Способ получения промышленных силуминов

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для получения изделий из промышленных силуминов. Проводят наводороживание при температуре 730-750°С в течение 0,5-1 часа. Затем осуществляют старение при нагреве до 200-300°С с выдержкой в указанном интервале температур и охлаждением на воздухе. Получают промышленные силумины со сниженным значением коэффициента линейного расширения в интервале температур 200-300°С. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для получения изделий из промышленных силуминов.

Современная промышленность, в частности автомобильная, нуждается в легких сплавах на основе алюминия с низкими значениями коэффициента линейного расширения (КЛР) для изготовления из них деталей с малой изменяемостью размеров в рабочем интервале температур. Поэтому изыскание возможных способов снижения значений КЛР алюминиевых сплавов, в первую очередь силуминов, является актуальной проблемой как в нашей стране, так и за рубежом.

Известен способ получения алюминиевых сплавов, включающий приготовление расплава, кристаллизацию, нагрев до 200-300°С, выдержку в течение 2-12 часов и охлаждение на воздухе (Смирягин А.П. Промышленные цветные металлы и сплавы. - М.: Металлургия, 1974. - С.424 и 428). Недостатком известного способа является сохранение высоких значений КЛР сплавов в интервале 200-300°С.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения алюминиевых сплавов, включающий наводороживание расплава водяным паром в процессе приготовления, кристаллизацию и старение (SU 739122, МПК С22С 1/02, 05.06.1980). Однако применение этого способа недостаточно снижает значения КЛР сплавов в интервале 200-300°С.

Задачей изобретения является снижение значений коэффициента линейного расширения промышленных силуминов в интервале 200-300°С.

Поставленная задача решается следующим образом: способ получения силуминов включает наводороживание расплава путем продувки водяным паром при температуре 730-750°С в течение 0,5-1,0 часа, кристаллизацию и старение в интервале 200-300°С с выдержкой в указанном интервале температур и охлаждением на воздухе.

Приготовление алюминиевых сплавов по предлагаемому способу позволяет значительно снизить значения коэффициента линейного расширения. Это обусловлено тем, что наводороживание расплава алюминиевых сплавов при последующем старении в интервале 200-300°С ускоряет диффузионные процессы в сплавах. Это в конечном итоге приведет к активному удалению водорода из твердого раствора сплава, что и обусловит снижение значений коэффициента линейного расширения.

Проведение наводороживания расплава продувкой водяным паром при температуре 730-750°С в течение 0,5-1,0 часа является оптимальным для снижения значений коэффициента линейного расширения в интервале 200-300°С.

Пример. Испытания проводили на литейных сплавах марок АК12 и АК12ММгН. Для их приготовления использовали алюминий марки А7, технически чистые шихтовые металлы и лигатуры. Полученные слитки толщиной 15-18 мм подвергали обработке по известному и предлагаемому способам. Наводороживание расплава осуществляли продувкой его водяным паром при температуре 730-750°С в течение 0,5-1,0 часа. Из полученных слитков вырезали образцы для дилатометрических испытаний.

Измерение КЛР проводили на оптическом дифференциальном дилатометре Шевенара. Результаты испытаний приведены в таблице. Для наглядности влияние условий приготовления сплава АК12 по предлагаемому способу на линейное расширение его в различных состояниях дополнительно приведено на чертеже.

Из данных таблицы и чертежа видно, что применение предложенного сплава по сравнению с известным позволяет снизить коэффициент линейного расширения в интервале 200-300°С для сплавов АК12 и АК12ММгН в среднем на 6-20%, что является важным для использования таких сплавов при производстве поршней двигателей внутреннего сгорания с целью повышения их эксплуатационной стойкости за счет малой изменяемости размеров в рабочем интервале температур.

Таблица
Влияние наводороживания расплава и старения на линейное расширение промышленных силуминов
Сплав, способ приготовления	Коэффициент линейного расширения α·106, град-1 при температуре испытания, °С
50	100	150	200	250	300	350	400	450
1. АК12 Наводороживание расплава водяным паром при t=740°С, 0,5 ч, старение твердого сплава при t=300°С, 2 ч	18,58	18,92	18,34	17,10	17,40	17,82	17,74	16,78	16,39
Наводороживание расплава водяным паром при t=750°С, 1 ч, старение твердого сплава при t=300°С, 4 ч	16,80	17,08	16,98	16,07	16,51	16,82	17,11	16,09	16,07
2. АК12ММгН Наводороживание расплава водяным паром при t=730°C, 1 ч и старение твердого сплава при t:
200°С - 4 ч	17,78	19,95	19,30	20,26	20,51	21,40	21,26	18,78	17,50
250°С - 2 ч	18,14	19,36	19,73	20,75	20,54	21,14	20,74	19,30	18,15
300°С - 1 ч	18,14	19,15	19,73	20,75	21,27	21,67	21,73	21,38	20,30

Способ получения промышленных силуминов, включающий наводороживание расплава водяным паром в процессе приготовления, кристаллизацию и старение, отличающийся тем, что наводороживание проводят при температуре 730-750°С в течение 0,5-1 ч, старение проводят при 200-300°С с выдержкой в указанном интервале температур и охлаждением на воздухе.