Способ получения прутковой лигатуры алюминий-титан-бор
Изобретение относится к металлургии цветных металлов, конкретно к получению лигатур для модифицирования алюминия и его сплавов, и может быть использовано для производства отливок. Целью изобретения является повышение качества и модифицирующей способности лигатуры, Достигается это тем, что при 1000-1200°С осуществляют совместное введение титана и бора в соотношении (2,0-2,4):1, затем расплав охлаждают до 750-810°С со скоростью 7 - 14 град/М1/ми вводят дополнительную порцию титана до его соотношения с бором в лигатуре (3-5): 1, Способ позволяет уменьшить расход лигатуры при отливке слитков из алюминия иегосплавов вследствие более высокой модифицирующей способности и повысить качество отливаемых слитков. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТ8ЕННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4747037/02 (22) 09.10.89 (46) 23.12.91. Бюл. M 47 (71) Братский алюминиевый завод (72) Е.С.Горланов, И.В.Косов, В.А,Горбунов
M Ф.К.Те пл я ко в (53) 669.715.018 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1615210, кл. С 22 С 1/02,.1988. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРУТКОВОЙ
ЛИГАТУРЫ АЛЮМИНИЙ-ТИТАН-БОР (57) Изобретение относится к металлургии цветных металлов, конкретно к получению лигатур для модифицирования алюминия и
его сплавов, и может быть использовано для
Изобретение. относится к металлургии цветных металлов, конкретно к получению лигатур для модифицирования алюминия и его сплавов, и может быть использовано при производстве отливок.
Известен способ получения лигатур для модифицирования алюминия и его сплавов прямым сплавлением компонентов при
1000-1200 С и последующей разливкой в изложницы небольших сечений.
Недостатком известного способа является образование в процессе кристаллизации грубых первичных интерметаллических соединений, что снижает модифицирующую способность лигатуры и при ее использова-, нии может- быть причиной брака отливок.
Известен также способ получения лигатуры для модифицирования алюминия и его сплавов, согласно которому выдержку расплава осуществляют при перемешивании в течение 3-5 мин при t = ts + (0,5-0,8) Л ?кр,,, БЦ„„1700078 А1 (51)5 С 22 С 1/03 производства отливок. Целью изобретения является повышение качества и модифицирующей способности лигатуры, Достигается это тем, что при 1000 — 1200 С осуществляют совместное введение титана и бора в соотношении (2,0 — 2,4):1, затем расплав охлаждают до 750 — 810 С со скоростью 7—
14 град/мин и вводят дополнительную порцию титана до его соотношения с бором в лигатуре (3 — 5):1, Способ позволяет уменьшить расход лигатуры при отливке слитков из алюминия,и его сплавов вследствие более высокой модифицирующей способности и повысить качество отливаемых слитков.
1 табл. где ts — температура солидуса, С; Л txp— температурный интервал кристаллизации, С, и охлаждают во температуры солидуса со скоростью 5х10 — 5х10 град/с.
Недостатком такого способа является высокое содержание элементов-модификаторов в твердом растворе, тэк, например, содержание титана превышает 1 /, что в значительной степени снижает модифицирующую способность лигатуры. Высокое содержание элементов-модификаторов в твердом растворе определяется высокой скоростью охлаждения лигатурного сплава после его выдержки при t = ts+ (0,5 — 0,8) 5 t 60% равновесной, Наиболее близким к предлагаемому является способ получения лигатуры для модифицирования алюминия и его сплавов, согласно которому лигатурный расплав в 1700078 процессе выдержки и перемешивания охлаждают до температуры (1,1-1,2) ts, где ts— температура солидуса, С, а затем подают в кристаллизатор, в котором охлаждают до температуры (0,70-0,85) t (1), Недостатками известного сп 5а являются большой контактный период между компонентами лигатуры и металлов для достижения модифицирующего эффекта и недостаточно высокая модифицирующая способность лигатуры при литье отливок по причине присутствия в ее составе интерметаллических частиц в форме "чешуек" и "лепестков". Целью изобретения является уменьшение контактного периода модифицирования металла лигатурой и повышение модифицирующей способности лигатуры. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения прутковой лигатуры алюминий-титан-бор, включающему введение в расплав алюминия легирующих титана и бора при 1000 — 1200ОС, охлаждение до 750 — 810 С при перемешивании и кристаллизации, введение титана и бора осуществляют при их массовом соотношении (2,0-2,4);1, охлаждение до 750-810 С осуществляют со скоростью 7 — 14 град/мин и перед кристаллизацией в расплав дополнительно вводят титан до его соотношения с бором в лигатуре (3-5),1. Сущность способа заключается в том, что введение в алюминий титана и бора в соотношении (2,0 — 2,4):1 (по массе) при 1000-1200 С обеспечивает образование TiBz. Введение избытка титана в жидкий раствор с готовыми центрами кристаллизации диборида титана при 750-810 С обеспечивает объемный рост компактных кристаллов;алюминида титана "блоковой" формы, заканчивающийся при кристаллизации расплава. Интерметаллические кристаллы "блоковой" формы, имея хорошее кристаллографическое соответствие с алюминием по плоскостям (001) и (011), при соотношении титана и бора в лигатуре (3-5):1 гарантируют высокую эффективность модифицирования при введении лигатуры в алюминий непосредственно в период литья отливок. Скорость охлаждения расплава лигатуры от 1000-1200 до 750-810 С в пределах 7 — 14 град/мин обеспечивает оптимальный расмер и состав интерметаллидов. Выбранные интервалы параметров лимитируются следующими факторами: введение титана и бора в расплав алюминия при 1000 — 1200 С в соотношении менее 2,0 или более 2.5 ведет к наличию избыточных количеств соответственно бора или титана, что благоприятствует росту "лепестковых" и/или "чешуйчатых" кристаллизаторов, которые ориентированы по отношению к алю5 минию только плоскостью (001) (при введении в алюминий лигатура с кристаллами интерметаллидов такой формы проявляет свои модифицирующие свойства после длительного контактного периода); охлаж10 дение расплава от 1000 — 1200 до 750-810 С со скоростью менее 8 град/мин ведет к росту крупных, преимущественно игловидных кристаллов, что увеличивает контактный период модифицирования металла лигатурой, 15 при скорости охлаждения более 14 град/мин значительная часть легирующих компонентов остается в твердом растворе, что снижает модифицирующую способность лигатуры. 20 Проверку предлагаемого способа проводят в лабораторных условиях. В тигельной электропечи сопротивления наплавляют 500 r алюминия, на поверхность которого наводят флюс, а затем при 25 1000 — 1200 С вводят титан (ТГ-100) и фторборат калия в отношении титана к бору 2,22,4, затем при перемешивании расплав охлаждают до 750-810 С со скоростью 7-14 град/мин и вводят дополнительную порцию 30 титана до его:оотношения с бором в лигатуре (3-5):1, после чего расплав охлаждают в водоохлаждаемой изложнице.— Полученную лигатуру подвергают химическому и микроструктурному анализу, по35 сле чего полученные образцы проверяют на модифицирующую способность. Модифицированию подвергают алюминий А7 с исходным содержанием титана 0,003 мас.% и бора 0,0002 мас. В расплав алюминия при 40 740-750 С вводят полученную лигатуру до содержания титана и бора в количествах 0,015-0,016 мас.% и 0,003-0,005 мас,% соответственно, После выдержки в течение 30 — 60 с расплав охлаждают в кольцевой из45 ложнице. Поверхность пробы фрезеруют и травят на выявление макроструктуры. Параметры приготовления лигатуры и модифицирования алюминия представлены в таблице (примеры 4 — 6 в предлагаемых 50 пределах. а примеры 1 — 3 и 7-9 — запредельные значения). Применение предлагаемого способа позволяет уменьшить расход лигатуры при отливке слитков из алюминия и его сплавов вследствие уменьшения контактного периода модифицирования металла и повысить качество отливаемого металла за счет более высокой модифицирующей способности лигатуры. 1700078 целью повышения качества и модифициру ющей способности лигатуры, введение титана и бора осуществляют при их массовоМ соотношении (2,0-2,4):1, охлаждение до 5 750 — 810 С осуществляют со скоростью 7-14 град/мин и перед кристаллизацией в рас плав дополнительно вводят титан до его соотношения с бором в лигатуре (3 — 5):1.. л ( ( рактеристика лигатуры и ее диОыцирушшая способность Технологические параметры приготовления лигатуры Структура отливки, верен/сма Период контакта при модифицировании мин атношет /в Способ Приприго- мер товления лигатуры С корост ь охпакдения расплава до. 750-810 с град/мин количество легирукших компонентов, вводимых в алоииний лри 10001гааоС, r Форма крис" аллов в лигатуре Предлагаемыйй 30-40 40-50 1,а Игтювидная Игловидная Игловил7 3:1 10 3:1 6 5:1 1,5 0,85 1,76 0„8 1,43 1,0 0,70 2,0 0,93! аа-гао 0,3 г,га ная, Блоки 800-900 Более 900 800-900 250-300 0,5 о,7 3:! 10 5:1 14 4,z:1 16 3:1 2,00 г,zo г,4о z,!3 1,5 0,75 1,6 0,70 0,8о 1,0 0,47 чешуйчатаяя 100-гоо 8о-15о б! 8 5:1 10 5:1 i,o о,5 3,00 2>50 I 5 0,50 1,о о,4о 9 Известный 5 0-80 ! 400-500 1,о 5,0 5,0 Составитель О.Голыжникова Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова Редактор С.Пекарь Заказ 4444 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CGCP 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения (Способ получения прутковой лигатуры алюминий-титан-бор, включающей введе. ние в расплав алюминия легирующих титана и бора при 1000-1200"С, охлаждение до 750 — 810 С при перемешивании и кристаллизации, отличающийся тем, что, с отношение Ti/в влигатуре после вве дения в расплав Ti npu
