Procédé de fabrication d'un alliage de magnésium. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un alliage de i contenant du zinc et du zirconium.
On sait que les propriétés mécaniques de quelques alliages de magnésiiun sont amélio rées en y incorporant du zirconium. Il est bien connu que beaucoup de métaux peuvent être introduits directement dans d'autres mé taux pour former des alliages. Par exemple, du zinc peut être ajouté directement à du inagnésiiim pour former un alliage de magné sium et de zinc.
Dans le cas du zirconium, ce pendant, des difficultés se produisent lors de son introduction dans le magnésium en raison de la sensible différence entre les points de fusion des deux métaux, de la solubilité rela tivement faible du zirconium clans le magné sium fondu et de la facilité avec laquelle le zirconium oxyde d'autres éléments, se com bine avec @cux ou est précipité par eux. Si le zirconium est introduit sous la forme d'un composé, tel qu'un halogénure, pour être ré duit in situ, il y a tendance pour l'élément libéré (halogène) à se combiner avec la ma- gnésiuni,
ce qui est désavantageux.
On est maintenant parvenu à effectuer l'addition directe à du magnésium fondu d'un maître alliage ternaire qui introduit dans le magnésium les proportions désirées de zinc et de zirconium sans les difficultés -rencontrées jusqu'ici dans l'introduction de zirconium lors de la fabrication de tels alliages.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on ajoute à du magnésium fondu, tout en maintenant une température d'envi ron 800 C, du- zinc et du zirconium sous la forme d'iw maître alliage contenant du zinc, 8 à 15 % de magnésium et 5 à 30 % de zir conium.
On a trouvé que la présence de magnésium dans le maître alliage joue un rôle important. Elle réduit le poids spécifique de la masse, de sorte que le zirconium se trouve immergé dans la masse une fois qu'il est fluide, évi tant ainsi la perte par oxydation du zirconium fluide en surface, ce qui se produit lorsque de la poudre de zirconium finement divisé est ajoutée<B>à du</B> zinc seul. Elle réduit la tension de vapeur du zinc et facilite ainsi l'incorpo ration du zirconium dans le zinc en permet tant l'emploi -de températures supérieures, de sorte qu'on peut obtenir le rapport le plus avantageux du zinc au zirconium dans le maître alliage.
De plus, elle facilite l'obten tion d'un rapport. élevé du zirconium métal lurgiquement efficace au zirconium total dans le maître alliage.
Le maître alliage contient du zinc, 8 à 15 % de magnésium et 5 à 30 % de zirconüun. 101/o de _ magnésium constitue le minimum préféré.
Un alliage particulièrement avanta- geux contient 14% de magnésium et 130/0 de zirconium. Le zirconium, dans cet alliage particulier, peut. varier entre 12 et 140/0. Le magnésium réduit la tension de vapeur du zinc à tel point -que le zirconium peut être introduit dans le maître alliage à des tempé ratures de 750 à 800 C sans provoquer de perte appréciable de zinc.
La majeure partie du zirconiiun est présente dans le maître alliage sous une forme soluble dans les acides, forme qui a les meilleurs effets métallurgi ques en communiquant les propriétés méca niques désirées à l'alliage de coulage à fabri quer. Tout le zinc du maître alliage entre dans l'alliage de coulage à former, mais une partie du zirconium n'y entre pas. Ainsi, le rapport dti zinc au zirconium dans le maître alliage doit être inférieur :au rapport désiré du zinc au zireoninin, dans l'alliage de cou rage à former.
Pour préparer le maître alliage, le magné sium est ajouté à du zinc fondu et le zirco nium est ensuite ajouté à la masse fondue sous forme :de poudre métallique, de préfé rence à 100 mailles ou même plus fine, en agitant à une température d'environ 750 C. Les proportions de magnésiiuu et de zirco nium peuvent varier entre les limites indi- riuées pour donner le maître alliage le mieux adapté pour introduire dans le magnésium fondu les proportions désirées de zinc et de zirconium pour l'alliage final de magnésium.
De préférence, la poudre de zirconium peut être mélangée avec un sel fondant ou un mélange de sels ayant un point de fusion inférieur à la température d'alliage utilisée. Le but de ce fondant est principalement de permettre que l'alliage se forme sans oxyda tion de zirconitun et de fournir une pellicule de fondant protecteur sur l'alliage fondu et autour de chaque particule de zirconium avant qu'il soit incorporé à la masse fondue.
L'emploi d'un fondant courant à halogénure, tel que celui contenant 501/o de chlorure de magnésiiun et 50% de chlorure de potassium, atteint cet objectif, mais il est aussi possi ble de se passer d'un tel fondant solide pro- tecteur en employant un vaisseau fermé dans lequel l'air est déplacé et empêché d'entrer par la présence d'im courant de gaz inerte tel que de l'argon ou de l'hélium purifiés.
Si, cependant, on emploie un sel fondant, le poids spécifique du maître alliage est tel que le fondant fondu est facilement séparé de l'alliage sous forme d'un laitier flottant une fois que l'alliage est terminé.
On sait que des métaux tels que le fer, le siliciiun, le titane et l'aluminitun ont Lui effet nocif sur les propriétés mécaniques des allia- ges de contenant du zirconium, en empêchant l'introduction de zirconiiun suffi samment efficace, par suite de. la formation de composés insolubles. Ainsi, le zinc, le ma gnésium et le zirconium employés doivent être autant qu'il se peut exempts de telles impu retés.
Pour préparer l'alliage à base de magné sium, le magnésium est fondu. Le maître alliage est ajouté à la masse fondue et une température d'environ 800 C est maintenue jusqu'à ce que le maître alliage soit fondu et uniformément incorporé à la masse.
A method of manufacturing a magnesium alloy. The present invention relates to a process for manufacturing an alloy of i containing zinc and zirconium.
It is known that the mechanical properties of some magnesium alloys are improved by incorporating zirconium therein. It is well known that many metals can be introduced directly into other metals to form alloys. For example, zinc can be added directly to inagnesium to form an alloy of magnesium and zinc.
In the case of zirconium, however, difficulties arise during its introduction into magnesium due to the marked difference between the melting points of the two metals, the relatively low solubility of zirconium in molten magnesium and the ease with which zirconium oxidizes, combines with, or is precipitated by other elements. If the zirconium is introduced as a compound, such as a halide, to be reduced in situ, there is a tendency for the released element (halogen) to combine with the magnesiuni,
which is disadvantageous.
We have now succeeded in carrying out the direct addition to molten magnesium of a ternary master alloy which introduces the desired proportions of zinc and zirconium into the magnesium without the difficulties encountered so far in the introduction of zirconium during the production. manufacture of such alloys.
The process according to the invention is characterized in that one adds to molten magnesium, while maintaining a temperature of about 800 C, zinc and zirconium in the form of a master alloy containing zinc, 8 15% magnesium and 5-30% zir conium.
It has been found that the presence of magnesium in the master alloy plays an important role. It reduces the specific weight of the mass, so that the zirconium is immersed in the mass once it is fluid, thus avoiding the loss by oxidation of the fluid zirconium on the surface, which occurs when powder of Finely divided zirconium is added <B> to </B> zinc alone. It reduces the vapor pressure of the zinc and thus facilitates the incorporation of the zirconium into the zinc allows it to be used at higher temperatures, so that the most advantageous ratio of zinc to zirconium can be obtained in the master. alloy.
In addition, it makes it easier to get a report. high from lurgically efficient metal zirconium to total zirconium in the master alloy.
The master alloy contains zinc, 8-15% magnesium and 5-30% zircon. 101% magnesium is the preferred minimum.
A particularly advantageous alloy contains 14% magnesium and 130% zirconium. Zirconium, in this particular alloy, can. vary between 12 and 140/0. Magnesium reduces the vapor pressure of zinc to such an extent that zirconium can be introduced into the master alloy at temperatures of 750 to 800 C without causing appreciable loss of zinc.
Most of the zirconium is present in the master alloy in an acid soluble form, which form has the best metallurgical effects imparting the desired mechanical properties to the casting alloy to be made. All the zinc from the master alloy enters the casting alloy to be formed, but some of the zirconium does not. Thus, the ratio of zinc to zirconium in the master alloy must be lower than: the desired ratio of zinc to zireoninin, in the coating alloy to be formed.
To prepare the master alloy, magnesium is added to molten zinc and zirconium is then added to the molten mass in the form of: metallic powder, preferably 100 mesh or even finer, stirring at a temperature of 'approximately 750 C. The proportions of magnesium and zirconium may vary between the limits indicated to give the master alloy best suited to introduce into the molten magnesium the desired proportions of zinc and zirconium for the final magnesium alloy. .
Preferably, the zirconium powder can be mixed with a flux salt or a mixture of salts having a melting point lower than the alloy temperature used. The main purpose of this flux is to allow the alloy to form without the oxidation of zirconitun and to provide a protective film of flux over the molten alloy and around each zirconium particle before it is incorporated into the melt. .
The use of a common halide flux, such as that containing 501% magnesium chloride and 50% potassium chloride, achieves this objective, but it is also possible to dispense with such a professional solid flux. - detector by employing a closed vessel in which air is displaced and prevented from entering by the presence of a stream of inert gas such as purified argon or helium.
If, however, a flux salt is employed, the specific gravity of the master alloy is such that the molten flux is easily separated from the alloy as a floating slag after the alloy is complete.
It is known that metals such as iron, silicon, titanium and aluminitun have a harmful effect on the mechanical properties of alloys containing zirconium, by preventing the introduction of sufficiently effective zirconia, as a result of . the formation of insoluble compounds. Thus, the zinc, magnesium and zirconium used should be as free as possible from such impurities.
To prepare the magnesium-based alloy, the magnesium is melted. The master alloy is added to the melt and a temperature of about 800 C is maintained until the master alloy is melted and uniformly incorporated into the mass.