CH499622A - Verfahren zum Schmelzreinigen einer Legierung - Google Patents

Description

  Verfahren zum Schmelzreinigen einer Legierung    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzrei  nigen einer Legierung in einem Tiegel, die zwei Metall  komponenten enthält, von denen die eine gegenüber dem  Tiegelmaterial reaktionsfreudig, die andere reaktions  träge ist.  



  Bei der Erzeugung einer solchen Legierung, wie z.B.  der im Schweizer-Patent Nr. 492 790 beschriebenen, kön  nen sich selbst     beim    Einhalten der dort angegebenen  Bedingungen oxydische Verunreinigungen durch Reak  tion der Legierungskomponenten mit dem Tiegelmaterial  bilden.  



  Um diese Oxydverunreinigungen zu entfernen, emp  fiehlt es sich, die Legierungsschmelze unter Vakuum mit  Kohlenstoff zu behandeln. Die Legierung kann dabei  entweder durch Erschmelzen im Vakuum bei wenigstens  10-3 Torr in einem Kohlenstoffbehälter, vorzugsweise  der Legierung im Vakuum bei wenigstens  10-3 Torr in irgendeinem geeigneten Tiegel geläu  tert werden, dessen Inhalt dann     Kohlenstoff    zugefügt  wird.

   Es wird angenommen, dass die Entfernung der  Oxydverunreinigungen bei einer Nickel-Titan-Legierung  nach folgender Reaktionsgleichung erfolgt:  
EMI0001.0002     
  
    Ti4Ni2O <SEP> -i- <SEP> C <SEP> -> <SEP> 4 <SEP> Ti <SEP> -f- <SEP> 2Ni <SEP> -I- <SEP> CO <SEP> T       Die Reinigungswirkung des Kohlenstoffs kann durch  Hinzufügen eines Metalls zur Schmelze, das eine hohe       Bildungswärme    aufweist und nicht mit den Metallen  legiert, die in der Schmelze vorhanden sind, noch gestei  gert werden. Beispielsweise wird ein Überschuss von  Calcium- oder Magnesiummetall (basierend auf dem  notwendigen Überschuss, um die vorhandenen Oxydver  unreinigungen binden zu können) unter den Spiegeln der  Schmelze im Graphittiegel gegeben, wobei dieses Metall  und der Sauerstoff ein Oxyd bilden, das als Schlacke  abgezogen erden kann.

   Wenn die Reinigung beendigt ist,  wird das Metall mit dem höheren Dampfdruck durch  Anwendung der Vakuumtechnik entfernt. Die Reinigung  kann auch dadurch gefördert werden, dass Wasserstoff in  die geschmolzene Legierung in dem Graphittiegel gebla-    sen wird, wobei der Wasserstoff mit den Oxydverunreini  gungen sich verbindet und Wasserdampf bildet.  



  Beispiele für reaktionsfreudige Metallkomponenten  sind die Metalle der Gruppe IV des Periodensystems, wie  Hafnium, Zirkonium und Titan, sowie die seltenen  Erden, wie Cer. Beispiele für reaktionsträge Metallkom  ponenten sind Eisen, Kobalt, Kupfer, Indium, Alumi  nium, Nickel, Gold oder Blei.  



  Die Durchführungsmöglichkeit des Reinigungsverfah  rens ist sehr vielfältig. So kann beispielsweise die Schmel  ze vor dem Erstarren in einen Graphittiegel gegossen  werden, wobei sie unter Vakuum im Schmelzzustand  gehalten wird. Zur Reinigung kann aber auch von einem  festen Barren ausgegangen werden, indem dieser in einem  Graphittiegel unter Vakuum erschmolzen wird.  



  Die Reinigung kann auch dadurch bewirkt werden,  dass die geschmolzene Legierung durch einen kohlenstoff  haltigen Einlauftrichter unter Vakuum in die Form  gegossen wird, in der das Erstarren erfolgen soll.  



  Zur Läuterung der Legierung aus der flüssigen oder  festen Form kann noch eine speziell ausgebildete     Form     aus hochdichtem gereinigtem Graphit herangezogen wer  den. Um die Form ist eine geeignete Induktionsspule mit  Abgriffen gelegt, so dass besondere Teile der     Form    in der  Wärme regelbar sind.  



  Wenn die Charge, die in die Form gegeben werden  soll, geschmolzen ist, dann wird die Form auf eine  Temperatur vorgewärmt, die oberhalb des Schmelzpunk  tes der betreffenden Legierung liegt. Nach dem Füllen  der     Form    wird die Induktionsspule vom Boden der Form  her allmählich ausgeschaltet. Indem das Gussstück vom  Boden der Form nach oben zum Erstarren gebracht wird,  ist es möglich, ein Minimum an Schwindungslunker zu  erzeugen, der sich dann im Bereich des Giesstrichters  ausbildet. Durch das Giessen in die     vorerwärmte    Form  wird eine feine Gussoberfläche bei optimaler Gefügeaus  bildung bei dünnwandigen Querschnitten und minimaler       Porosität    über den Querschnitt erzielt.  



  Wenn die Charge, die in die Form gegeben werden  soll, fest ist, dann wird der Barren in einen     Graphittrich-          ter    über der     Form    gegeben, wobei die Induktionsspule      sich auch um den Trichter windet. Die Form und der  Trichter werden erwärmt, wodurch die Legierung im  Trichter schmilzt und in die Form fliesst. Die Erstarrung  wird dann in der zuvor erwähnten Weise durchgeführt,  d.h. der Lunker wird in den Trichter verlegt.  



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren wird am folgenden  Ausführungsbeispiel erläutert.  



  <I>Beispiel</I>  Eine Nickel-Titan-Legierung von 55 Gewichtsprozent  Nickel und im übrigen Titan wird schmelzgereinigt,  indem die Legierung in einen hochdichten Graphittiegel  gegeben wird, der dann in einen Induktionsofen einge  setzt wird. Hierauf wird ein Vakuum von 10-3 Torr  erzeugt und die     Induktion    erfolgt bei etwa 3000 Hertz.  Die     Legierung    wird bei etwa 1500 C geläutert und in  einer Form erstarren gelassen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zum Schmelzreinigen einer Legierung in einem Tiegel, die zwei Metallkomponenten enthält, von denen die eine gegenüber dem Tiegelmaterial reaktions freudig, die andere reaktionsträge ist, dadurch gekenn zeichnet, dass man die Legierungsschmelze unter Va kuum mit Kohlenstoff behandelt. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch ein Vakuum von mindestens 10-3 Torr. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Legierung eine Nickel-Titan-Legierung mit 50 bis 70 Gewichtsprozent Nickel und dem Rest Titan ist. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass man die Legierungsschmelze in einem Graphittiegel behandelt. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass man der Legierungsschmelze Kohlenstoff zusetzt. 5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass man die Schmelzreinigung durch Einbrin gen von metallischem Calcium oder Magnesium unter die Oberfläche der Legierungschmelze während der Behand lung unterstützt. 6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass man die Schmelzreinigung durch Einleiten von Wasserstoff in die Legierungsschmelze während der Behandlung unterstützt.