Titel: Aluminium-Magnesiumlegierung.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1899, Band 314/Miszelle 4 (S. 79)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj314/mi314mi05_4

Aluminium-Magnesiumlegierung.

Die wertvollste Eigenschaft des Aluminiums, sein geringes spezifisches Gewicht (2,64), konnte bisher nicht in dem gewünschten Masse ausgenutzt werden, weil es unmöglich ist, das reine Aluminium mit schneidenden Werkzeugen sauber zu bearbeiten. Die bearbeiteten Flächen zeigen Risse, die Späne bestehen aus kurzen Splitterchen, die Werkzeuge schneiden nicht, sondern reissen. Feilen verschmieren sich nach wenigen Strichen, so dass die die Feile führende Hand mehr das Gefühl eines fruchtlosen Reibens hat, als das des Abhobelns von Spänchen. In dieser Beziehung steht das reine Aluminium selbst den Eigenschaften des reinen Kupfers noch nach, das bekanntlich der Bearbeitung schon grosse Schwierigkeiten entgegensetzt.

Seit Jahren ist man bestrebt gewesen, durch Zusatz von Schwermetallen, wie Kupfer, Nickel, die technologischen Eigenschaften des Aluminiums zu verbessern, nicht ohne eine entsprechende Erhöhung des spezifischen Gewichtes mit in den Kauf zu nehmen. Obgleich hiermit der Hauptvorzug des Aluminiums zum Teil preisgegeben wurde, entsprach die erzielte Verbesserung nicht den Erwartungen, weil es nicht möglich war, an Arbeitsstücken aus diesen, zwar jetzt vielfach gebräuchlichen Aluminiumlegierungen, saubere Flächen zu drehen, zu hobeln, zu fräsen oder scharfgängige Gewinde zu schneiden. Ebenso war eine saubere Bearbeitung mit feinen Feilen ausgeschlossen. Durch zahlreiche Versuche hat Dr. L. Mach in Jena festgestellt, dass das spezifisch leichtere Magnesium (1,74) in gewissem Verhältnis mit Aluminium legiert, dem letzteren alle die Vorzüge hinsichtlich der mechanischen Bearbeitung und der Festigkeit verleiht, welche dem Aluminium im reinem Zustande fehlen.

Versuche, Aluminium mit Magnesium zu legieren, sind bereits nach Mach zu der Zeit begonnen worden, als das Aluminium entdeckt wurde. Wähler (Annalen der Chemie und Pharmacie, 1866 S. 253) stellte zwei Legierungen der genannten Metalle her. Zu der ersten Legierung nahm Wühler Al und Mg im Verhältnis gleicher Aequivalentgewichte und erhielt eine zinnweisse äusserst spröde und im Bruch splitterige Masse, von der Stücke sich bei Glühhitze entzünden liessen und wie Magnesium mit weisser Flamme fortbrannten. Für die zweite Legierung wurde Al und Mg im Verhältnis von 4 Aequivalenten Mg und 1 Aequivalent Al genommen, und es entstand eine halbgeschmeidige Masse, welche, vielleicht durch innig eingeschmolzenes Chlornatrium, die sonderbare Eigenschaft hatte, in Wasser im Verlauf eines Tages ohne Wasserstoffentwickelung zu dünnen Metallblättern zu zerfallen.

Die Vorstellung, welche Wähler über die von ihm dargestellten beiden Legierungen gewann, fasste er wie folgt zusammen. Beide Legierungen sind offenbar Gemenge, die eine in Salmiaklösung und kalter Natronlauge unlösliche bestimmte Verbindung eingeschmolzen enthalten. In Salmiaklösung entwickeln beide heftig Wasserstoffgas unter Abscheidung eines zinnweissen, stark glänzenden Metallpulvers. Die Lösung enthält viel Magnesia, und die von der Aluminium reicheren ist stark trübe von einem Magnesiaaluminat.

Parkinson (Journal of the Chemical Society, 117, und Journal für praktische Chemie, 101 S. 375) kommt nach seinen Versuchen mit Magnesiumlegierungen zu dem Urteil, dass keine der Magnesium-Aluminiumlegierungen irgend eine praktische Anwendbarkeit in den Künsten verheisst, und das zu einer Zeit, zu welcher die Versuche von Wähler schon lange bekannt waren.

Die Gründe, aus welchen die ganannten Arbeiten zu einem fruchtlosen Ergebnis führten, sind darin zu suchen, dass zunächst von keinem Forscher der Einfluss erkannt wurde, welchen das Magnesium, in ganz bestimmten Verhältnissen zugesetzt, auf die Bearbeitungsfähigkeit des Aluminiums ausübt, dass ferner in dieser mangelnden Erkenntnis diese Beziehung zwischen dem Aluminium und Magnesium überhaupt nicht untersucht und die zur Erzielung der genannten Eigenschaften notwendige Grösse des Zusatzes an Magnesium in systematischer Versuchsreihe nicht untersucht werden konnte. Statt dessen begnügte sich Wähler damit, nur beide Metalle in gleichem oder einem Vielfachen der Aequivalentgewichte zu mischen, also weit jenseits derjenigen Grenze anfing und sich von dieser entfernte, welche überhaupt für die Bearbeitungsfähigkeit in Frage kommt.

Schliesslich ist nach Mach ein dritter Grund für das Misslingen der früheren Versuche darin zu suchen, dass die beiden Komponenten der Legierung nicht in der Reinheit verfügbar waren, welche unbedingt notwendig ist, sondern wahrscheinlich Spuren von aus der Herstellungsweise des Aluminiums herrührendem Natrium, Kohlenstoff oder Stickstoff enthielten. Diese Annahme liegt deshalb nahe, weil einerseits Wähler angibt, dass seine Legierung in Wasser zersetzt wurde, und ferner Muspratt den schädlichen Einfluss der Luft und des Wassers ebenfalls, und zwar auf Grund von anderer Seite gemachter Versuche erwähnt, während aus den Versuchen von Mach, welche mit chemisch reinem Aluminium und Magnesium angestellt wurden, hervorgeht, dass eine solche Aluminium-Magnesiumlegierung absolut luft- und wasserbeständig ist.

Auch das lange nach Wähler hergestellte Aluminium zeigte starke Beimungungen. 1854 reduzierte Bunsen mit Hilfe des galvanischen Stromes das Doppelsalz von Aluminiumchlorid und Chlornatrium, wodurch er das Aluminium gleichfalls in Pulverform erhielt. Durch die Bemühungen von Deville wurde 1856 nach ähnlichen Methoden Aluminium fabrikmässig hergestellt und zwar durch Reduktion von Aluminiumnatriumchlorid, zum Teil unter Zuschlag von Kryolith mittels Natrium. Erst durch das elektrolytische Verfahren der letzten Jahre ist es möglich, wirklich reine Metalle darzustellen.

Die Versuche von Mach haben im besonderen ergeben, dass, um die angegebenen Eigenschaften zu erzielen, nicht weniger als 10 und nicht mehr als 30 Gewichsteile Magnesium auf 100 Gewichtsteile Aluminium zugesetzt werden dürfen, und dass ein Verhältnis von 10 bis 25 Teilen Magnesium am günstigsten wirkt. Legiert man 100 Teile Aluminium mit 10 Teilen Magnesium, so besitzt die Legierung dieselben mechanischen Eigenschaften wie gewalztes Zink. Eine Legierung mit 15 Teilen Magnesium entspricht einem guten Messingguss. Kommen 20 Teile Magnesium zur Verwendung, so besitzt das Metall die Eigenschaften eines weichen Rotgusses oder hartgezogenen Messingdrahtes, während bei 25 Teilen Magnesium die Legierung dem gewöhnlichen Rotguss entspricht.

Die Legierung kann wie Aluminium in dünnflüssigem Zustande gegossen werden. Von den Gussstücken kann man bei der Bearbeitung lange, gewundene Spanlocken wie beim Messing nehmen. Die abgedrehten Flächen sind spiegelglatt und silberglänzend. Die weicheren Legierungen lassen sich kalt schmieden, zu Blech walzen, zu Röhren und Draht ausziehen und besitzen somit die sehr wertvollen Eigenschaften des reinen Aluminiums. Die Härte und die Festigkeit sind so bedeutend, dass man aus der Legierung auch Achsen, Hahnwirbel u.a. anfertigen kann. Man kann auch noch Schwermetalle wie Kupfer, Nickel, Wolfram hinzufügen; doch wird ein solcher Zusatz im allgemeinen zu verwerfen sein, weil damit das spezifische Gewicht der Legierung erhöht wird und man doch schon alle mechanischen Eigenschaften bis in die feinsten Abstufungen mit Magnesium völlig in der Hand hat.

R.

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