Способ переработки отходов алюминиевых сплавов
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для переработки отходов алюминиевых сплавов. Целью является расширение технологических возможностей способа и повышение качества полуфабрикатов. В способе переработки отходов алюминиевых сплавов плавление отходов ведут при пропускании через расплав переменного электрического тока напряжением 2-11 В, силой
СОЮЗ СОВЕ1СКИХ
СОЦИАЛИС(ИНЕсКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДAPCTBEI61ЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4073084/02 (22) 10.03.86 (46) 30.09,91. Бюл. N. 36 (71) Физико-технический институт АН БССР (72) М,И.Калачев, В.M.Êoâàëåâ, А.В,Козлов, А.M.Êóçåé, А.П.Ласковнев, Л.Г.Михальченко и А.Д.Тищенко (53) 621.762,224;621.762.4(088,8) (56) Давыдова М.А. и др. Переработка отходов САП.— В сб.: Алюминиевые сплавы, вып,2. M„1963, с,153 — 159. Авторское свидетельство СССР N. 823445, кл, С 22 С 1/02, 1979. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для переработки отходов алюминиевых сплавов. Целью является расширение техИзобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для переработки отходов алюминиевых сплавов, Целью изобретения является рагширение технологических возможностей способа переработки, Под воздействием переменного электрического тока происходит перемещение легирующих элементов в расплаве в соответствии с полярностью поля. Это приводит к снижению размеров и разрушению кластеров на одной полярности, а так как расплав многокомпонентный, то образование кластеров при смене полярности происхо„„. Ы „„1680442 Al нологических возможностей способа и повышение качества полуфабрикатов. В способе переработки отходов алюминиевых сплавов плавление отходов ведут при пропускании через расплав переменного электрического тока напряжением 2-11 В, силой (2-12).10 А с наложением магнитного поля з напряженностью (2-9).10 А/м, после рас3 плавления осуществляют диспергирование расплава с последующей закалкой и компактирование порошка, причем корректировку состава ведут перед компактированием, Корректировку состава ведут путем введения в порошок отходов деформируеMbIx сплавов, полученных диспергированием расплава с последующей закалкой, Корректировку состава ведут путем введения в порошок инертных наполнителей. выбранных из группы нитрид бора, углерод, оксид алюминия в количестве 0,1-2 мас.%. 2 з.п. ф-лы, 5 табл, дит с меньшей скоростью и в результате повышается термическая стабильность порошка. В процессе корректировки состава полуфабриката применяют отходы деформируемых сплавов. Корректировка ведется для достижения качественного сосгава полуфабриката, близкого к составу стандартного деформируемого сплава. В случае многосортных отходов, где достичь качественного состава деформируемого сплава не всегда возможно, корректировка осуществляется для снижения общего (суммарного) содержания переходных металлов до 7— 127ь, а в случае литейных многосортных отходов до 12 мас.% кремния. 16Н0442 Корректировка состава полуфабриката ведется как путем изменения состава расплава, так и изменением состава порошковой шихгы перед холодным компактированием. Корректировка состава шихты перед холодным компактированием проводится в случае переработки многосортных отходов с высоким содержанием переходных металлов и кремния. В шихту в процессе корректировки вводится порошок, полученный из отходов односортных деформируемых сплавов закалкой из жидкого состояния. Такой порошок более пластичен и обтекает более твердые частицы с высокой концентрацией легирующих элементов, снижает усилие прессования, а также дает возможность получить более плотную заготовку при холодном йомпактировании. При последующей операции горячего выдавливания порошковой заготовки происходит более полное залегание пор в прессовке, Корректировка состава полуфабриката путем введения в шихту инертных наполнителей не изменяет относительного содержания легирующих элементов, а служит для дальнейшего выравнивания механических и технологических свойств полуфабриката и детали. При горячем деформированииинертные частицы (BN, С, А)20з) стирают окисную пленку на частицах и улучшают схватывание частиц между собой. Углерод в форме графита и BN-гексагональной модификации снижает усилие деформирования порошка и повышает плотность заготовки, одновременно повышая качество механической обработки полуфабриката. Пример 1, Сплав, содержащий примеси железа, никеля и кремния, плавят и подают в зону распыления, варьируя значения силы тока, напряжения, напряженность магнитного поля. Затем проводят корректировку состава и последующее компактирование, После холодного брикетирования прогревали брикет ф60 мм до температуры прессования в течение 15 мин и осуществляли экструдирование, при температуре 670 К. Механические свойства полученных прутков приведены в табл. 1. Снижение напряжения менее 2 В и силы тока менее 2 10 А снижает скорость 3 плавления брикетов отходов, Увеличение напряжения более 11 В и тока более 10 10 з А дестабилизирует процесс распыления изза перепадов давления в потоке перекачиваемого расплава. К этому же эффекту ведет и повышение напряженности магнитного поля более 9 10 Alм. з Пример 2. Многосортный состав, содержащий 10 " металлических примесей (Ni, Fe, Cu и т.д.). Распыление осуществлялось при значениях U = 4 В; I = 3 10 А, з 5 Н = 3 10 А/м. Обработка проводилась по з описанной технологии, Переработка отходов, содержащих более 12 мас, металлических примесей (> Ni, Fe, Cr, Cu и т.д,) осуществляется 10 распылением расплава с последующей его корректировкой порошком, полученным закалкой из жидкого состояния, например сплава Д16 до снижения суммарного содержания примесей 7 — 12 мас, . 15 Как видно из данных табл. 2, корректировка шихты распыленного порошка с высоким содержанием легирующих элементов позволяет переводить в деформируемые сплавы практическое большинство про20 мышленных отходов с высоким содержанием легирующих включений. Пример 3, Сплав на основе алюминия состава Al + 5 мас, Fe + 2 мас. / Nl + 2 мас. / Cr распыляли с реализацией скоро25 стей охлаждения 10 К/с, на бронзовый диск. Распыление осуществлялось при значениях0=-4 В; l=3 10 А; Н=З 10 А/м, Обработка давлением проводилась по предлагаемой технологии с введением в шихту 30 графита 0,1-2,0 мас, при коэффициенте вытяжки 16 с диаметра 40 на 10 мм, При горячей обработке давлением снимались показатели прессования, затем из прутка были изготовлены образцы на растяжение, 35 Определялось значение предела прочности, Экспериментальные данные приведены в табл. 3. Как видно из данных табл. 3, с повышением концентрации графита в шихте умень40 шаются удельные усилия при прессовании полуфабриката. Однако увеличение концентрации графита выше 2 мас. ухудшает механические характеристики материала, сужая область применения его. 45 Пример4,СплавAI+65 Fe+35 Ni + 1 Cr распыляли на медный диск с реализацией скоростей охлаждения 10 К/с. т После разделения на фракции была приготовлена шихта с добавлением BN. Содержа50 ние BN варьировалось ат 0,1 до 2,0 . Коэффициент вытяжки составил 12 при выдавливании в изотермических условиях при 400 С, Данные по полученным свойствам полуфабриката представлены в табл, 4. 55 Сплав с содержанием С менее О,1 мало отличается по своим механическим свойствам от сплава этого же состава без BN. Присутствие BN более 2,1 существенно влияет на схватывание частиц при прессо1680442 Таблица1 Таблица2 вании, так как начиная с этой концентрации, пруток начинает расслаиваться. Пример 5. Сплав А! + 47, Fe + 3 Ni + 0,8 Cr распыляли на медный диск с реализацией скоростей охлаждения 107 К/с. По- 5 сле разделения на фракции была приготовлена шихта с А!гОэ. Содержание AlgOg варьировалось от 0,1 до 2 мас. . Коэффициент вытяжки составлял 16. Данные по полученному материалу заносим в табли- 10 цу. Как видно из данных табл. 5, наиболее предпочтительный интервал концентраций А!гОз при переработке отходов алюминиевых сплавов 0 1-2 мас. . 15 Известный способ не позволяет перерабатывать отходы с высоким содержанием Fe, Nl, Cu, Mn, Cr и т,д., поэтому данные о механических свойствах не приводим в связи с их низкими значениями, не выходящими, 20 например, для o за пределы 110 — 114 МПа. Формула изобретения 1. Способ переработки отходов алюминиевых сплавов, включающий плавление от25 ходов, корректировку состава, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей способа и повышения качества полуфабрикатов. плавление отходов ведут при пропускании через расплав переменного электрического тока напряжением 2-11 В, силой тока (2 — 12) 10 А 3 с наложением магнитного поля напряженностью (2-9) 10 A/м, после расплавления э осуществляют диспергирование расплава с последующей закалкой и контактирование порошка, причем корректировку состава ведут перед компактированием, 2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что корректировку состава ведут путем введения в порошок отходов деформируемых сплавов, полученных диспергированием расплава с последующей закалкой, 3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что корректировку состава ведут путем введения в порошок инертных наполнителей, выбранных из группы нитрид бора, углерод, оксид алюминия в количестве 0.1-2 мас.,ь. 1 930442 Таблица3 Удельные услилия прессования, МПа Пред прочност МПа Таблица4 (Г Удельные усилия прессования,МПа едел прочно МПа Таблица5 Предел прочност МПа Удельнь!е усилия прессования, iiË Па це Оз Составигель С.Багрова Техред M,Mîðãåíòàë Редактор Q,Ñåpåäà Корректор M,Кучерявая Заказ 3269 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 дОО 280 т-0 300 ГО 220 3 /5 L 400 220 320 320 О О 
