DE899559C - Raffinationsverfahren fuer Magnesium und Magnesiumlegierugnen, insbesondere Knetlegierugnen - Google Patents

Description

• Raffinationsverfahren für Magnesium und Magnesiumlegierungen, insbesondere Knetlegierungen Gegenstand der Erfindung ist ein Raffinationsverfahren für Magnesium und Magnesiumlegierungen, insbesondere Magnesiumknetlegierungen., durch dessen Anwendung es gelingt, die Schmelze von in ihr schwebenden als auch von im Metall gelösten Verunreinigungen, wie z. B. von Alkalimetall, zu reinigen und .die Bildung von Magnesiumoxyd zu vermeiden.
• Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Verformbarkeit von ,Magnesiurnlegierungen und besonders ihre Walzbarkeit in hohem Maße von der Raffinationsbehandlung des .Metalls abhängen. Bisher wurden Schmelzen von Magnesium und seinen Legierungen mittels durchgeleiteter Gase, wie z. B. von trockenem oder feuchtem Wasserstoff, Wasserdämpfen oder Wasserstoffsuperoxyd, und die Anwendung von Salzen, welche in der Schmelze flüchtige Fluorverbindungen bilden, gereinigt. Beim Durchleiten von Wasserstoff oder aneren inerten Gasen durch die Schmelze werden wohl in der Schmelze schwebende Verunreinigungen, vorzugsweise Oxyde, Schlacken u. dgl., herausgespült, jedoch findet eine Reinigung der Schmelze von gelösten Stoffen, wie beispielsweise Alkalimetallen, nicht oder nur in ungenügendem Maße statt. Die Anwendung von gasförmigen Sauerstoffverbindungen, wie Wasserdampf und Dämpfen aus Wasserstoffsuperoxyd, hat ihren Nachteil in der leichten Oxydierbarkeit des "Magnesiums und der Schwierigkeit der Entfernung von Magnesiumoxyd aus der Schmelze.
• Es ist ferner nicht mehr neu, Magnesiumschmelzen mit gasförmigem Chlor zu behandeln. Derartige Verfahren weisen den Nachteil auf; daß infolge der heftigen Reaktion des Chlors. mit dem schmelzflüssigen Magnesium .das eingeleitete Chlor sofort unter Bildung von vorwiegend -M.a:gnesiumchlorid verbraucht wird, so daß es keime Gelegenheit findet, durch bevorzugte Chlorierung im Metall gelöste«#7erunreinigungen, wie A'lkalimetalle, zu mindern und in der Schmelze schwebende oder durch die Chlorierung sich bildende Verunreinigungen aus der letzteren herauszuspülen.
• Es hat sich ferner gezeigt, da,ß mit Hilfe der bisher allgemein gebräuchlichen Raffinationsverfahren, insbesondere nachdem Verfahren, gemäß dem ein Waschen .der iNfetallschmelze mit einer zum Hauptteil aus .Mägnesiumchlorid und zu geringeren Teilen aus Alkah und Erdal'kalihalogeni@den sich zusammensetzenden Flußmittelschmelze stattfindet, die hergestellten Gußbarren aus den gebräuchlichen Ma:gnesiumknetlegierungen sich nicht immer zu fehlerfreien Platinen oder Blechen, auswalzen lassen. Es ist oft beobachtet worden, daß solche Gußbarren schon nach wenigen Stichen zerspringen oder sonstige überwalzungserscheinungen zeigen. Diese Beobachtung kann insbesondere bei Barren .gemacht werden, deren Magnesi.umlegierungen aluminiumhaltig sind.
• Da die bisher bekannten Raffinationsverfahren eine sichere Walzbarkeit der Grußbarren nicht zuliassen, wurden die gegossenen Barren zur Vermeidung dieses Übelstandes vor dem Walzen erst zu Schienen verpreßt. Die höheren Kosten dieser Arbeitsweise, die in der Einrichtung und-dem Betrieb eines Preßwerkes bestehen, und der Nachteil, daß durch die Größe des Preßwerkes. die Größe des walzbaren Barrens vorgeschrieben wird, wurden um so unbedenklicher in Kauf genommen, als die schwierige Walzbarkeit der Gußbarren letzten Eindes auf eine durch den Kristallbau des Mtgnesiums bedingte eingeschränkte Verformbarkeit dieses Metalls zurückgeführt wurde.
• Erfindungsgemäß werden. die in üblicher Weise mit Flußmitteln behandelter. Metallschmelzen noch einer Raffinationsbehandlung mit einem Gasgemisch unterworfen, das zu etwa 95 bis 9:9,8:% aus Wlasserstoff und 5 bis o,2% Chlor, vorzugsweise 98 bis 99,590 Wasserstoff und 2 bis o.,5 % Chlor, besteht. Gasmischungen, welche mehr oder weniger Chlor enthalten, führen nicht mit gleicher Sicherheit zu gut walzbaren Gußbarren. Auch wird bei Anwendung höherer Chlorgehalte eine unnötig hohe Menge Magnesium durch Magnesiumchlöri@dbildung der Schmelze entzogen..
• Das erfindungsgemäße Gasgemisch, das noch Dämpfe von Wasser oder Salzsäure enthalten kann, wird mit Hilfe eines Rohres in mäßigem Strome eine bis mehrere Minuten lang in die Schmelze eingeleitet. Durch ein Bewegen des Rohres wird dafür gesorgt, .daß die Schmelze gleichmäßig von den Blasen des (Gases durchspült wird. Das Gasgemisch kann auf beliebige Weise durch Mischen von Wasserstoff und Chlor hergestellt werden. Als besonders wirksam, handlich und sicher hat sich dne folgende Herstellungsweise erwiesen. Man leitet Wasserstoff aus der Stahlflasche in geregeltem Strome durch eine geschlossene elektrolytische Zeile, in der mit einer bestimmten Stromstärke aus wäßriger Salzsäure oder einer anderen Chlorionen enthaltenden Lösung Chlor entwickelt wird. Auf diese Weise ist die anzuwendende Chlo2-menge aufs genaueste durch Regelung der Stromstärke zu bemessen und die Gefahr eines Unglücksfalles, der d durch ein Einleiten von zu viel Chlor in die Schmelze entstehen könnte, ausgeschlossen.
• Die iGas,raffination wird zweckmäßig nach dem Einschmelzen aller Legierungsbestandteile mitAusnahme besonders leichtflüchtiger ausgeführt. Leichtflüchtige Legierungszusätze werden zweckmäßig erst nach der Gasraffination in die Schmelze gegeben.
• Das Verfahren ist im besonderen auf die Entfernung von Alkalimetallen aus der Schmelze abgestellt. Die vollständige Entfernung der Alkalimetalledurch chemische Umsetzung allein ist wegen der höhen Reaktionsfähigkeit des M ägnesiums selbst schwierig, vor allem, da besonders bei höheren Temperaturen sich bei der Gegenwart der gebräuchlichen Alkali'halogeniden des Flußmittels chemische Umsetzungen vollziehen, bei denen unter Oxydation. des Magnesiums geringe Mengen von Alkalimetallen von der Schmelze aufgenommen werden.
• Beim Einleiten des erfindungsgemäßen Gasgemisches in die Schmelze ist .die Möglichkeit geboten, .daß die Alkalimetalle infolge ihres höheren Dampfdruckes stärker als das Magnesium in die chlorhaltigen Wasserstoffblasen des Gasstromes eindampfen und sich .darin mit dem Chlor umsetzen, so daß bei denn weiteren Weg der Gasblase durch die Schmelze immer neue iM@etalldämpfe der zu entfernenden Metalle von der Gasblase aufgenommen und in Chloride verwandelt aus der Schmelze getragen werden können.
• Bei einer den erfindungsgemäßen Betrag übersteigenden Chlorkonzentration des. Gasgemisches kommt es gleich beim Eintritt des Gases in die Schmelze an der Grenzfläche zwischenGasblase und Metall zur Ausbildung eines entsprechend der chemischen Zusammensetzung der Legierung vorwiegend .aus Magnesiumchlorid bestehenden zusammenhängenden. Häutchens aus geschmolzenem Salz, welches die Gasblase von der Schmelze abschließt und somit eine aussondernde Verdampfung von Alkalimetall verhindert.
• Das erfindungsgemäße Raffinationsverfahren verleiht den nach ihm behandelten Magnesiumlegierungen eine ausgezeichnete Verformbarkeit, insbesondere Walzibarkeit, und wird: daher besonders vorteilhaft auf die Behandlung von iM,agnesiumknetlegierungen angewendet. So lassen sich aus. nach ihm behandelten Schmelzen Barren gewinnen, die ohne vorausgehende Verpress.ung unmittelbar aus dem Guß sich zu go % und darüber ohne Fehlerscheinungen und mit stets gleichbleibender Sicherheit abwalzen lassen. Es gelingt somit durch das neue Verfahren laufend in großen Mengen Gußbarren ohne Verpressung unmittelbar zu verwalzen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Raffinationsverfahren für 'Magnesium und Magnesiumlegierungen, insbesondere Knetlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß durch -die zu raffinierenden Metallschmelzen eine bis mehrere Minuten lang ein Gas geleitet wird, welches aus 95 bis 99,8% Wasserstoff und 5 bis 0,->% Chlor besteht.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Chlor des Raffinationsgases durch Elektrolyse einer Salzsäurelösung oder der Lösung eines Chlorides mit bestimmter Stromstärke in einer geschlossenen Zelle entwickelt und dem Wasserstoff beim Durchgang durch diese Zelle beigemischt wird.