Способ подготовки шихты для приготовления алюминиевых сплавов

 

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, включающий нагрев выше температуры солидуса и пластическую деформацию в жидко-твердом состоянии, отличающийся тем, что, с целью повьппения прочности и пластичности сплавов, перед пластической деформацией шихту расплавляют и обрабатывают водяным паром в течение 5-25 мин.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

1 ЕСПУБЛИК аю (t1) 4(51) С 22 С 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . gir Ъ:м

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3637727/22-02 (22) 01.09.83 (46) 23. 01. 85, Бюл,№- 3 (72) В.К.Афанасьев, В.Н.Лебедев, А.Н.Прудников и А.А.Мельгунов (71) Сибирский ордена Трудового Крас-! ного Знамени металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (53) 669.71.018,9(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР № 739122, кл. С 22 С 1/02, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР

¹ 897881, кл. С 22 С l/02, 1980. (54)(57) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ ДЛЯ

ПРИГОТОВЛЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, включающий нагрев выше температуры солидуса и пластическую деформацию в жидка-твердом состоянии, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности и пластичности сплавов, перед пластической деформацией шихту расплавляют и обрабатывают водяным паром в течение 5-25 мин.

1135787

Изобретение относится к,металлур-. гии цветных металлов, в частности к способам подготовки шихты перед плавкой, и может быть использовано для приготовления алюминиевых сплавов, применяемых для получения иэде-. лий литьем и обработкой давлением.

Состояние шихты и услдвия подготовки шихтовых материлов оказывают существенное влияние на структуру и 10 свойства алюминиевых сплавов.. Это обусловливает необходимость подготовки шихты перед плавкой.

Известен способ подготовки шихты для приготовления алюминиевых сплавов, включающий наводороживание 350% шихты в расплавленном состоянии водяным паром при влажности 100250 г/нм," температуре 750-950 С в те о чение 0,5-2 ч (!) . 20

Сплавы, полученные на шихте, обработанной таким способом, имеют механические свойства выше, чем приготовленные на обычной шихте, но уровень этих свойств может быть еще 25 более повышен.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является известный способ подготовки шихты для приготов. 30 ления алюминиевых сплавов, включаю-. щий нагрев и пластическую деформацию шихты причем шихту нагревают выше температуры соп.щуса, а деформа цию осуществляют в жидко-тверцом .состоянии. Подготовка шихты по известному способу позволяет повысить механические свойства сплава, в част ности пластичность литых алюминиевых сплавов в 1.,5-2 0 раза (2j .

Однако механические свойства спла" вов, выплавленных на подготовленной известным способом шихте, оказываются еще недостаточно высокими вследствие отсутствия предварительной моди- 45, фицирующей обработки сплавов.

Цепь изобретения — повышение прочности и пластичности алюминиевых сплавов.

Поставленная цель достигается тем,M что согласно способу подготовки шихты для приготовления алюминиевых сплавов, включающему нагрев выше температуры солидуса и пластическую деформацию в жидко-твердом состоя- 55 нии, перед пластической деформацией шихту расплавляют и обрабатывают водяным паром в течение 5-25 мин.

Обработка шихты предлагаемым способом обеспечивает повышение механических свойств алюминиевых сплавов (прочности и пластичности). Это обус ловлено тем, что предварительное наводороживание шихты обеспечивает за счет модифицирующего воздействия получение структуры с более мелкими и сфероидальными выделениями вторых фаз, в частности для сплавов А1-Си и

А1-Ге, что объясняется изменением содеражния газов, в первую очередь водорода, оказывающих определяющее влияние на процесс кристаллизации.

Таким образом, предварительное наводороживание расплава шихты обеспечивает получение модифицированной структуры и, как следствие„ увеличивает способность шихты к пластической деформации в жидко-твердом состоянии, что в дальнейшем приводит к повышению механических свойств сплавов — прочности и пластичности.

Сплавы, приготовленные на шихте, обработанной водя."ым паром путем продувки его через расллав в течение вр"-. алеки 5 мин, а затем подвергнутой пластической деформации в жидкотвердом состоянии„ существенного изменения структуры и свойств не имеют. При об.-:.аботке расплавленной шихты водяным паром в течение времени более 2 мин по сечению слитков появляется пористость, что снижает механические свойства алюминиевых сплавов ., П.р и м е р 1. Осуществляют предлагаемый способ на сплаве с 5 мас.7.

Си.

Алюминий А7 нагревают до 700-720 С, расплавляют и расплав наводороживают водяным паром л.5 мин, затем осуществляют его деформацию в жидкотвердом состоянии, для чего алюминий небольшими порциями(5-10 r) подают к прессу и кристаллизуют под давлением со скоростью 1О - 104rðàä/ñåê.

В результате получают дискообразные пластины толщиной 0 1-2 мм. Затеи обработанный таким способом алюминий используют для приготовления сплавов.

Из полученных отливок изготавливают образцы для механических испытаний по ГОСТУ 1497-73. Эффективность способа оценивают по структуре и механическим свойствам по принятым методикам. Параллельно изготовлены сплавы с использованием шихты, обрабо3 ll танной по известному способу. Механические свойства алюминиевого сплава с 5 мас.Х Си в литом состоянии представлены в табл.1.

Пример 2.Осуществляют предлагаемый способ на сплаве с 7 мас.X меди.

Медь марки Ml расплавляют, нагревают до 1120-1140ОС и подвергают обработке аналогично примеру 1,Затем обработанную медь используют для приготовления алюминиевого сплава с

7 мас.Хмеди.Механические свойства алюминиевого сплава с 7 мас.Х. в ли; том состоянии, приготовленного по известному и предлагаемому способам, приведены в табл.2.

Пример 3. Осуществляют предлагаемый способ на сплаве алюминия с 2,4 мас.Х железа.

Лигатуру А1 (11,03%) -Fe расплавляют, нагревают до 920-940 С и подО вергают обработке аналогично примеру 1. Затем обработанную лигатуру

35787

Таблица!

Механические свойства

;Относительное сужение

Относительное удлинение 3, Х

Предел прочности, 6 кгс/мм!

7,0

6,5

16,6

20,9

9,6

22,3

Сплав, приготовленный по способу

Известному (шихтовый алюминий А7 нагревают -до

700-720 С и подвергают деформации в жидко-твердом состоянии) Предлагаемому (шихтовый алюминий А7 нагревают до

720-730ОС, расплавляют, наводороживают в течение 5 мин водяным паром и подвергают деформации в жидко-твердом состоянии) м используют для приготовления алюминиевого сплава с 2,4 мас.Х железа.

Механические свойства сплава с

2,4 мас.Х железа в литом состоянии, приготовленного по известному и пред лагаемому способам, представлены в табл.3.

Как.видно из приведенных данных, обработка шихты предлагаемым спосо

10 бом позволяет по сравнению с обработ. кой шихты известным способом повысить предел прочности сплавов на

20-30Х, а относительное удлинениена 15-45Х.

Пременение предлагаемого способа подготовки шихтовых материалов и лигатур в машиностроении позвапяет. уменьшить расход количества Металла на изготовление деталей при сохранении их прежних служебных свойств, что приводит к экономии трудовых, материальных и энергетических ресур сов.

l l 35787

Та блица 2

Механические свойства

Сплав, приготовленный по способу

Предел прочности

5,кгс/мм

Относительное удлинение

3 %

Относительное сужение

1,%

l7,8 ° 8,2

18,9

19,2

9,5

Таблица 3

Сплав, приготовленный по способу

Механические свойства

Предел прочности . б <, кгс /мм

Относительное

Относительное сужение Р,% удлинение

S,%

25,5

10 5

Предлагаемому (лигатуру

Al (1 1,Э3%} Fe нагревают до

940-950 С, расплавляют, на0 водороживают водяным паром в течение 25 мин и осуществляют деформацию в жидко-твердом состоянии

10,8

l2 l

31,3

Редактор Н. Яцола

Заказ 10249/18 Тираж 582 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

11 tl

Филиал ППП Патент,г.ужгород,ул, Проектная,4

Известному (шихтовую медь нагревают до 1120-1140 С и осуществляют деформацию в жидко-твердом состоянии) Предлагаемому (шихтовую медь нагревают до 1140-1160 С, о расплавляют и наводороживают водяным паром в течение 15 мин, затем осуществляют деформацию в жидко-твердом состоянии) Известному (лигатуру

Al(1l 03%) Fe нагревают до

920-940 С и осуществляют деформацию в жидко-твердом состоянии

Составитель В.Бадовский

Техред С.Легеза Корректор B.сутяга