Способ приготовления лигатуры для раскисления стали

 

Изобретение относится к области металлургии и к литейному производству. Способ включает смешивание порошков алюминия и титана с последующим прессованием. При этом в смесь порошков дополнительно вводят порошок железа при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюминий 4-38; титан 6-60; железо - остальное. Прессование ведут при давлении 2000-2500 кг/см², а порошки изготавливают из стружки-отхода производства. Изобретение позволяет уменьшить степень загрязнения стали глиноземом, поскольку глинозем снижает механические свойства и ухудшает обрабатываемость стали. 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии черных металлов и к литейному производству.

Известен способ получения алюминиево-титановой лигатуры сплавлением алюминия и титана, проходящим при высоких температурах [1]. Этим способом получают лигатуры с содержанием титана 2-5%, что связано с резким повышением температуры плавления при увеличении содержания тугоплавкого компонента. Получение алюминиево-титановой лигатуры является трудоемким и энергоемким процессом, что значительно увеличивает себестоимость получаемого материала.

В качестве прототипа рассмотрен способ получения алюминиево-титановой лигатуры путем смешивания мелкодисперсных порошков алюминия и титана: порошок титана, например марки ПТЭМ-2 10-30 мас.%, порошок алюминия, например марки АСД-1 70-90 мас.%, с последующим прессованием при давлении 100-350 кг/см² [2]. Данная лигатура применялась для модифицирования алюминиевых сплавов, однако она может быть использована и для раскисления стали. Получение порошковой алюминиево-титановой лигатуры является дорогим процессом, в следствие применения промышленных порошков алюминия АСД-1 и гитана ПТЭМ-2, что значительно увеличивает себестоимость получаемого материала. Кроме того, имеются ограничения при использовании этой лигатуры для раскисления стали из-за значительного количества алюминия.

Эти недостатки устраняются предлагаемым решением.

Задачей изобретения является приготовление более дешевого материала, применяемого для раскисления стали.

Технический результат заключается в уменьшении степени заражения стали глиноземом. Глинозем снижает механические свойства и ухудшает обрабатываемость стали.

Этот технический результат достигается тем, что в способе приготовления лигатуры для раскисления сталей смешиванием порошков алюминия и титана с последующим прессованием полученной смеси, в смесь порошков алюминия и титана дополнительно вводят порошок железа при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Порошок алюминия 4-38

Порошок титана 6-60

Порошок железа Остальное

а прессование ведут при давлении 2000-2500 кг/см², порошки используют из стружки - отхода производств.

Лигатуру готовят следующим образом. Стружку титана, алюминия и железа измельчают в шаровой мельнице или в других агрегатах. Затем измельченную стружку просеивают через сита определенного размера ячейки. После этого производят смешивание порошков в смесителе. Процентное содержание компонентов зависит от требуемого химического состава лигатуры. Далее производят прессование лигатуры. Полученные лигатуры в зависимости от необходимого химического состава по титану вводят в сталь.

Пример 1 осуществления способа.

Измельченные железо, гитан и алюминий просеивали через сита с размером ячейки 1 мм. После этого порошки смешивали в следующих соотношениях, мас.%:

Порошок алюминия 38

Порошок гитана 60

Порошок железа 2

В смесителе в течение 10 мин порошки смешивали и дозировали по 200 г с последующим прессованием лигатуры в прессформе. Геометрические размеры прессформы, мм:

Диаметр 50

Высота 100

Давление прессования 2000 кг/см².

В приготовленный сплав 35 Л при температуре 1600°С погружали псевдолигатуру в количестве 2 кг/1000 кг. Химический анализ проб полученного металла показал усваиваемость титана в стали более 90%.

Физико-механические свойства стали, обработанной данной псевдолигатурой соответствуют ГОСТ 977-88.

В примерах 2 и 3 меняли количество ингредиентов.

Данные по примерам 2, 3, где меняется соотношение компонентов и давление прессования, приведены в таблице:

Если прессовать при давлении менее 2000 кг/см² - недостаточная прочность брикета, а при давлении более 2500 кг/см² – нецелесообразное удорожание лигатуры.

Увеличение количества алюминиевого порошка более 38% приводит к заражению стали глиноземом, а уменьшение менее 4% снижает степень усвояемости псевдолигатуры.

Уменьшение содержания порошка титана менее 6 % снижает качество раскисления, а при содержании порошка титана более 60% возникают сложности при изготовлении брикетов.

Содержание железа выбирается от требуемого состава лигатуры по титану и алюминию.

Предлагаемая лигатура недорога, так как исходным материалом является отход производства в виде стружки, которую измельчают в порошок, легко усваивается и имеет механические характеристики, требуемые по ГОСТу.

Источники информации

1. Бондарев Б.И., Напалков В.И. и др. Модифицирование алюминиевых деформируемых сплавов. - М., 1979, с.122.

2. Патент РФ №2087574, С 22 С1/04, 1997 г.

Формула изобретения

Способ приготовления лигатуры для раскисления стали, включающий смешивание порошков алюминия и титана с последующим прессованием, отличающийся тем, что в смесь порошков дополнительно вводят порошок железа при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Алюминий 4-38

Титан 6-60

Железо Остальное

прессование ведут при давлении 2000-2500 кг/см², а порошки изготавливают из стружки-отхода производства.