<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zum Reinigen von metallischem Magnesium oder Magnesiumlegierungen mit Fluor- verbindungen.
Zum Reinigen von Magnesium oder seiner Legierungen dienen üblicherweise Salzschmelzen, die als Decke auf dem geschmolzenen Gut schwimmen oder mit diesem Gut irgendwie (beispielsweise durch Einrühren) in innige Berührung gebracht werden. Die Reinigungsmittel, die sich am besten bewährt haben, bestehen aus Chloriden oder enthalten solche in wesentlichen Mengen. Bei Verwendung dieser Reinigungsmittel zeigt sich der Übelstand, dass im gereinigten Gut Reste von Chloriden zurück- bleiben. Trotzdem die Fachkunst durch viele Jahre bestrebt war, diese Art von Reinigungsverfahren zu verbessern, hat diese lästige Begleiterscheinung sich nicht völlig beseitigen lassen.
Handelt es sich darum, aus metallischem Gut, das von Haus aus chlorfrei ist, geringe Anteile von andersartigen Ver- unreinigungen nichtflüchtiger Natur zu entfernen, so bedeutet es schon einen sehr bedeutenden Nachteil, wenn das Gut bei der Reinigung auch nur Spuren von Chloriden aufnimmt.
Die Erfindung schafft diesem Übelstand dadurch Abhilfe, dass das geschmolzene metallische
Gut mit Fluorverbindungen in Berührung gebracht wird, die bei der Schmelz- oder Giesstemperatur verdampft oder unter Entstehung mindestens eines gas-oder dampfförmigen Bestandteils zersetzt sind. Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren werden also Salze verwendet, die bei der Arbeit- temperatur nicht geschmolzen sind. Die Wirkung kommt hier dadurch zustande, dass die aus den
Fluorverbindungen entwickelten Gase oder Dämpfe die Ausscheidung der Verunreinigungen herbei- führen, wobei keinerlei unerwünschter Rückstand vom Gut zurückgehalten wird.
Zur Ausführung des Verfahrens besonders gut geeignete chlorfreie Fluorverbindungen sind die Silikofluoride (Metallsilikofluoride). Die Metallsalze der Silikofluorwasserstoffsäure spalten beim
Erhitzen das gasförmige Siliziumtetrafluorid (SiF4) ab, das sich in der metallischen Schmelze gleich- mässig fein verteilt, während Meta1lfluorid ungeschmolzen zurückbleibt und sich auf der Schmelze als Decke ausbreitet. Am besten hat sich die Verwendung von Magnesiumsilikofluorid (MgSiFe) bewährt, jedoch sind z. B. auch das Natrium-und Aluminiumsilikofluorid oder Sehwermetallsalze der Silikofluorwasserstoffsäure für das Verfahren geeignet. In zweiter Linie kommen für das Verfahren die Salze der Borfluorwasserstoffsäure (Borfluoride) in Betracht.
Ferner lassen sich gleichartige Reinigungswirkungen mit neutralem oder saurem Ammoniumfluorid oder Salzen, die Ammoniumfluorid in komplexer Form gebunden enthalten (wie z. B. Ammoniumsilikofluorid), oder mit Gemischen von Ammoniumfluoriden erzielen. Das neutrale Ammoniumfluorid sublimiert schon bei Temperaturen tief unter dem Schmelzpunkt des Magnesiums, während sich das saure Salz in der Hitze als weisser Rauch verflüchtigt ; in beiden Fällen ziehen die entstehenden Dämpfe wirbeln durch die Schmelze hindurch.
Das Ammoniumsilikofluorid spaltet bei der Arbeitstemperatur gasförmiges Siliziumtetrafluorid ab und liefert gleichzeitig Ammoniumfluoriddämpfe. Da die Gasentwicklung bei den Ammonsalzen sehr stürmisch einsetzt, empfiehlt es sich, sie für sich allein nur für die Reinigung von klein- stückigem Gut zu verwenden, mit dem sie vor dem Einsetzen innig gemischt werden können. Zur Reinigung von grobstückigem oder stark schlackenhaltigem Gut sind für sich allein nur die Meta] !- silikofluoride gut geeignet. In beiden Fällen sind Gemische von Ammoniumfluoriden mit Metallborfluoriden oder mit ssletallsilikofluoriden für das Verfahren verwendbar, diese letzteren sogar mit besonderem Vorteil.
Handelt es sieh um die Reinigung von grossstückigem Gut, z. B. von Blöcken oder Gussbruch, so müssen zwecks Herbeiführung des vollen Erfolges besondere Vorkehrungen getroffen werden, um sicherzustellen, dass die Salze erst innerhalb der zu reinigenden Schmelze verdampft oder zersetzt werden. Zu diesem Zweck wird das Reinigungsmittel beispielsweise unter möglichst vollständigem Luftausschluss in Metalltuben (Aluminium-oder Magnesiumtuben) verpackt und in dieser Form, z. B. durch rasches Untertauchen, in die Schmelze eingebracht.
In Reinigungssehmelzen haben Fluoride des Magnesiums, Kalziums, Aluminiums und anderer Metalle zur Verdickung der Magnesiumchloridschmelze gedient. Ferner sind auch Gemische von Allah- fluoriden und Magnesiumehlorid zur Verwendung als Reinigungssehmelzen vorgeschlagen worden.
Auf einem andern Wege ist die Verbesserung der Magnesiumehloridschmelze durch Verwendung von Magnesiumfluorid an Stelle des Magnesiumehlorids bei gleichzeitigem Zusatz einer geringen Menge von metallischem Kalzium angestrebt worden.
Ammoniumfluoride und Metallsilikofluoride stehen beim Giessen von Magnesium und Magnesiumlegierungen in wassergebundene Formen, insbesondere grüne Sandformen, im Gebrauche, um das metallische Gut vor dem Einfluss der Luft und dem Angriff der in der Form entstehenden Wasserdämpfe zu schützen. Ferner ist vorgeschlagen worden, zum Schutze von leicht oxydierbaren Metallen, wie insbesondere Magnesium, die Oberfläche des geschmolzenen Gutes mit einer Gasatmosphäre zu
<Desc/Clms Page number 2>
überschichten, die aus elementarem Fluor oder den Dämpfen einer Fluorverbindung besteht. Ein ähnlicher Vorschlag geht dahin, beim Ersatz der früher verwendeten Magnesiumchlorid schmelzen durch Kalziumehlorid-und Natriumehloridsehmelzen das geschmolzene Metall mit der Schmelze in Gegenwart einer Fluor enthaltenden Sehutzatmosphäre zu verrühren.
Magnesiumchloridschmelzen kommt die besondere Wirkung zu, dass sie die Oberfläche des geschmolzenen Gutes durch Erzeugung eines festen Films vor der Berührung mit der Atmosphäre schützen. Hingegen haben Kalziumehlorid-Natrium- chlolidschmelzen, die einen derartigen Oberflächenfilm nicht bilden, im wesentlichen nur eine reinigende Wirkung. Deshalb ist zur Schaffung einer schützenden Atmosphäre über dem Metall die Zugabe einer verhältnismässig kleinen Menge von verdampfbaren festen Fluorverbindungen (z. B. Ammoniumborfluorid, Ammoniumsilikofluorid, Ammoniumfluorid und Ammoniumfluophosphat) oder von gasförmigen, Fluor enthaltenden Verbindungen (z. B. Bortrifluorid, Silikotetrafluorid und Dichlordifluormethan) vorgesehen worden.
Im Gegensatz zu diesem bekannten Verfahren, bei welchem eine Schmelze von nichtflüchtigen Chloriden die Reinigungswirkung hervorbringt, liegt das Wesen der vorliegenden Erfindung darin, dass das Reinigungsmittel selbst aus Fluorverbindungen besteht, welche bei der Schmelz-oder Giesstemperatur verdampft oder unter Entstehung mindestens eines gas-oder dampfförmigen Bestandteiles zersetzt sind. Dass Fluorverbindungen an Stelle von bekannten Salzschmelzen, wie beispielsweise Magnesiumchlorid-, Kalziumehlorid-oder Natriumehloridschmelzen, als Reinigungsmittel für Magnesium und seine Legierungen mit Vorteil Verwendung finden können, ist bisher nicht erkannt worden.
EMI2.1