Способ модифицирования литейных заэвтектических силуминов

 

СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНр ЛИТЕЙНЫХ ЗАЭВТЕКТИЧЕСКИХ СИЛУМИНОВ, включающий раздельное введение в расплав алюминиево-кремниевого сплава добавок, модифицирующих кристаллы первичного кремния и эвтектику, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств сплава, а также улучшения контроля за степенью измельчения первичных кристаллов кремния и повьпиения стабильности процесса, добавку, модифицирующую первичные кристаллы кремния, вводят в расплав лигатурного заэвтектического силумина, который затем охлаждают путем диспергирова (Л ния и добавляют в расплав алюминиевокремниевого сплава при температуре, обеспечивающей состояние сплава после введения лигатуры в интервале ликвидус - солидус, после чего вводят добавку, модифицирующую эвтектику. эо о :л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) y g С 22 С 1/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О ГНРЫТИИ (21) 3568279/22-02 (22) 28.03.83 (46) 30.04.84. Бюл. N 16 (72) Д.Н.Худокормов, Г.В.Довнар, А.М.Галушко, Б.M,Íåìåíåíîê, В.Н.Платонов, О.А.Сенюков, Л.Т.Дзыбал и М.M.Ãóëèíà (71) Белорусский ордена Трудбвого

Красного Знамени политехнический институт и Центральный научно-исследовательский ордена "Знак Почета" дизельный институт (53) 669.71.018(088,8) (56) 1. Добаткин В.И., Елагин В.И.

Гранулируемые алюминиевые сплавы.

М., "Металлургия", 1981, с. 85.

2. Стронанов Г.Б. и др. Сплавы алюминия с кремнием. М., "Металлургия", 1977, с. 221.

3. Калашник Л.Д. Исследование влияния микролегирования на структуру и свойства эазвтектических силуминов. Автореф. дис. на соискание учен. степени канд. техн. наук. Минск, 1974, с. 23. (54)(57) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ

ЛИТЕЙНЫХ 3A3BTEKTHЧЕСКИХ СИЛУМИНОВ, включающий раздельное введение в, расплав алюминиево-кремниевого сплава добавок, модифицирующих кристаллы первичного кремния и эвтектику, отличающийся тем, что, с целью повышения, механических свойств сплава, а также улучшения контроля за степенью измельчения первичных кристаллов кремния и повышения стабильности процесса, добавку, модифицирующую первичные кристаллы кремния, вводят в расплав лигатурного заэвтектического силумина, который затем охлаждают путем диспергирования и добавляют в расплав алюминиевокремниевого сплава при температуре, обеспечивающей состояние сплава после введения лигатуры в интервале ликвидус — солидус, после чего вводят добавку, модифицирующую эвтектику.

1089159

»

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и сплавов и может быть использовано при получении литейных заэвтектических силуминов» 5

Известен способ модифицирования заэвтектических сплавов алюминия с кремнием путем использования высоких скоростей охлаждения в процессе кристаллизации расплавов (1)..

Однако получаемые в результате гранулы или порошкообразные материалы, Вследствие сложности их переработки в компактные изделия, применяют лишь для изготовления полуфабрикатов

15 или простых по конфигурации изделий.

Известны также способы комплексного модифицирования заэвтектических силуминов, включающие одновременное введение в расплав модификаторов пер- вичных кристаллов кремния и эвтектики, например, фосфора и натрия )2J.

Недостаток этого способа в том, что одновременное введение фосфора и натрия в расплав заэвтектического силумина может приводить к взаимной нейтрализации добавок, что снижает эффект модифицирования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ модификации литейных заэвтектических силуминов, включающий раздельное введение в расплав алюминиево-кремниевого сплава добавок, модифицирующих кристаллы первичного 35 кремния и эвтектику. В расплав вводят фосфор и натрий при различных температурах или раздельно фосфид натрия с последующим микролегированием натрием или натрийсодержащим флюсом (3) . 40

Недостатком данного способа модифицирования заэвтектических силуминов является невозможность получения одновременно максимального измельчения первичных кристаллов кремния и эвтектики, что приводит к получению низких механических свойств заэвтектического сплава, а также сложность контроля за степенью измельченности структурных составляющих сплава.

Процесс йодифицирования не обеспечивает высокой стабильности получаемых результатов.

Цель изобретения —. повышение механических свойств заэвтектических силуминов, улучшение контроля за степенью измельченности первичных крис-, таллов кремния и повышение стабильности процессов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе модифицирования заэвтектических силуминов, включающем раздельное введение в расплав алюминиевокремниевого сплава добавок, моди" фицирующих кристаллы первичного кремния и эвтектику, добавку, модифицирующую первичные кристаллы кремния, вводят в расплав лигатурного заэвтектического силумина, который затем охлаждают путем диспергирования и добавляют в расплав алюминиевокремниевого сплава при температуре, обеспечивающей состояние сплава после введения лигатуры в интервале ликвидус — солидус, после чего вводят добавку, модифицирующую эвтектику, Для сравнения предлагаемого и известного способов модифицировання проведены испытания сплава алюминия с 15 кремния, полученного по различным технологиям. По известному способу модифицирования расплав обрао батывается при температуре 830 С смесью (2/3 NaPO + 1/3 Al порошок) выдерживается 20 мин, затем охлаждается до

650 С и микролегируется О, 2 -ным тройным универсальным флюсом (45 . NaCl +

+ 40 NaF + 15X Na A1Fg). Сплав заливается при этой же температуре в стальной кокиль, В результате были получены следующие механические свойства (по результатам испытаний 1О образцов): предел прочности при растяжении Gs = 182 MIla; относительное удлинение6 = 2,5 ; твердость по

Бриннелю НВ = 74.

Аналогичный по составу сплав (алюминий + 15 кремния) по предлагаемому способу обрабатывается следующим образом. Изготавливается лигатурный сплав алюминия с 30 кремния путем диспергирования при 1000 С о предварительно обработанного 0,3Х красного фосфора расплава в стальном перфорированном стакане на установке центробежного типа с охлаждением получаемых капель расплава в воде.

Высушенные гранулы вводились в расплав эвтектического силумина в количестве 33 от веса расплава. Температура расплава до растворения грао нул 850 С, после введения гранулв

650 С. При 650 С проводится рафинио о рование расплава 0,2 .-ного гекса1089159

Составитель В. Бадовский

Редактор E. Кривина Техред Т.Маточка Корректор А. Тяско

Заказ 2876/25 Тираж 603

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 хлорэтана, микролегирование

0,05Х-ного, металлического натрия и .заливка образцов для механических испытаний. Получены следующие свой» ства: 6>= 230 MIIa, 6 = 4,2Х, НВ

75.

Таким образом, механические свойства сплава алюминия с 157. кремния, полученного с использованием предла10 гаемого способа модифицирования, выше, чем полученного с применением известного способа. Кроме того, предлагаемый способ модифицирования заэвтектических литейных силуминов позволяет осуществлять контроль за степенью иэмельченности первичных кристаллов кремния путем анализа структуры лигатурного сплава. Стабильность модифицирования структуры ,обеспечивается применением эффективных и хорошо изученных микролегирующих добавок для измельчения первичных кристаллов и эвтектических состав4 ляющих. Предлагаемый способ модифицирования позволяет измельчать первичный кремний .в.лигатурном и, в конечном счете, в рабочем расплаае практически в любых пределах путем изменения интенсивности теплоотвода при кристаллизации или изменением размеров частиц.лигатурного материала. Микролегирование фосфором усиливает степень измельчения первичной фазы, дополняя действие высокой скорости охлаждения лигатурного сплава. Введение гранулированной лигатуры в базовый расплав при определенной температуре приводит к получению сплава,. находящегося в интер" вале ликвидус - солидус, что обеспечивает растворение эвтектической основы гранул и устойчивость первич-. ных кристаллов кремния, перешедших из гранул в основной сплав, Введение после этого в расплав натрия приводит к измельчению эвтектики, образованной базовым сплавом и основой гранул