Флюс для плавки магниевых сплавов

Изобретение относится к металлургии цветных сплавов и может быть использовано в процессах плавки и рафинирования литейных магниевых сплавов. Флюс для плавки магниевых сплавов включает следующие компоненты, мас.%: MgCl₂ 34,0-42,0, BaCl₂ 5,0-8,0, CaF₂ 1,0-2,0, NaCl + CaCl₂ 6,0-10,0, один или несколько компонентов из группы: CdCl₂, CdF₂, ZnF₂ 2,0-6,0, KCl - остальное. Флюс обеспечивает повышенную рафинирующую способность от шлаковых и флюсовых включений (флюсовой коррозии) и повышение надежности и ресурса эксплуатации изделий из магниевых сплавов. 2 табл.

 

Изобретение относится к металлургии цветных сплавов и может быть использовано в процессах плавки и рафинирования литейных магниевых сплавов.

Расплавленные магниевые сплавы в атмосфере воздуха сильно окисляются (горят) и загрязняются окислами - шлаками. Поэтому плавка магниевых сплавов ведется под слоем флюсов, основное назначение которых - защищать металлический расплав от окисления и рафинировать сплав от неметаллических включений (окислов, шлаков, нитридов магния). Процессы защиты от окисления и рафинирования магниевых сплавов играют решающую роль в получении качественных отливок, деталей.

Известен флюс для плавки магниевых сплавов, имеющий следующий химический состав, в мас.%:

MgCl2	20,0-40,0
CaF2	2,0-10,0
KBF4	0,5-12,0
NaBr	10,0-30,0
KCl	остальное

(Патент РФ №2217512)

Недостатком известного флюса является повышенная токсичность из-за большого содержания в нем фтористых солей.

Известен флюс для плавки магниевых сплавов, имеющий следующий химический состав, в мас.%:

MgCl2	20,0-30,0
KCl	70,0-80,0

(Патент США №5804138)

Недостатком флюса является то, что его использование для плавки магниевых сплавов вызывает флюсовую коррозию на фасонных отливках.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является флюс марки ВИ-2 для плавки магниевых сплавов следующего химического состава, в мас.%:

MgCl2	38,0-46,0
BaCl2	5,0-8,0
CaF2	3,0-5,0
CaCl2 + NaCl	10,0
KCl	32,0-40,0

(М.Б.Альтман, А.А.Лебедев и др. "Плавка и литье легких сплавов". М.: Металлургия, 1969, стр.332).

Недостатком флюса-прототипа является недостаточно высокая рафинирующая способность для получения качественных отливок.

Технической задачей изобретения является разработка флюса для плавки магниевых сплавов с повышенной рафинирующей способностью от шлаковых и флюсовых включений (флюсовой коррозии).

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен флюс для плавки магниевых сплавов, включающий хлористый магний, хлористый барий, фтористый кальций, хлористый натрий, хлористый кальций, хлористый калий, который дополнительно содержит один или несколько компонентов из группы, включающей хлористый кадмий, фтористый кадмий, фтористый цинк, при следующем соотношении компонентов, в мас.%:

MgCl2	34,0-42,0
BaCl2	5,0-8,0
CaF2	1,0-2,0
NaCl + CaCl2	6,0-10,0
Один или несколько
компонентов из группы:
CdCl2, CdF2, ZnF2	2,0-6,0
KCl	остальное

Авторами установлено, что введение в флюс для плавки магниевых сплавов одного или несколько компонентов из группы CdCl₂, CdF₂, ZnF₂, при заявленном содержании и соотношении других компонентов, повышает рафинирующую способность флюса и сохраняет его защитные свойства на уровне прототипа.

Примеры осуществления

Предлагаемый флюс опробовали на плавках литейных магниевых сплавов МЛ12 (Mg-Zn-Zr) и МЛ5 (Mg-Al-Zn).

Пример №1. В тигельную печь перед загрузкой в нее шихты магниевого сплава присыпали 1% от веса шихты предлагаемый флюс, содержащий CdCl₂ (состав №1, табл.1).

Рафинирование сплава предлагаемым флюсом проводили при температуре 710-730°С путем присыпания поверхности расплава флюсом и его перемешивания.

Затем проводили выстаивание сплава под флюсом при температуре 770-790°С и разливали его по литейным формам.

Применение предлагаемого флюса составов №2-7 аналогично примеру №1.

Шлаковые включения и флюсовую коррозию оценивали по изломам и поверхности технологических образцов.

В табл.2 приведена рафинирующая способность флюсов в отношении шлаковых и флюсовых включений.

Из табл.2 следует, что при использовании предлагаемого флюса флюсовая коррозия и шлаковые включения на деталях-плитах в 3-3,5 раза ниже, чем при использовании флюса-прототипа, или вообще отсутствуют.

Использование предлагаемого флюса повысит надежность и ресурс эксплуатации изделий из магниевых сплавов.

Таблица 1
№п/п	MgCl2	BaCl3	CaF2	CdCl2	CdF2	ZnF2	KCl	Сумма CaCl2 и NaCl
1	Предлагаемый флюс	34,0	5,0	1,0	6,0			остальное	6,0
2		38,0	7,0	1,5		4,0		-"-	8,0
3		42,0	8,0	2,0			3,0	-"-	10,0
4		38,0	7,0	1,5	4,0	2,0		-"-	8,0
5		34,0	8,0	2,0	3,0		2,0	-"-	10,0
6		42,0	5,0	1,0		2,0	2,0	-"-	6,0
7		38,0	8,0	2,0	2,0	2,0	2,0	-"-	8,0
8 Прототип	42,0	7,0	3,0	-	-	-	-"-	10,0

Таблица 2
Применяемый состав флюса	Марка сплава	Кол-во Исследованных деталей - плит, шт.	Кол-во деталей -плит с флюсовой коррозией, шт.	% деталей - плит с флюсовой коррозией, %.	Кол-во деталей - плит со шлаковыми включениями, шт.	% деталей-плит со шлаковыми включениями, %.
1	МЛ12	36	1	2,7	0	0
2		40		0	0	0
3		42		0	1	2,3
4		44		0		0
5		42	1	2,3	1	2,3
6		40		0	1	2,5
7		44		0		0
8 Прототип	48	3	0	4	8
1	МЛ5	40	1	2,3	1	2,5
2		36		0		0
3		42		0	1	2,3
4		42		0		0
5		40	1	2,3	0	о
6		42		0	1	2,5
7		44		0		0
8 Прототип	50	3	6,2	3	6,2

Флюс для плавки магниевых сплавов, содержащий хлористый магний, хлористый барий, фтористый кальций, хлористый натрий, хлористый кальций, хлористый калий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит один или несколько компонентов из группы, включающей хлористый кадмий, фтористый кадмий, фтористый цинк, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

MgCl2	34,0-42,0
BaCl2	5,0-8,0
CaF2	1,0-2,0
NaCl + CaCl2	6,0-10,0

один или несколько компонентов из группы:

CdCl2, CdF2, ZnF2	2,0-6,0
KCl	Остальное