et change pendant la durée de l'élec trolyse; cependant, une proportion particu lièrement intéressante est celle qui correspond à l'eutectique à 20 % de calcium, à laquelle on peut toujours arriver en choisissant une valeur déterminée de la tension du courant durant l'opération d'électrolyse.
Le four pour électrolyse pourra être de n'importe quel type adéquat, par exemple du type employé pour la production de Mg par électrolyse. Exemple: Une dolomie de la composition suivante: 11IgC03 421/o CaCO3 521/o Fe 20/0 Al 0,51/0 SiO2 10/0 est chlorurée par du chlore sec, de facon con nue et dans des fours habituellement employés dans ce but.
Pendant la chloruration une par tie de A1 et de Fe s'évapore sous forme de A1C13 et de FeC13; le Mg, le Ca et les restes de Fe et de A1 forment, à l'état de chlorures, ime phase liquide (fondue) constituée par un mélange de MgCl., CaClavec de petites quantités de AICh et de FeCl,, (éventuelle ment PeCl3); le SiO#j et les silicates restent dans le résidu.
La phase liquide obtenue (t de fusion r - 600'C) est versée, sans aucune purifica tion, dans une cuve d'électrolyse de n'importe quelle construction adéquate, par exemple du type employé pour la pro duction de Mg, et y est soumise à l'élec trolyse. Les petites quantités de Fe contenues dans l'électrolyte se déposent dès le début sur la cathode et, comme le Fe ne se dissout pas dans l'alliage Ca-llg, il ne gêne en rien les opérations. Au commencement (après le Fe) se dépose sur la cathode du Mg fondu presque pur et qui, par la suite, s'enrichit. de Ca.
Process for preparing an ultralight alloy. The ultra-light alloys currently used in industry are generally based on magnesium.
On the other hand, alloys containing more than a few percent of calcium were heretofore considered as unusable due to the great sensitivity of calcium to humidity, and this is why the Modern technology does not know a salt alloy intended for industrial purposes, containing more than 2-3% of calcium (example of a known alloy: metal for the bearings - lead with 2-21 / 2% of Ca).
It has now been discovered that the alloys of Ca and Mg, containing around 201 / o of Ca, that is to say the alloys whose composition substantially corresponds to that of the eutectic: Mg-combination Ca11Tg, pos These have very interesting properties for the technique, properties which allow them to be used in the metallurgical industry, for example for the manufacture of automobile housings. These properties are: 1 High hardness - approximately <B> 100 </B> Brinell. 2 Very good casting property.
3 Very high resistance against corrosion. (By way of example, a casting of such an alloy has withstood the corrosive influences of air for more than ten years.) Given the very high cost of such an alloy obtained directly with metallic Mg and Ca , attempts have been made to obtain alloys based on magnesium and containing calcium starting from a very widespread and very inexpensive natural product, dolomite, that is to say the double carbonate 11gC0 ;;
. CaCO ,,. The use of dolomite has already been envisaged for the production of 3I-metallic and it currently uses industrially electrolytic processes for the production of Mg from dolomite. These processes involve, however, a separation of the two metals Mg- and C'a as well as a removal of the impurities - Fe, Al, etc., before electrolysis, operations which are very expensive.
The present invention therefore comprises a process for preparing an ultralight alloy based on magnesium, by electrolytic route, which makes it possible to avoid these costs by the fact that it does not include any separation or purification operation before. electrolysis, resulting in a great reduction in the cost price.
According to this process, after chlorination of the crude dolomite, the liquid phase formed by the mixture of chlorides resulting from this chlorination is subjected to igneous electrolysis, <B> s </B> without prior purification or separation of the said chlorides.
The invention also comprises an alloy obtained by said process and of which the composition is such that, although containing more than 16% of Ca, it does not corrode in air.
In practice, this process according to the invention can be implemented in the following manner: First, by known processes, by the dry or wet route, the dolomite is converted into a mixture of chlorides, then ( after optional dehydration), this anhydrous mixture is melted and the liquid phase obtained is electrolysed. Before electrolysis, BaC12 is added in an amount such that the specific weight of the electrolyte is greater than that of the liquid MgCa mixture, as is always done for the electrolysis of Mg.
During electrolysis, any iron that might still be in the electrolyte (most of the iron sublimates as FeC13 when the chlorides are heated) is deposited first on the cathode. The aluminum which would not have sublimated in the form of AlCl3 during said heating cannot have any influence on the qualities of the alloy, given its low proportions.
There is therefore, according to this process, no prior separation of the two main components (Mg and Ca) from the liquid phase subjected to electrolysis, nor elimination of im purities (Al, Fe, etc.) .
The ratio between Mg and Ca in the electrolyte bath is a function of the composition of the dolomite used as raw material and changes during the duration of the electrolyte; however, a particularly interesting proportion is that which corresponds to the 20% calcium eutectic, which can always be achieved by choosing a determined value of the voltage of the current during the electrolysis operation.
The electrolysis furnace can be of any suitable type, for example of the type used for the production of Mg by electrolysis. Example: A dolomite of the following composition: 11IgC03 421 / o CaCO3 521 / o Fe 20/0 Al 0.51 / 0 SiO2 10/0 is chlorinated with dry chlorine, in a known manner and in ovens usually employed in this field. goal.
During the chlorination part of A1 and Fe evaporates in the form of A1C13 and FeC13; Mg, Ca and the remains of Fe and A1 form, in the form of chlorides, a liquid phase (molten) consisting of a mixture of MgCl., CaCl with small quantities of AICh and FeCl ,, (possibly PeCl3); the SiO # j and the silicates remain in the residue.
The liquid phase obtained (melting t r - 600 ° C) is poured, without any purification, into an electrolytic cell of any suitable construction, for example of the type used for the production of Mg, and y is subjected to electrolysis. The small amounts of Fe contained in the electrolyte are deposited on the cathode from the start and, since Fe does not dissolve in the Ca-llg alloy, it does not interfere with operations. At the beginning (after the Fe), almost pure molten Mg is deposited on the cathode and which, subsequently, becomes richer. this side.