Способ получения алюминиевых лигатур с переходными металлами

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для получения лигатур на основе алюминия с переходными металлами. Приготовление перегретого алюминиевого расплава выше температуры ликвидус сплава и ввод легирующих компонентов в расплав плавлением проволоки, при этом между проволокой и алюминиевым расплавом пропускают электрический ток. На поверхности алюминиевого расплава наводят слой расплавленного флюса, а проволоку плавят теплом, выделяющимся в слое флюса при прохождении через него электрического тока, при этом флюс содержит криолит, оксид алюминия и фторид магния при следующем соотношении, мол. %: криолит 40-45, оксид алюминия 10-20, фторид магния 35-40. Изобретение позволяет снизить потери легирующих компонентов, повысить производительность и снизить трудоемкость приготовления алюминиевых лигатур.

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть применено для получения алюминиевых лигатур.

Известен способ получения алюминиевых лигатур (Курдюмов А.В., Пикунов М.В., Чурсин В.М. Литейное производство цветных и редких металлов. Изд-во «Металлургия», 1972, с.496), при котором приготавливают перегретый алюминиевый расплав и вводят легирующие компоненты. Недостатком этого способа является длительность процесса растворения легирующих компонентов, что снижает производительность процесса, а также способствует насыщению алюминиевого расплава газами и окисными включениями.

Известен также способ получения алюминиевых лигатур, при котором в перегретый алюминиевый расплав вводят легирующие компоненты в виде проволоки, при этом между проволокой, являющейся положительным электродом, и алюминиевым расплавом, являющимся отрицательным электродом, горит электрическая дуга в среде инертного газа. Данный способ повышает производительность и снижает трудоемкость приготовления алюминиевых лигатур, однако вследствие разбрызгивания и угара имеются большие потери легирующих элементов при приготовлении алюминиевых лигатур (RU 2406774)(прототип).

Техническим результатом предлагаемого способа является снижение потерь легирующих компонентов, повышение производительности и снижение трудоемкости приготовления алюминиевых лигатур.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что приготавливают перегретый алюминиевый расплав выше температуры ликвидус сплава и вводят легирующие компоненты в виде проволоки, при этом между проволокой и алюминиевым расплавом пропускают электрический ток. В отличие от прототипа на поверхности алюминиевого расплава наводится слой расплавленного флюса, а проволока плавится за счет тепла, выделяющегося в слое флюса при прохождении через него электрического тока. В состав флюса входит криолит, оксид алюминия и фторид магния при следующем соотношении компонентов:

Криолит - 40-45% (мол.)

Оксид алюминия - 10-20% (мол.)

Фторид магния - 35-40% (мол.)

Такая совокупность новых признаков с известными позволяет по сравнению с прототипом снизить потери легирующих компонентов, повысить производительность и снизить трудоемкость приготовления алюминиевых лигатур.

Способ заключается в том, что приготавливают алюминиевый расплав, перегревают его выше температуры ликвидус лигатуры и на поверхность алюминиевого расплава засыпают слой флюса, содержащего: криолита - 40-45% (мол.), оксида алюминия - 10-20% (мол.), фторида магния - 35-40% (мол.). Флюс плавится и формирует жидкий слой на алюминиевом расплаве. Легирующие компоненты вводят в алюминиевый расплав в виде проволоки, при этом между проволокой и расплавом пропускают электрический ток. Проволока плавится за счет тепла, выделяющегося в слое флюса при прохождении через него электрического тока.

Флюс с таким соотношением компонентов имеет температуру плавления 900-920°С, что ниже температуры приготовления алюминиевых лигатур, содержащих переходные металлы, и обеспечивает формирование на поверхности алюминиевого расплава сплошного жидкого слоя флюса. Криолит вводится для защиты алюминиевого расплава от окисления при контакте с атмосферой. Оксид алюминия и фторид магния при указанном содержании снижают температуру плавления криолита. Оксид алюминия, кроме того, снижает плотность флюса и снижает упругость паров флюса.

Плавление легирующего компонента в слое флюса снижает окисляемость легирующего компонента и его разбрызгивание по сравнению с прототипом. Все это снижает потери легирующих компонентов, повышает производительность и снижает трудоемкость процесса приготовления алюминиевых лигатур.

Примером применения предлагаемого способа является изготовления алюминиево-железной лигатуры с содержанием 10% никеля. Алюминиевый расплав нагревают до температуры 1000°C. На поверхность засыпают флюс, состоящий из криолита, оксид алюминия и фторид магния при следующем соотношении компонентов:

Криолит - 40-45% (мол.)

Оксид алюминия - 10-20% (мол.)

Фторид магния - 35-40% (мол.)

Стальную проволоку Св-08АА диаметром 2 мм, являющуюся одним из электродов, подают в тигель с алюминиевым расплавом, являющимся вторым электродом, с помощью подающего механизма со сварочной горелкой для механизированной сварки со скоростью 10 м/мин. Между электродами подается со сварочного источника питания электрический ток при напряжении 50 В. Проволока легирующего компонента плавится в слое флюса вследствие ее нагрева за счет тепла, выделяющегося во флюсе при прохождении электрического тока. Расплав легирующего компонента проходит через флюс и смешивается с алюминиевым расплавом.

При этом снижаются потери легирующих компонентов, повышается производительность и снижается трудоемкость приготовления алюминиевых лигатур.

Предлагаемый способ обеспечивает технический эффект и может быть осуществлен с помощью известных в технике средств. Следовательно, он обладает промышленной применимостью.

Способ получения алюминиевых лигатур с переходными металлами, включающий приготовление перегретого алюминиевого расплава выше температуры ликвидус сплава и ввод легирующих компонентов в расплав плавлением проволоки, при этом между проволокой и алюминиевым расплавом пропускают электрический ток, отличающийся тем, что на поверхности алюминиевого расплава наводят слой расплавленного флюса, а проволоку плавят теплом, выделяющимся в слое флюса при прохождении через него электрического тока, при этом флюс содержит криолит, оксид алюминия и фторид магния при следующем соотношении, мол.%:

Криолит	40-45
Оксид алюминия	10-20
Фторид магния	35-40