Способ изготовления модифицирующего прутка

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОДИФИЦИРУЩЕГО ПРУТКА преимущественно для вьшлавки алюминиевых сплавов, включающий наполнение тонкостенной 13 /ь - . I металлической оболочки смесью порошка модификатора и упрочнякицих гранул алкмдания с последующей пластической деформацией, отличающийся тем, что, с целью повышения модифицирующего эффекта, уменьшения расхода прутка и снижения затрат на его изготовление, смесь дополнительно содержит гранулы модифицируемого сплава при следуняцем соотношении компонентов, мас.%: Модификатор70-75 , Упрочнякицие гранулы алюминия12,5-17,5 Гранулы модифицируемого сплава10-15, a пластическую деформацию осущест (Л вляют в холодном состоянии.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1 (21) 3495364/22-02 (22) 27.09.82 (46) 07.07.84. Бюл. Ф 25 (72) Г.Г. Крушенко, А.Ю. Шустров, А.А. Напримеров, Ю.А. Бояршинов, Н.С. Постников, В.А. Золотухин и Г.И. Кадышева (71) Красноярский институт цветных металлов им. M.È. Калинина (53) 621.762 (088.8) (56) 1. Патент Японии У 53-75766, кл. 10А401, 1978.

2. Патент США N 41759918, кл. 428-567, 1979. .(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МО ИФИ-

ЦИРУЮЩЕГО ПРУТКА преимущественно для выплавки алюмийиевых сплавов, включающий наполнение тонкостенной

„.Ви„„1101 Зо А

3(59 В 22 F 3/00; В 22 F 3/18; В 22 D. 27/20 металлической оболочки смесью порошка модификатора и упрочняющих гранул алюминия с последующей пластической деформацией, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения модифицирующего эффекта, уменьшения расхода прутка и снижений затрат на его изготовление, смесь дополнительно содержит гранулы модифицируемого сплава при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Иодификатор 70-75

Упрочняющне гранулы алквкиния 12,5-17,5

Гранулы модифицируемого сплава 10-15, а пластическую. деформацию осущест.вляют в холодном состоянии.

Таблица 1

Сос- Модифитав катор

Гранулы алюмиГранулы сплава

Д16,% ния марки

А8,%

75,0 15,0

10,0

2 72,5

12,5

15,0

70,0

17,5

12,5

55 4

72,5

10,0

17,5

72,5

18,5

9,0

10-i5, 4, 1101

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению модифицирующих прутков, используемых при производстве слитков из алюминиевых сплавов.

Известен способ изготовления прут5 ка, заключающийся в том, что в металI лическую оболочку засыпают порошок модификатора и полученный пруток подвергают деформации (13.

Недостатком этого способа является возможность высыпания модифицирующего порошка при введении прутка в расплав и, как следствие этого, неравномерное дозирование модификатора по объему металла, а также необходимость применения больших степеней деформации для получения достаточной спрессованности порошка.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ изготовления прутка с упрочняющими металлическими гранулами, в том числе алюминия в количестве 30-55% и.модификатором, заключенным в металлическую оболочку, включающий спекание и горячую пластическую деформацию (2 3.

Недостатком известного способа

30 является необходимость введения в пруток большого количества гранул, что обусловливает снижение доли модификатора и замедление скорости растворения прутка, что ведет к снижению эффекта модифицирования, а также применение горячей пластической деформации.

Цель изобретения — повышение модифицирующего эффекта, уменьшение расхода прутка и снижение затрат на его изготовление.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготов» ления модифицирующего прутка преимущественно для выплавки алюминиевых сплавов, включающему наполнение тонкостенной металлической оболочки смесью порошка модификатора и упрочняющих гранул алюминия с последующей пластической деформацией, смесь дополнительно содержит гранулы модифицируемого сплава при следующем соотношении компонентов,мас.%:

Модификатор 70-75

Упрочкяющие гранулы алюминия 12,5-17,5

Гранулы модифицируемого сплава

330,2 а пластическую деформацию осуществляют в холодном состоянии.

Содержание гранул в композиционной смеси подбирается таким образом, чтобы обеспечить достаточное упрочнение смеси в прутке и высокое содержание модифицирующего компонента. Требуемое упрочнение смеси достигается предлагаемым соотношением упрочняющих гранул различного химического состава н модифицирующего прутка порошка. Применение гранул размером более 3 мм не.обеспечивает равномерного распределения модификатора по длине прутка. Применение гранул размероМ менее 1,5 мм не обеспечивает достаточного упрочнения модифицирующей смеси в прутке.

Необходимость применения гранул из различных сплавов обуславливается тем, что при введении прутка первоначально будут растворяться волокна сплава, и модификатор будет реагировать с жидким модифицируемым сплавом, волокна же чистого алюминия удерживают получаемую смесь в прутке до расплавления оболочки. Предлагаемое соотношение гранул обеспечивает протекание описанного механизма растворения, который позволит получить равномерное распределение модификатора по всему объему сплава и добиться наиболее полного протекания реакции между вводимым модификатором и модифицируемым сплавом.

Пример. Для модифицирования сплава Д16 изготавливали пять типов наполнителя, состав которых приведен в табл.1, мас.%:

330

Таблица 2) Состав прутка

0,120

0,125

О, 180

О, 125

0,125

0,180

0,42

0,45

0,49

0,59

0,63

0,55

° 4

Известный

Составитель С. Багрова

Техред Ж. Кастелевич Корректор Г. Решетник

Редактор Е. Папп

Заказ 4704/8

Тираж.775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

3 1101

В качестве модификатора использовалась смесь, состоящая из борного ангидрида и углерода в соотношении

10:1 вес.ч. В трубку из алюминия марки AS с внешним диаметром 16 мм и толщиной стенки 1 мм засыпали приготовленные смеси. Полученные прутки завальцовывали с торцов и подвергали прокатке в холодном состоянии с деформацией 50Х. Прутки вводили в раздаточную коробку литейной машины при литье слитков диаметром

425 мм из сплава Д16 из расчета на содержание в сплаве бора О,ОЗХ от массы сплава. Из слитков вырезали темплеты, которые протравливали для определения величины макрозерна.

Параллельно готовили известный модифицирующий пруток с наполнителем состава, мас.Х:

Модификатор 50

Гранулы алюминия марки А8 50

Размер гранул алюминия составлял 25

2,0-2,5 мм. Модифицирование проводили по той же методике, что и для предлагаемого прутка.

В табл.2 приведены результаты эксперимента по определению зависи- щ

;мости величины макрозерна сплава

:7l16 от состава модифицирующего прутка.

Объемная доля Величина прутка, Х макрозерна, „2

По предлагаемому способу изготовления модифицирующего прутка уменьшается доля вводимого .прутка в

1,5 раза при том же количестве вводимого модификатора, уменьшается. величина макрозерна на 31Х, что приводит к увеличению механических свойств сплава.

3а базовый объект принят прототип..

По сравнению с базовым объектом предлагаемый способ приготовления модифицирующего прутка позволяет устранить операцию нагрева прутка перед деформацией, уменьшить долю вводимого прутка в 1,5 раза при одновременном уменьшении макрозерна в

1,3 раза. Такой способ позволяет уменьшить стоимость прутка:на 20Х.

Это дает возможность получить экономию в размере 11 руб.на 1 т металла.,