Способ приготовления борсодержащего модификатора для модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов с содержанием кремния 10%

 

Сущность изобретения: смешивают борсодержащий компонент с медью, прессуют таблетки при давлении 250-350 КПа, в качестве борсодержащего компонента состав содержит феррробор или лигатуру никель-бор при следующем соотношении компонентов, мас.%: ферробор или никель-бор 70-80, медь 20-30. 1 табл,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 22 С 1/06, 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4829810/02 (22) 29.05.90 (46) 23.07.92. Бюл. N. 27 (71) Нижегородский политехнический институт " (72) Г.И. Тимофеев, Ю.И. Трйфонов, В.А; Героцкий, М,М,.Спасская, М.Ю. Трифонов и

Д,А. Потапов (56) Бондарев.Б,И., Напалков В.И. и др. Модифицирование алюминиевых деформируемых сплавов. M,: Металлургия, с.122. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БОРСОДЕРЖАЩЕГО МОДИФИКАТОРА ДЛЯ МО Изобретение относится к металлургии цветных металлов и сплавов, в частности, к модифицированию алюминиевых сплавов.

Известен способ приготовления модификатора для модифицирования алюминиевых сплавов. Модификатор пода от в алюминиевый расплав в потоке инертного газа, азота или аргона в порошкообразном виде. Дополнительно в состав порошка вводят компоненты для дегазации расплава и удаления неметаллических включений. Дав. ление транспортирующего газа 0,2-0,35 бар (20-30 кПа), в течение 5 — 15 мин в расплав вводится 0,2-0,5 вещества. Количество модификатора усваивается на нижнем пределе допустимой величины or максимального по расчету. Большое количество металла при этом способе удаляется в шлак за счет интенсивного перемешивания, Сплав засоряется неметаллическими включениями и элементами типа К и йа, которые, не всегда желательны, в частности именно для таких сплавов как В124.

При этом способе практически невозможно регулировать содержание бора в.

„5U „„1749283 А1

ДИФИЦИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВОКРЕМНИЕВЫХ СПЛАВОВ С СОДЕРЖАНИЕМ КРЕМНИЯ 10% (57) Сущность изобретения: смешивают борсодержащий компонент с медью, прессуют таблетки при давлении 250-350 КПа, в качестве борсодержащего компонента состав содержит феррробор или лигатуру никель-бор при следующем соотношении компонентов, мас.%: ферробор или ни.кель-бор 70 — 80, медь 20-30. 1 табл, объеме сплава, что, соответственно, увеличивает расход борсодержащей соли, удоро-. жает себестоимость металла.

Наиболее близким к изобретению является способ приготовления борсодержащеI го модификатора для модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов с содер- л жанием кремния 10%, включающий смешивание борсодержащего компонента с ф медью и прессование таблеток, Модификатор состоит из.борсодержащего компонента и меди-утяжелителя, готовится в виде Самопогружающихся таблеток;

Однако известный способ не обеспечивает достаточной степени усвоения бора, так как бор находится в соединении с солями, которые являются дополнительными источниками не всегда желательных компонентов типа калия, а также вновь образуемых фтористых и других соединений, отрицательно влйяющих на свойства сплава.

Целью изобретения является повышение степени усвоения бора.

1749283

15

30 тем

П ри мер 2, В качестве модифицирую-; ro щего компонента используют феррабар, . an

Цель достигается тем, что согласно способу приготовления борсодержащего модификатора для модифицйрования алюминиево-кремниевых сплавов; с содержанием кремния 10%, включающему сме. шивание борсодержащего компонента с медью и прессование таблеток, в качестве борсодержащего компонента используют ферробор или лигатуру никель-бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ферробор или никель-бор 70-80

Медь . 20-30 а прессование таблеток осуществляют под давлением 250-350 Па.

В предлагаемом способе медь является йе только утяжелителем, но и гарантом сохранения поверхности порошинак соедине ний металл-бор, которые затем расходуются на интенсификацию усвоения бора металПрессование в предлагаемом способе необходимо не только.для удобства осуществления процесса, но и с точки зрения физико-химического процесса усвоения бора алюминием, т.е. для сохранения поверхно- .25 стной энергии парошййок, которая" ийтенсифицирует процесс усвоенйя. бора сплавом; . Способ осуществляегся следующим пуБорсодержащий сплав изМельчают-до апределенйой фракции, просеивают через определенный размер сита. Затем в определейном соотношении с наполнителем перемешивают длительное время в бегунах и на прессе под определенным давлением прессуют таблетки. Таблетки загружают н алю-

Миниевый, окончательно приготовленный для разливки металл.

fl р и м е р 1, Лигатуру МВ весом 600 г 40 измельчают в шаровой мельнице и просеивают через сито с ячейками О,OS3 мм. Просушивают при 110 С и смешивают с порошком меди фракции 0,0001мм в бегунах в течение 2 ч. Затем развешивают rio 100 45 г и прессуют таблетки ф 20 мм высотой 15 мм при давлении 300 кПа на прессе. В приготовленный сплав В124 йогружают таблетки (6 шт,) на 200 кг расплава:. Сплав механически перемешивают без нарушения йоверхности ванны. Взятые пробы через 540 мин показывают стабильное содержание бора в сплаве 0,05% по массе. Коэффициент усвояемости бора алюминиевым сйлавом достигает 0,98;::, 55

Данные по физико-механическим Свой-. ствам сплава и усвояемости после введения бора приведены в таблице. технология подготовки порошка аналогична примеру 1, Прессование таблеток осуществляют ври давлении 300 кПа, вводят в расплав В124, приготовленный для разливки, После погружения таблеток в расплав, последний перемешивают без нарушения поверхности ванны. Пробы, взятые через 5 — 40 мин, показывают стабильное содержание бора и полное его усвоение.

Данные таблицы свидетельствуют о том, что введение бора через борсодержащее вещество и медь обеспечивает наиболее полное усвоейие бара, Введение в виде прессованных таблеток способствует усвоени а,При изготовлении таблеток под давлением прессования ниже 250 кПа последние недостаточно прочны, рассыпаются; что от-. ражается на усвояемости. которую можно объяснить тем, что при переходе через жид кий расплав порошкообразные составляю.-. щие теряют часть поверхностной энергии, которая расходуется на усвоение бора алюминием, Применение давления прессования выше 350 кПа неэффективно, так как при этом усваиваемость бора остается на одном и том.же уровне. а при прессовании создает дополнительные трудности по из-. влечению таблетки;

Борсодержащий компонент в пределах

70-80 мас g, обеспечивает оптимальные условия при йзготовлении таблеток, а соотношение в йих таких компонентов как М и Fe при этом не ухудшает свойства сплава. Так, введение менее 70 мас,% борсодержащего вещества снижает процент усвоения бора, о чем свидетельствуют колебания в размерах структурных составляющих. Применение борсодержащего вещества более 80 мас,% затрудняет удаление таблетки при прессовании и снижает эффект усвоения, Снижение эффекта. усвоения объясняется тем, что борсодержащий компонент на поверхности таблетки имеет большее колйчеСтво борсодержащей лигатуры (т.е. менее защищен медью) и сгорает бор при переходе из атмосферы в нанну, при этом медь еще практически не начинает растворяться. (замечается искрение). Применение меди в концентрации менее 20 мас.% не обеспечивает эффект перекрытия борсодержащйх парошинок при койтакте таблеток с жидким. расплавом, а более 30 мас,% не увеличивает усвоенйе; хотя иэвлекаемоСть таблеток от-личная, Усваиваемость бора остается оптимальной при испол,зований меди до 20-30 мас,f, Формула изобретения

Способ приготовления борсодержащемадификатора для модифицирования юминиево-кремниевых сплавов с содер1749283

5 6 жанием кремния 10%, включающий смеши- следующем соотношении компонентов, вание борсодержащего компонента с мас. : медью и прессование таблеток, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения Ферроборилй никель-бор 70 — 80; степейи усвоения бора, в качестве борсо- 5 Медь . 20-30, держащего компонента испбльзуют ферро- а прессование таблеток осуществляют при бор ил и лигатуру н и кел ь-бор, при давлении 250-350 кПа.

") Относит. удлинение, Ф

Количество ненеталли нескин вклечений, „нг 7снг

Иоличестео, нас.4

Олыт

Давление прессованил, кйа усваиваеность>8

Твердость, НБ

33реде» ирои>ости на растлвенне, 6а, Нйа

8ренл усвоение до расчетной концентрации, ннн

Срадннй размер структур- нык составЛЛЕЕЗИК u>Е>

Борсодериавий ко>чюмент

Надь

97>5

97) 0

97,5

97,0

96>9

96,»

96,0

96, 8

97,0

69 91 34,2 3,30 100 0,019 25

250

Составитель М.Спасская

Техред М.Моргейтал Корректор О,Кравцова

Редактор Н.Гунько

Заказ 2566 Тираж ..: ...: . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытйям при ГКНТ СССР

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1 2

4

6

8

Известный

75 ".

l5

1.

300 96, 7

300 97,3

300 98,0

250 97 ° 6

350 97 1

240 95>8

300 96,4

300 96 ° 6

360 97 0

39,4

39,9

40,1

40,2

39.9

38, 7

38 ° 2

39,0

39>1

3,2

3,17

3,0

3,6

3,4

3,10

2.9

2,95

3,4

112

113

307

307

114

105

0,001

0,0009

0,0008

0,00099

0>0011

0,00310

0,00910

0,0095

Оg009

3;5

4

5

4.9

6,5

32

34

32

31

30,4

34