Способ обработки алюминиевых сплавов



Способ обработки алюминиевых сплавов
Способ обработки алюминиевых сплавов
Способ обработки алюминиевых сплавов
Способ обработки алюминиевых сплавов

 


Владельцы патента RU 2546948:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам рафинирования и модифицирования алюминиевых сплавов. Способ включает расплавление металла, обработку расплава наносекундными электромагнитными импульсами (НЭМИ) в течение 15 минут и разливку по формам, при этом перед обработкой НЭМИ расплав обрабатывают рафинирующими солями, а во время обработки или после обработки НЭМИ расплав подвергают вакуумированию в течение 15 минут. Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение качества отливок алюминиевых сплавов за счет устранения газовой пористости. 4 ил.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам рафинирования и модифицирования алюминиевых сплавов.

Известны способы воздействия электромагнитным излучением на расплавленный металл (патент RU №2198945 C22B 9/22; патент RU №2347643 B22D С27/20).

Первый способ по патенту №2198945 направлен на увеличение жидкотекучести расплава и повышение механических свойств.

Однако он не позволяет добиться снижения газосодержания в расплаве.

Второй способ по патенту №2347643 направлен на повышение теплопроводности.

Однако он также не позволяет добиться снижения газосодержания в расплаве.

Наиболее близким аналогом является способ обработки промышленных силуминов наносекундными электромагнитными импульсами (НЭМИ), включающий расплавление металла, обработку расплава НЭМИ в течение 15 минут и разливку по формам (Влияние облучения наносекундными электромагнитными импульсами жидкой фазы литейных сплавов на ее строение, процессы кристаллизации и структурообразование и свойства литейных сплавов / Ри Э.Х., Хосен Ри, С.В. Дорофеев, В.И. Якимов / Владивосток. Дальнаука. 2008 - С.53…74).

Однако недостатком данного способа обработки расплава является газовая пористость в отливках (см. выше С.69…74).

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение качества алюминиевых отливок за счет устранения газовой пористости.

Указанная задача решается тем, что в способе обработке алюминиевых сплавов, включающем расплавление металла, обработку расплава НЭМИ в течение 15 минут и разливку по формам, перед обработкой НЭМИ расплав обрабатывается рафинирующими солями, а во время обработки или после обработки НЭМИ расплав дополнительно подвергается вакуумированию в течение 15 минут.

Плавку проводили в печи сопротивления типа CAT в чугунном тигле с вместимостью 20 кг, покрытом огнеупорной краской. Для вакуумирования расплава был изготовлен специальный тигель с водоохлаждаемым буртиком и с водоохлаждаемой герметизирующей крышкой с отверстием по центру для установки электрода. На электроде имеется токоизолированный от стержня-электрода фланец для установки его (электрода) в печи через отверстие на крышке. Алюминиевый сплав марки АК8 л массой 5 кг расплавлялся и доводился до температуры 720…740°C. Температуру контролировали хромель-алюмелевой термопарой непосредственно в расплаве. Рафинирующую соль (MnCl2) вводили под «колокольчиком», равномерно распределяя по всей площади тигля у самого дна. После прекращения «кипа» с зеркала металла убирался шлак и расплав обрабатывался НЭМИ. Для чего от генератора ГИН-15-1 один вывод подключался к концу электрода, а второй вывод - к металлическому тиглю. Причем электрод выполнен в виде стержня из титанового прутка, который помещен в диэлектрическую оболочку и помещен внутри расплава. После обработки расплава НЭМИ он дополнительно вакуумировался, для чего создавали разрежение 1,33×103 Па. Создание вакуума над расплавом осуществлялось одноступенчатым форвакуумным насосом типа РВН - 200.

После каждого этапа приготовления сплава (расплавления шихты, обработки солью и т.д.) заливались вакуумные образцы.

Влияние поэтапной обработки расплава на газовую пористость в отливках проиллюстрировано на фигурах 1-4.

Как видно из фиг.1, сплав насыщен газом, и поэтому при кристаллизации под вакуумом образовалось большое количество газовых раковин, а верхняя часть образца вздута.

На фиг.2 видно, что после обработки расплава рафинирующей солью газа в расплаве стало значительно меньше - молекулярный водород практически удалился.

На фиг.3 видно, что газовых раковин значительно увеличилось. Это связано с тем, что при обработке расплава НЭМИ происходит разрушение связей ионов водорода с активными окислами γ-Al2O3 и выделяется дополнительно водород.

Из фиг.4 видно, что образец получился плотный без видимых дефектов. Но при увеличении образца можно увидеть, что в верхней части по центру имеется несколько газовых пор с размерами ~ до 0,1 мм.

Результаты исследований показали, что по сравнению с прототипом заявленный способ обработки расплава практически полностью удаляет как молекулярный, так и ионизированный водород и позволяет получить плотные без металлургических дефектов отливки.

Способ обработки алюминиевых сплавов, включающий расплавление металла, обработку расплава наносекундными электромагнитными импульсами (НЭМИ) в течение 15 минут и разливку по формам, отличающийся тем, что перед обработкой НЭМИ расплав обрабатывают рафинирующими солями, а во время обработки или после обработки НЭМИ расплав подвергают вакуумированию в течение 15 минут.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе никеля для изготовления механических компонентов турбомашин. Суперсплав на основе никеля для механических компонентов турбомашин содержит, мас.%: хром - от 3 до 7, вольфрам - от 3 до 15, тантал - от 4 до 6, алюминий - от 4 до 8, углерод менее 0,8, никель и примеси - остальное.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к магниевому сплаву, подходящему для применения при комнатной температуре. Способ получения сплава на магниевой основе включает расплавление магния или магниевого сплава, добавление от 0,05 мас.% до 1,2 мас.% оксида кальция (СаО) на поверхность расплава, перемешивание с обеспечением, по существу, полного расходования СаО, обеспечение взаимодействия кальция (Са), полученного в результате указанной реакции, с указанным расплавом, литье и отверждение сплава.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным композиционным материалам на основе порошковой легированной стали, содержащим антифрикционный наполнитель.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошков агломератов вентильных металлов и субоксидов вентильных металлов для изготовления конденсаторов с твердым электролитом.

Изобретение относится к производству лигатур цветных металлов, в частности к получению алюминиево-титановой лигатуры, и может быть использовано в авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности, изготавливающих деформируемые и литейные алюминиевые сплавы.

Изобретение относится к области технологии производства прессованных полуфабрикатов из алюминиевого сплава системы Al-Mg-Si, с улучшенными эксплуатационными и технологическими свойствами в виде длинномерных, тонкостенных панелей и профилей, предназначенных для использования на железнодорожном транспорте, монорельсовом транспорте и в других транспортных системах.
Изобретение относится к антифрикционным сплавам на основе алюминия и способам их получения. Сплав содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: свинец 20-40, цинк 5-15, алюминий - остальное.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению легких сплавов с повышенной прочностью на основе алюминия, и может быть использовано в ракетно-космической, авиационной, автомобильной промышленностях.
Изобретение относится к металлургии и литейному производству и может быть использовано при модифицировании чугуна, который используют для изготовления быстроизнашивающихся деталей, например мелющих элементов рудо- и углеразмольных мельниц.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству литейных жаропрочных сплавов на основе никеля, как безуглеродистых, так и содержащих углерод, для изготовления лопаток и других деталей газотурбинных двигателей с монокристаллической структурой.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению литого композиционного материала (ЛКМ) на основе алюминиевого сплава для изготовления циклически и термически нагруженных до 230°С деталей авиационного назначения - лопаток вентилятора и ступеней компрессора низкого давления перспективных авиационных двигателей и газоперекачивающих аппаратов. Литой композиционный материал на основе алюминиевого сплава системы Al-Cu-Mg-Ag содержит армирующие дискретные керамические частицы оксида алюминия зернистостью 10-100 нм в количестве 0,2-10 об.% и диборида титана зернистостью 0,5-1,5 мкм в количестве, при котором содержание титана в сплаве составляет 0,1-0,2 мас.%. Способ получения ЛКМ включает получение модифицированной лигатуры Al-Ti-B путем сухой механофрикционной обработки в размольно-смесительном устройстве крупнозернистого порошка или стружки лигатуры Al-Ti-B, выбранной из ряда AlTi3B1, AlTi5B0,2, AlTi5B0,6, AlTi5B1, введения в нее в заданном количестве дискретных керамических частиц оксида алюминия зернистостью 10-100 нм, перемешивания до получения однородной консистенции, дальнейшей высокоэнергетической механической обработки полученной смеси, ее брикетирования посредством холодного изостатического прессования под давлением 200-400 МПа для достижения плотности свыше 60% от теоретической, введение полученных брикетов в расплав алюминиевого сплава системы Al-Cu-Mg-Ag, перегретый до 750-850°С, выдержку при заданной температуре в течение 20-60 минут, разливку со скоростью затвердевания не менее 70 К/сек и окончательную термообработку путем проведения гомогенизирующего отжига при 450-500°С в течение 2-24 часов, нагрева до 510-520°С с выдержкой в течение 1-5 часов, закалки в воду и последующего искусственного старения при температуре 190-250°С в течение 2-10 часов. Техническим результатом изобретения является повышение жаропрочности и трещиностойкости ЛКМ за счет равномерного распределения наноразмерных керамических частиц оксида алюминия в объеме отливки. 2 н.п. ф-лы.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе магния, подходящим для применения при высокой температуре. Способ получения сплава на магниевой основе включает расплавление магния или магниевого сплава с получением жидкой фазы, добавление 0,5-4,0 мас.% СаО на поверхность расплава, поверхностное перемешивание с обеспечением по существу полного расходования СаО в магнии, образование соединения кальция (Са) с металлом или другими легирующими элементами в сплаве на магниевой основе и отверждение расплава. Сплав характеризуется высокими механическими свойствами при высокой температуре. 3 н. и 13 з. п. ф-лы, 15 ил., 5 табл.
Изобретение относится к материалу для кабелей на основе алюминиевого сплава и способу его получения. Сплав на основе алюминия содержит, мас.%: 0,3-1,2 Fe, 0,03-0,10 Si, 0,01-0,30 редкоземельных элементов Ce и La, неизбежные примеси - менее 0,3 и алюминий - остальное, причем содержание в примесях Ca составляет 0,02%, а содержание любого другого примесного элемента - 0,01%. Способ получения сплава включает приготовление расплава путем расплавления 92-98 мас.ч. алюминиевого сплава, содержащего 0,07-0,12% Si и 0,12-0,13% Fe, и 0,73-5,26 мас.ч. сплава Al-Fe с содержанием Fe - 20-24%, нагревание расплава до 720-760°С, добавление 1-3 мас.ч. сплава Al - 9-11% редкоземельных элементов Ce и La и 0,17-0,67 мас.ч. сплава Al - 3-4% B, добавление 0,04-0,06 мас.ч. рафинирующего агента и рафинирование в течение 8-20 мин, выдержку при температуре в течение 20-40 мин, литье и последующий полуотжиг при температуре 280-380°С в течение 4-10 часов с естественным охлаждением до температуры окружающей среды. Проводник, изготовленный из алюминиевого сплава, имеет высокую степень удлинения и обладает хорошей безопасностью и стабильностью при применении. 2 н. и 4 з. п. ф-лы. 4 пр.
Изобретение относится к металлургии, а именно к способам получения сплавов баббита. Способ получения кальциевого баббита включает плавление смеси свинца с восстановителем и смесью солей. Свинец расплавляют при температуре 650-790°C с восстановителем в смеси солей, содержащей хлористый кальций, хлористый натрий, хлористый калий в соотношении 1:(0,3-0,6):(0,05-0,12) с получением расплава кальциевой лигатуры. Лигатуру затем охлаждают до температуры 550-640°C, добавляют натриево-свинцовую лигатуру и олово и осуществляют разливку полученного баббита. Техническим результатом является упрощение получения сплава баббита за одну операцию на одном оборудовании при более близкой температуре. Устраняются потери кальция и натрия. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к области порошковой металлургии сплавов на основе алюминия, используемых в подшипниках скольжения. Cпособ получения антифрикционного износостойкого сплава на основе алюминия включает получение смеси чистых порошков алюминия и олова, содержащей 35-45% вес. олова, формирование брикетов с пористостью 12-18%, их спекание в безокислительной атмосфере при температуре 585-615°С в течение 45-60 минут с последующим угловым прессованием спеченного сплава с сохранением ориентации плоскости течения материала во время пластической обработки при интенсивности деформации не менее 100%. Техническим результатом изобретения является обеспечение максимальной износостойкости сплава при сухом трении. 4 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к получению порошка для нанесения износо- и коррозионно-стойких покрытий с высокой адгезионной и когезионной прочностью методом холодного газодинамического напыления (ХГДН). Композиционный наноструктурированный порошок для нанесения покрытий методом холодного газодинамического напыления состоит из частиц, содержащих металлическую сердцевину из стали Гадфильда, плакирующего слоя толщиной 4-8 мкм из порошка алюминия, диффузионного слоя из интерметаллидов толщиной 0,6-1,2 мкм, образованных на границе сердцевины и плакирующего слоя при отжиге, и армированного поверхностного слоя, полученного при взаимодействии плакирующего слоя и оксидного упрочнителя, состоящего из наночастиц фракции 10-100 нм, при этом объемная доля оксидного упрочнителя в плакирующем слое составляет 30-40%. Покрытия, изготовленные из предлагаемого композиционного наноструктурированного порошка, обладают высокой адгезионной и когезионной прочностью, равномерным распределением твердости по сечению покрытия. 2 пр.

Группа изобретений относится к способу получения органических частиц субстрата, связанных с переключаемыми ферромагнитными наночастицами со средним диаметром частиц в интервале от 10 до 1000 нм, к применению таких частиц для гипертермического лечения организма и к медикаменту для гипертермического лечения. Способ получения заключается в том, что в качестве ферромагнитных наночастиц применяют такие наночастицы, которые сначала не являются ферромагнитными, но становятся ферромагнитными при понижении температуры, эти сначала неферромагнитные наночастицы в диспергированной форме связываются с органическими частицами субстрата, и далее посредством понижения температуры связанные с частицами субстрата наночастицы становятся ферромагнитными, причем переключаемые ферромагнитные наночастицы сначала при температурах от 22°C или выше не являются ферромагнитными, а становятся ферромагнитными посредством охлаждения до температур меньше чем 22°С. Переключаемая ферромагнитная наночастица содержит Μn и дополнительно Fe и/или As и предпочтительно имеет Fe2P-структуру или Na-Zn-13-структуру, или содержит La, Fe и Si. Изобретение обеспечивает предотвращение агломерации частиц и увеличение среднего размера частиц. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

Изобретение относится к области материаловедения и может быть использовано для получения многослойных композитов на основе системы Ni-Al, а также прекурсоров для синтеза наноструктурных интерметаллических соединений данной системы. Способ получения многослойного композита на основе никеля и алюминия включает механическую обработку смеси металлических порошков в шаровой мельнице в инертной атмосфере и последующее компактирование кручением под квазигидростатическим давлением на наковальнях Бриджмена. В качестве исходных материалов используют смесь порошков никеля и алюминия чистотой не менее 98% с долей алюминия от 5 до 50 мас.%, обработку порошков проводят в планетарной шаровой мельнице при ускорении шаров от 100 до 600 м/с2 продолжительностью от 0,5 до 10 минут, компактирование осуществляют при температуре от 10 до 100°C, давлении от 2 до 10 ГПа и относительном повороте наковален при кручении до достижения сдвиговой деформации γ≥50. Материал характеризуется увеличенной площадью межфазных границ, что повышает его твердость. 3 ил., 1 пр.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам получения высокопористых ячеистых материалов (ВПЯМ), предназначенных для использования в качестве фильтров, шумопоглотителей, носителей катализаторов, теплообменных систем, конструкционных материалов, работающих в условиях высоких температур, и может найти применение в энергетике, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности. Способ включает приготовление суспензии смеси порошков на основе хромаля, нанесение суспензии на пористый полимерный материал, удаление нагреванием органических веществ с получением заготовки, спекание заготовки, при этом на заготовку после ее спекания наносят оксид хрома Cr2O3 и производят его закрепление в объеме и на поверхности ячеек заготовки путем спекания. Технический результат заключается в повышении каталитической активности и долговечности материала. 3 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению литых алюмоматричных композиционных сплавов. Способ включает плавление алюминия, введение в расплав порциями экзотермической шихты, состоящей из порошков титана и углерода, и перемешивание расплава, при этом перед введением в расплав экзотермическую шихту гранулируют с использованием связующего, являющегося флюсом и представляющим собой фторкаучук, с получением гранул размером 0,2-6,0 мм и содержанием сухого фторкаучука 1-2%, полученные гранулы вводят в расплав порциями в алюминиевой фольге толщиной 0,2-0,5 мм, а по окончании ввода шихты осуществляют выдержку расплава не менее 5 мин. Применение флюса и искусственного гранулирования позволяет облегчить процесс ввода шихты в расплав, увеличить степень усвоения шихтовых компонентов в расплаве и повысить равномерность распределения синтезируемых частиц упрочняющей фазы в матричном сплаве. 1 пр., 1 табл., 2 ил.
Наверх