Composition destinée<B>à</B> être utilisée dans la production ou lors de la refonte d'un alliage <B>à</B> base de magnésium contenant au moins un métal<B>du</B> groupe des terres rares. La présente invention se rapporte<B>à</B> une composition destinée<B>à</B> être utilisée dans la production d'alliages<B>à</B> base de magnésium, pour assurer notamment Fintroduction dans l'alliage d'un ou plusieurs métaux du groupe des terres rares en quantités n'excédant d'or dinaire pas 1.5% et comprises de préférence entre<B>1</B> et<B>8</B> 1/o, et pouvant aussi être employée lors de la refonte de tels alliages.<B>Il</B> est pos sible d'obtenir les métaux du groupe des terres rares sous forme métallique,
mais ils sont généralement contaminés par des quantités appréciables de fer et de silicium. Ces impu retés sont nuisibles quand elles sont intro duites dans des alliages de magnésium, spé cialement dans de tels alliages contenant du zirconium. On a trouvé que des proportions même relativement faibles de fer et de sili cium gênent d'une manière considérable l'intro duction du zirconium dans le magnésium. En conséquence, on a envisagé la possibilité d'in troduire les métaux du groupe des terres rares en utilisant des sels réductibles de ces métaux.
Il a été proposé (voir brevet anglais NO <B>342586)</B> d'incorporer du chlorure de cérium dans les fondants utilisés avec des alliages contenant des métaux du groupe des terres rares, ces fondants contenant du chlorure de magnésium, le rôle du chlorure de cérium étant de donner naissance<B>à</B> une quantité suffisante de cérium par réaction avec le magnésium, pour compenser la perte en cérium qui serait produite autrement par réaction avec le chlorure de magnésium. On a effectué un certain nombre d'expériences avec le chlo rure de cérium, mais cette substance est déli quescente, volatile, facilement hydrolysée et coûteuse, de sorte qu'elle ne convient pas pra tiquement comme source de cérium. En outre, la réduction du chlorure de cérium par le magnésium est loin d'être complète.
Ces re marques sont également valables pour les chlorures des autres métaux du groupe de.-, terres rares.
On a essayé, en conséquence, d'utiliser les fluorures des métaux du groupe des terres rares dans la production des alliages. Cepen dant, ces fluorures sont des corps<B>à</B> haut point de fusion, et il semble par conséquent dési rable de chercher un solvant approprié pour faciliter la réduction aux températures qui conviennent au traitement du magnésium. Les expériences ont montré que les fluorures des métaux du groupe des terres rares sont inso lubles dans les chlorures des métaux alcalins et aussi dans les chlorures des métaux alca lino-terreux avec lesquels ils ne réagissent pas.
On a essayé différents mélanges<B>à</B> bas point de fusion de fluorures de métaux alcalins et alcalino-terreux,<B>à</B> l'exclusion cependant des fluorures de sodium NaF et de potassium KP qui sont réduits par le magnésium, comme il est bien connu. On a trouvé que l'on Peut préparer divers mélanges de fluorures ayant un point de fusion approprié, dans lesquels les fltiorures des métaux du groupe des terres rares sont facilement solubles. De tels mé langes<B>à</B> bas point de fusion, cependant, con tiennent tous du fluorure de lithium, dont l'utilisation pratique ne peut être envisagée par suite de son prix.
Concernant lutilisation du fluorure de potassium, on a trouvé que ce corps donne un mélange<B>à</B> bas point de fusion avec les fluorures des métaux du groupe des terres rares si les proportions de ces substances sont maintenues dans certaines limites, et que si l'on ajoute une quantité suffisante d'un chlo rure de métal alcalin, en particulier de chlo rure de potassium, pour éviter que ce mélange ne réa-isse violemment avec le magnésium, la composition résultante peut être utilisée pour introduire les métaux du groupe des terres rares dans le magnésium.
On a trouvé aussi que les alliages de métaux dit groupe des terres rares obtenus en -utilisant ces composi tions sont d'une qualité supérieure aux alliages obtenus<B>à</B> partir des chlorures de ces métaux.
La composition selon l'invention, destinée <B>à</B> être utilisée dans la production ou la refonte d'un alliage<B>à</B> base de magnésium contenant an moins un métal du groupe des terres rares, est caractérisée en ce qu'elle contient<B>25-75</B> 1/o d'au moins un fluorure dun métal du groupe des terres rares, 10-301/o de fluorure de po tassium, servant<B>à</B> dissoudre le ou les fluorures ssusdits lors de l'utilisation de la composition, et<B>15 à 50</B> % d'aia moins un chlorure d'un mé tal alcalin.
Ce dernier a pour effet, lors de la production d'un alliage, d'éviter une réaction violente. La température d'alliage peut être <B>a</B> comprise entre<B>700</B> et<B>8500.</B> La composition peut contenir en outre un ou des chlorures de métaux alcalino-terreux en proportion n'excé dant pas 51/o, le chlorure de magnésium étant absent de préférence; elle peut contenir égale- 5 ment jusqu'à<B>5</B> 1/o de fluorure de sodium.
Le chlorure de métal alcalin est, de préfé rence, au moins en plus grande partie, du chlorure de potassium. La composition peut contenir une quan tité de fluorure de potassium qui, tout en restant dans les limites spécifiées, est un peu plus élevée que la quantité nécessaire pour dissoudre le fluorure du métal du groupe des terres rares, en vue d'obtenir une plus grande fluidité<B>à</B> la température d'alliage; dans ce cas, on utilise de préférence une proportion augmentée d'une manière correspondante de chlorure de métal alcalin.
Le fluorure de potassium utilisé est présent, de préférence, au moins en proportion équimoléculaire rela tivement au flaorure du métal du groupe des terres rares. Le chlorure de métal alcalin utilisé est présent, de préférence, an moins en proportion chimiquement équivalente relative ment au fluorure de potassium. Par propor tion chimiquement équivalente , on entend le rapport entre le poids moléculaire du chlo rure alcalin divisé par la valence du métal de ce chlorure el, le poids moléculaire du fluorure de potassium.
Pour le LiCI, ce rap port est<B>0,73,</B> pour le NaCI, <B>1,00,</B> pour le KCI <B>1,28,</B> pour le MgC]2 <B>0,82,</B> etc.
La quantité de chlorure de métal alcalin est, de préférence, de<B>5 à</B> 15% supérieure<B>à</B> la quantité<B>de</B> fluorure de potassium, le pour centage étant calculé sur le poids total de la composition, et de 20<B>à</B> 351/o inférieure<B>à</B> la quantité de fluorure du métal du groupe des terres rares. La teneur totale en chlorure de métal alcalin et fluorure de potassium est de préférence inférieure de 151/o <B>à</B> la quantité de fluorure du métal du groupe des terres rares.
Les composants de la composition sont de préférence présents dans les limites suivantes: Pluorure du métal du groupe des terres rares de 45<B>à 65</B> % Fluorure de potassitun de 12<B>à</B> 25% Chlorure de métal alcalin de 20<B>à</B> 40<B>/0</B> Par exemple, une composition qui con tient<B>55</B> 1/o de fluorure dun métal du groupe des terres rares,<B>17</B> 1/o de fluorure de potas sium et<B>28</B> % de chlorure de métal alcalin donne des résultats satisfaisants.
La composition peut contenir encore les autres composants suivants: <B>10</B> un ou plusieurs chlorures ou oxydes des métaux du groupe des terres rares, cha cun de ces corps n'excédant pas<B>10</B> %, et le total de ces corps n'excédant pas 151/o; 21, jusqu'à 51/o d'un ou plusieurs oxydes inertes vis-à-vis du magnésium et qui ne réagissent pas avec les chlorures des métaux du groupe des terres rares, MgO par exemple (de préférence jusqu'à 2%);
<B>30</B> jusqu'à<B>5</B> '/o d'un ou plusieurs fluorures de métaux alcalino-terreux,<B>y</B> compris le magnésium; la quantité totale de ces fluorures et des oxydes mentionnés ci-dessus sous 2 peut aller jusqu'à<B>5</B> '/o au maximum, et ne dépas sera pas 2 '/o de préférence; 4" jusqu'à<B>10</B> % (et de préférence jusqu'à <B>5</B> %) d'au moins un bromure de métal alcalin ou alcalino-terreux; <B>51></B> du chlorure de lithium et/ou bromure de lithium, par exemple jusqu'à 10% (de préférence moins de 51/o).
La proportion totale, dans la composition, des fluorures des métaux du groupe des terres rares, du fluorure de potassium et du chlo rure de métal alcalin peut être de<B>80</B> '/o au moins, et de préférence d'au moins<B>95</B> %.
Dans l'utilisation de la composition<B>à</B> la production d'alliages au magnésium contenant, par exemple, environ<B>3</B> % de métaux du groupe des terres rares, on peut opérer comme suit: Le magnésium, ou l'alliage de magnésium qui doit être fondu est chargé dans un creu set, dans lequel on ajoute une quantité de la composition égale<B>à</B> 12 '/o environ du poids du métal. Quand la fusion est complète, la température du métal est portée<B>à 8300</B> C environ, et le métal est brassé pendant<B>10 à</B> <B>15</B> minutes en utilisant un outil<B>à</B> alliage con sistant en une plaque perforée munie d'un manche disposé<B>à</B> angle droit de la plaque.
Pendant le brassage, il est désirable dutiliser un fondant qui ne contient pas de chlorure de magnésium (par exemple le fondant décrit dans le brevet anglais<B>NI' 652235).</B>
La composition peut être mise en contact avec le magnésium ou l'alliage de magnésium par d'autres méthodes. Par exemple, la com position peut être ajoutée sous forme de blocs ou de poudre au métal fondu, ou<B>le</B> métal peut être versé sur la composition, cette der nière étant soit<B>à</B> l'état solide, soit<B>à</B> l'état fondu. Un brassage mécanique peut rempla cer le brassage<B>à</B> la main.
Quand on prépare des alliages contenant <B>à</B> la fois du zirconium et des métaux du groupe des terres rares, l'addition du zirco nium peut être faite avant ou après l'intro duction des métaux dit groupe des terres rares, ou encore simultanément<B>à</B> cette intro duction.
Pour l'introduction du zirconium, on peut utiliser avantageusement la composition d'alliage décrite dans le brevet américain No 2452914, cette dernière étant chargée dans le creuset avec le métal qui doit être fondu, ou étant mise en contact avec, l'alliage fondu de toute autre manière, par exemple en bras sant la composition sous forme de blocs ou de poudre dans le métal fondu, ou en versant le métal fondu sur la composition, cette dernière étant soit<B>à</B> l'état solide, soit<B>à</B> l'état liquide. On peut utiliser un brassage mécanique.
Pour la refonte d'Lin lingot ou de frag ments d'un alliage contenant des métaux du groupe des terres rares, il est désirable d'in troduire dans le creuset une nouvelle quantité d <B>,</B> une composition conforme<B>à</B> l'invention, cette composition étant de préférence intro duite dans le creuset avant les fragments ou en même temps qu'eux, Elle peut être cepen dant ajoutée,<B>à</B> un stade ultérieur. Le poids de la composiiion nécessaire pour la refonte d'un alliage contenant<B>3</B> '/o de métaux du groupe des terres rares peut être égal, par exemple, <B>à 1</B> ou 2 '/o du poids de l'alliage, et l'emploi de cette composition permet de contrôler étroitement la teneur de l'alliage final en ces métaux.
Dans la production des alliages<B>à</B> base de, magnésium contenant du zirconium aussi bien que des métaux du groupe des terres rares, la- substance contenant le zirconium peut être introduite dans le magnésium fondu en même temps que la composition contenant les mé- taux du groupe des terres rares ou après cette dernière.