\'erfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von schwefelhaltigem Nickel und Nickellegierungen. Die Erfindung bezieht sich auf die Ver besserung der Eigenschaften von schwefel haltigem Nickel und Nickellegierungen durch U nsehä.dlichmachung des Schwefels durch eine Behandlung mit Lithium. Bisher hat man zum Beispiel für die "Entschwefelung" zumeist Magnesium verwendet, dessen Wirk samkeit vermutlich auf der Bindung des Schwefels als Magnesiumsulfid beruht.
Dieses Magnesiumsulfid lagert sich aber in relativ grossen Kügelchen in dem erstarrten Mate rial ein, wodurch sich für die spätere Verar beitung insbesondere zu Blech Übelstände er geben. So ergab sich zum Beispiel beim Tief ziehen der Nachteil, dass das Magnesiumsul- fid in Form dunkler Riefen auseinandergezo- gen wurde.
Die Erfindung beruht nun auf der F'est- stellung, dass Lithium ein ausserordentlich wirksames Mittel ist. den Schwefel in Nickel und :Nickellegierungen unschädlich zu ma- chen, weil hierbei der Schwefel in einer Form gebunden wird, die sich in wesentlich feineren Einlagerungen im erstarrten Metall vorfindet als die beim Zusatz von Magne sium erreichte, so dass sich bei der späteren Verarbeitung keine Übelstände auf Grund des Vorhandenseins dieser Einschlüsse er geben.
Es ist zwar bekannt, Lithium zum Desoxydieren derartiger Metalle, wie Nickel oder Kupfer, zu verwenden. Im Anschluss an eine derartige Desogydation mit Lithium wurde dann bisher so vorgegangen, dass der weiterhin vorhandene Schwefel durch Zusatz des Magnesiums entfernt bezw. ge bunden wurde. Gemäss der Erfindung wer den die geschmolzenen Metalle zwecks Un- schädlichmachung des in ihnen enthaltenen Schwefels mit Lithium behandelt.
In der Hauptsache werden dabei naturgemäss sauer stofffreie Metalle der Behandlung gemäss Er findung unterworfen, da. auf diese Weise die Behandlung mit Lithium unmittelbar zu .dem gewollten Effekt führt. Enthalten die Metalle Sauerstoff, so werden sie zweckmässig vorher einer Desogydation unterworfen. Hier für können die bekannten Mittel, wie Phos phor, Silizium und dergleichen herangezogen werden. Man kann aber auch so vorgehen, dass auch Lithium zur Desogydation benutzt wird.
Hierbei ist es möglich, zunächst .den Lithiumzusatz so zu dosieren, dass der Sauerstoff entfernt wird, und im Anschluss hieran einen weiteren Lithiumzusatz zu ge ben, um die erfindungsgemäss vorgesehene Uns.chädlichmachung des Schwefels herbei zuführen. Man kann aber auch die Desoxy- dation des Metalles mit Lithium und die Unschädlicbmachung des Schwefels mit Lithium kombinieren derart, dass von vorne herein eine für beide Zwecke ausreichende Menge Lithium zugesetzt wird.
Die günstige Wirkung des Lithiums bei Unschädlichmachung des Schwefels liegt darin, dass insbesondere die Stauchbarkeit, Dehnbarkeit und Polierbarken der bearbei teten Werkstücke verbessert wird. Offenbar liegt die Ursache dieser günstigen Beeinflus sung der Eigenschaften des Materials darin, dass der Schwefel in einer Form gebunden wird, die infolge einer ausserordentlich feinen Verteilung zu keiner schädlichen Be einflussung der mechanischen Eigenschaften von bearbeiteten und unbearbeiteten Werk stücken führen kann.
Möglicherweise hat das Lithium, abge sehen von seinem günstigen Einfluss auf die Lrnschädlichmachung des Schwefels auch noch die Vertreibung etwa im Metall enthal tener Gase zur Folge, so dass die erzielten Verbesserungen noch über die durch die Un- sehädlichma.chung des Schwefels erzielten hinausgehen.
Besonders vorteilhaft ist die Verwen dung des Lithiums für den erfindungsgemäss vorgesehenen Zweck - wegen seiner leich ten Verdampfbarkeit - in Form einer Vor legierung. Hierbei kommt in erster Linie die Anwendung einer Magnesium-Lithium- legierung mit etwa 15 % Lithium in Frage. Gerade diese Kombination zeigte nämlich überraschenderweise einen über die Wirkung des einfachen Lithiumzusatzes hinausgehen den Effekt hinsichtlich der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Nickels bezw. der nickelhaltigen Legierungen.
So hat zum Beispiel Nickel mit 0,08 % Schwe fel, wenn es mit Magnesium allein behandelt ist, eine Härte von 102, wenn es dagegen mit einer Nagnesium-Lithiumlegierung be handelt wurde, eine Härte voll 118. Die Stauchbarkeit des Nickels mit 0,08 , ö Schwefel beträgt nach Zusatz von b,01 Lithium 36/'0 und nach Zusatz vor. 0,1 c einer Magnesium-Lithiumlegierttng mit 15 @ Lithium 45 % .
Die Menge des Lithiums für die Ausfüh rung des Verfahrens schwankt je nach der Reinheit des behandelten Nickels bezw. der Nickellegierungen. Die Menge wird aber zweckmässig so gewählt werden, dass so wenig Lithium und eventuell Magnesium wie möglich in ungebundenem Zustand zu rückbleibt, da sich diese Menge zum Bei spiel mit Nickel legiert. Im Einzelfall wird die erforderliche Menge nicht durch Ana lyse bestimmt, sondern zweckmässig durch Vorversuch mit kleinen Metallbarren aus dem zu verarbeitenden Metall. Hierbei wer den jeweils verschiedene Mengen an Zu sätzen verwendet, bis der gewünschte Ef fekt erreicht ist.
Im allgemeinen hat sich der Zusatz des Lithiums in Mengen von 0,0001 bis<B>0,05%</B> und des Magnesiums bis 0,3% für Nickel als möglich erwiesen.
\ 'Learned to improve the properties of sulphurous nickel and nickel alloys. The invention relates to the improvement of the properties of sulfur-containing nickel and nickel alloys by rendering the sulfur unvisible by treating it with lithium. So far, for example, magnesium has mostly been used for "desulfurization", the effectiveness of which is presumably based on the binding of sulfur as magnesium sulfide.
However, this magnesium sulfide is stored in relatively large spheres in the solidified Mate rial, which makes it worse for later processing, in particular for sheet metal. For example, deep drawing had the disadvantage that the magnesium sulphide was pulled apart in the form of dark grooves.
The invention is based on the finding that lithium is an extremely effective agent. to render the sulfur in nickel and nickel alloys harmless, because here the sulfur is bound in a form that is found in much finer deposits in the solidified metal than that achieved with the addition of magnesium, so that none are found during subsequent processing He gives evils due to the presence of these inclusions.
It is known to use lithium for deoxidizing such metals as nickel or copper. Following such a desogydation with lithium, the procedure has hitherto been such that the sulfur which is still present is removed or respectively by adding the magnesium. was bound. According to the invention, the molten metals are treated with lithium in order to render the sulfur contained in them harmless.
In the main, naturally, oxygen-free metals are subjected to the treatment according to the invention, since. in this way the treatment with lithium leads directly to the desired effect. If the metals contain oxygen, they are expediently subjected to de-oxidation beforehand. Here, the known agents such as phosphorus, silicon and the like can be used. But you can also proceed in such a way that lithium is also used for desogydation.
Here it is possible to first dose the lithium addition in such a way that the oxygen is removed and then to add another lithium in order to bring about the harmfulness of the sulfur provided according to the invention. However, the deoxidation of the metal with lithium and the rendering harmless of the sulfur with lithium can also be combined in such a way that an amount of lithium sufficient for both purposes is added from the start.
The beneficial effect of lithium in rendering the sulfur harmless is that in particular the compressibility, elasticity and polishability of the machined workpieces is improved. Apparently the cause of this favorable influence on the properties of the material lies in the fact that the sulfur is bound in a form which, due to its extremely fine distribution, cannot lead to any harmful influence on the mechanical properties of machined and unmachined work pieces.
Apart from its favorable influence on the harmful effects of sulfur, lithium may also result in the expulsion of gases contained in the metal, so that the improvements achieved go beyond those achieved through the harmlessness of sulfur.
The use of lithium for the purpose provided according to the invention is particularly advantageous - because of its easy evaporability - in the form of a pre-alloy. The use of a magnesium-lithium alloy with around 15% lithium comes into consideration here. It was precisely this combination that surprisingly showed an effect that went beyond the effect of the simple addition of lithium in terms of improving the mechanical properties of the nickel or the nickel-containing alloys.
For example, nickel with 0.08% sulfur has a hardness of 102 when treated with magnesium alone, and a hardness of 118 when it is treated with a magnesium-lithium alloy. The compressibility of nickel with 0, 08, ö sulfur is 36 / '0 after adding b, 01 lithium and after adding before. 0.1 c of a magnesium-lithium alloy with 15 @ lithium 45%.
The amount of lithium for the execution of the process varies depending on the purity of the treated nickel BEzw. of nickel alloys. However, the amount is expediently chosen so that as little lithium and possibly magnesium as possible remains in the unbound state, since this amount is alloyed with nickel, for example. In individual cases, the required amount is not determined by analysis, but rather by preliminary testing with small metal bars made from the metal to be processed. Here, whoever uses different amounts of additives until the desired effect is achieved.
In general, the addition of lithium in amounts of 0.0001 to 0.05% and of magnesium up to 0.3% has proven possible for nickel.