Состав для модифицирования литейных аллюминиевых сплавов
СОСТАВ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЛИТЕЙНЫХ АЛШИНИЕВЫХ еПЛАВОВ эвтектического типа, включакнций карбтэд бора, отличающийся тем, что, ; с целью повышения механических свойств сплава, состав дополнительно содержит яитрид бора при следующем соотношении компонентов, мас.%: Нитрид бора24-26 Карбид бораОстальное
СОО3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН,,SU, 1157104 (з)) С 22 С 1/06 ъвадгк ю ан тнлаааюп Х74Ъ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
3»
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3507236/22-02 (22) 03. 11. 82 (46) 23.05.85. Бюл. У 19 (72) Г.Г. Крушенко, Б.А. Балашов, M.Ô. Жуков, М.А. Фильков, А,А. Корнилов, Г.В. Галевский и Ю.Л. Крутский
{71) Красноярский ордена Трудового
Красного Знамени институт цветных металлов им. М.И. Калинина (53) 669.715(088 ° 8) .(56) 1. Авторское свидетельство СССР
Р 901323, кл. С 22 С 1/03, 1980.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 831840, кл. С 22 С 1/06, 1979. (54)(57) СОСТАВ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ
ЛИТЕЙНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ эвтектического типа, включающий карбид бора, отличающийся тем, что, с целью повышения механических .свойств сплава, состав дополнительно содержит митрид бора при следующем соотношении компонентов, мас.Хе
Нитрид бора 24-26
Карбид бора Остальное
1 11571
Изобретение относится к металлургии цветных металлов и сплавов и может быть использовано в производстве фасонных отливок из алюминиевых сплавов эвтектического типа. 5
Известен состав для модифицированпя алюминиевых сплавов, содержащий оксид бора и вводимый одновременно графит при следующем соотношении компонентов, мас.%: 10
Оксид бора 94-98
ГраФит Остальное
Смесь вводится в расплав в виде прессованных таблеток либо запаянной в алюминиевую капсулу P1 ).
Недостатками данного модифицирую" щего состава являются насыщение расп= лана углеродом, загрязнение расплава продуктами восстановления оксида бора, вследствие чего зерно алю- 20 минин измельчается недостаточно °
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является состав для модифицирования литейных алюминиевых 25 сплавов звтектического типа, Для измельчения кремнистой составляющей и макрозерпа сплава расплав модифицируют тройным натриевым флюсом и ультрадисперсным порошком карбида 30 бора, Состав для модифицирования литейных алюминиевьи сплавов эвтектического тина содержит карбид бора t.21.
Недостатком известного состава
3S для:модифицирования. является плохое усвоение карбида бора в расплавах ,az!m1иния, что приводит к гонижению эффекта модифицирования структуры сIv!a!IoII н, как следствие, к понижению их механических свойств.
Цель изобретения — повышение механических свойств сплава за счет повьш ения эффекта модифицирования структуры. 45
Поставленная цель достигается тем, что состав для модифнцирования литейных алюминиевых сплавов эвтектического типа, включающий ультрадисперсный порошок карбида. бора, дополни- 50 тельно содержит ультрадисперсный порошок нитрида бора при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нитрид бора 24-26
Карбид бора Остальное
Смесь ультрадисшерсных порошков карбида и нитрида бора получена методом плазмохимического синтеза, размеры частиц этих порошков порядка
0,03-0,4 мкм.
При содержании ультрадисперсного порошка (УДП) нитрида бора в смеси более 26 мас.% эффект модифицирования структуры сплавов АЛ2 и АЛ9 снижается вследствие дополнительного насыщения расплавов частицами УДП нитрида бора, которые, соединяясь в крупные конгломераты, при кристаллизации выделяются по границам зерен, ослабляя их, снижая тем самым механические свойства сплавов.
При содержании УДП нитрида бора в смеси менее 24 мас.% также снижается эффект модифицирования сплавов
АЛ2 и АЛ9 вследствие недостаточного содержания в расплавах частиц УДП нитрида бора, которые, образуя на частицах УДП карбида бора поверхностную пленку, усиливают зарождающую способность последних посредством лучшей смачиваемости частиц УДП нитрида бора (из которых состоит поверхностная пленка) расплавом алюминия по сравнению с частицами УДП карбида бора. Это ведет к усилению эффекта модифицирования и, как следствие; повышению механических свойств сплавов.
Пример. Алюминиевые сплавы
АЛ2 и АЛ9 готовят в индукционной печи
ИСТ-0,06, затем модифицируют тройным натриевым флюсом NaC1 45%, NaF 40%, Na BN 27; В С 74 и BN 26; BqC 75 и ВИ25; В С 76 и ВИ 24: В С 77 и HN 23. Смесь ультрадисперсных порошков содержится в объеме прутка, отпрессованного из алюминиевых гранул, обсыпанных смесью ( ультрадисперсных порошков карбида и нитрида бора. После 1-2 минутного выстаивания расплав перемешивают 1 ми и при 700 С разливают в кокиль. Из полученных отливок вытачиваются гагаринские образцы для испытания механических свойств. Механические свойства отливок из сплавов АЛ2 и АЛ9, отлитых с модифицированием разными составамн, представлены в таблице. 11571 ОтносительПредел проч носMIIa Сплав Соотношение компонентов в смеси УДП, мас; % ное удлине., ние, /у % ВС Известный состав 100 АЛ2 224 10,4 Предлагаемый состав 27 225 t2,6 15 229 13,4 231 13,5 230 13,4 7624 23 226 f 2,4 04 4 27 мас.%, т,е. за пределами предлагаемого соотношения, снижается эффект модифицирования сплавов АЛ2 и АЛ9, и, как следствие, снижаются их механические свойства из»эа повышенного содержания в расплавах частиц УДП нитрида бора, которые, соединяясь в крупные конгломераты, при кристаллизации выделяются по границам зерен,. ослабляя их, снижая тем самым механические свойства сплавов. При содержании УДП карбида бора в смеси 74-76 мас.% и УДП нитрида бора 24-26 мас.%, эффект модифицирования сплавов АЛ2 и АЛ9 максимальный и, как следствие, высокие их механические свойства, из-за наличия в модифицированных сплавах оптимально необходимого для зарождения и измельчения Ы -твердого раствора алюминия в эвтектической составляющей сплавов колиЧества ультрадисперсных частиц УДП нитрида и карбида бора. Известный состав АЛ9 100 t94 9,8 Предлагаемый состав 27 267 13,2 74 26 2?9 13,8 280 13,8 24 280 13,6 23 269 12,8 Примеча н и е, Тройной. натриевый флюс состава, %: NaC1 45; NaF 40; ИА1Г, 15, берут в количестве 1,5% от веса плавки. Смесь УДП карбида и нитрида бора вводят в расп- лав в количестве 0,05% от веса плавки. УДП, карбида бора в УДП нитрида бора, При содержании смеси 73 мас.%, а При содержании УДП карбида бора в смеси 77 мас.Х, а УДП нитрнда бора 23 мас.% снижается эффект модифицирования сплавов АЛ2 и АЛ9, что выражается в уменьшении их механических свойств из-за недостаточного содержания в модифицированных сплавах ультрадисперсных частиц УДП нитрнда бора. Частицы УДП нитрида бора образуют на частицах УДП карбида бора в жидких алюминиевых сплавах поверхностную 35 кристалЛическую пленку, УДП нитрида бора лучше смачивается алюминиевыми расплаваии, чем УДП карбида бора, вследствие этого частицы УДП карбида бора, покрытые пленкой из УДП нитри40 да бора, являются термодинамически более благоприятными подложками для зарождения и роста на них алюминиевых кристаллов и эвтектики, чем частицы УДП карбида бора, не покрытые 45 этой пленкой. При малом содержании в расплаве частиц УДП нитрида бора частицы УДП карбида бора лишь частично покрываются пленкой из УДП нитрида бора и процесс кристаллизации про50 текает нестабильно, не всЕ частицы УДП карбида бора в этом случае становятся центрамй кристаллизации для кристаллов о -твердого раствора алюминия в эвтектической составляющей Я сплавов По сравнению с известным предлагаемьй состав при использовании смеси 1157104 Составитель В. Бадовский Редактор В. Петраш Техред М.Надь Корректор И. Эрдейи Заказ 3287/25 Тираж 583 Поддисное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ультрадисперсных порошков УДП карбида и нитрида бора (В С вЂ” Bg) позволяет повысить для сплава АЛ2 íà 3 1Х предел прочности (с 224 до 231 МПа) и в 1,3 раза относительное удлинение (с 10,4, до 13,5X) для сплава АЛ9 на 44,3Х предел прочности (с 194 до 280 МПа) и в 1,4 pasa относительное удлинение (с 9,8 до 13,8X). При использовании изобретения возрастают затраты на вспомогательные материалы, однако за счет увеличения выхода годного литья вследствие сокращения брака достигается снижение себестоимости. Годовой экономический эффект от использования изобретения при программе литейного цеха 3500 т отливок в год составит 4200 руб»
