Алюминиевый сплав для литья под давлением



Алюминиевый сплав для литья под давлением
Алюминиевый сплав для литья под давлением

 


Владельцы патента RU 2570264:

РАЙНФЕЛЬДЕН ЭЛЛОЙЗ ГМБХ & КО. КГ (DE)

Изобретение относится к литейному производству. Алюминиевый сплав, содержащий в мас.%: никель 2-6, цирконий 0,1-0,4, ванадий 0,1-0,4, марганец до 5, железо до 2, титан до 1, алюминий, содержащий не более 1 мас.% производственных примесей, - остальное, заливают в форму машины литья под давлением. Поддерживают давление до завершения охлаждения и извлекают деталь из формы. Полученную деталь выдерживают при температуре в диапазоне от 250 до 350°C в течение от 2 до 6 ч и при температуре в диапазоне от 350 до 450°C в течение от 2 до 6 ч. Обеспечивается создание материала термически стабильного при температуре до 300°С. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к алюминиевым сплавам, которые можно перерабатывать посредством стандартного литья под высоким давлением и которые являются дисперсионно-упрочненными, твердеющими при старении и обладают полезными механическими свойствами при температурах до по меньшей мере 300°C.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Алюминиевые сплавы являются одной из важнейших групп легких материалов, используемых в автомобильной промышленности, главным образом - из-за их высокой удельной прочности. Большинство стандартных алюминиевых литейных сплавов основано на алюминиево-кремниевой эвтектической системе из-за ее превосходных литейных характеристик. К сожалению, температура солидуса в этой системе не превышает 550°C, и вследствие этого максимальная рабочая температура у алюминиево-кремниевых сплавов ограничена примерно 200°C. Кроме того, основные легирующие добавки в стандартных сплавах на основе алюминия (например, цинк, магний и медь) обладают высокой диффузивностью в твердом растворе алюминия. Поэтому, несмотря на то, что эти элементы повышают прочность сплава при комнатной температуре, они ухудшают термическую стабильность сплава. Например, алюминиевые сплавы на основе Al-Zn-Mg, Al-Cu-Mg и Al-Li систем способны обеспечивать очень высокий предел прочности на разрыв (до примерно 700 МПа); однако их механические свойства быстро ухудшаются при использовании их при высокой температуре. Во многих прикладных задачах основным требованием является именно стабильность механических свойств при высокой температуре, а не высокая прочность. Поэтому стандартные алюминиевые сплавы не используют в таких прикладных задачах, и существует потребность в легком и термически стабильном материале.

На предшествующем уровне техники были предприняты попытки получения алюминиевых литейных сплавов с повышенной термической стабильностью. Примечательными среди этих попыток являются попытки использования алюминиево-никелевой системы с небольшими добавками циркония. Эти попытки описаны в следующих журнальных статьях:

N.A. Belov, "Structure and Strength of Cast Alloys of the System Aluminium-Nickel-Zirconium", Metallov., №10, pp.19-22, 1993.

N.A. Belov, "Principles of Optimizing the Structure of Creep-Resisting Casting Aluminium Alloys using Transition Metals", Journal of Advanced Materials, Vol.1, №4, pp.321-329, 1994.

N.A. Belov, V.S. Zolotorevsky, S. Goto, A.N. Alabin, V.V. Istomin-Kastrovsky and V.I. Mishin, "Effect of Zirconium on Liquidus and Hardening of AI-6%Ni Casting Alloy", Metals Forum, Vol.28, pp.533-538, 2004.

В ранее опубликованных журнальных статьях указано, что оптимальную структуру алюминиевого сплава, обладающую стабильностью при высокой температуре, можно получить на основе эвтектической композиции, состоящей из фазы твердого раствора алюминия (α-алюминия), которая легирована по меньшей мере 0,6 мас.% циркония, и второй фазы, которая обладает высоким пределом ползучести, а именно -триалюминида никеля (Al3Ni).

В ранее опубликованных журнальных статьях также указано, что изделия, изготовленные из этих сплавов, получают посредством плавления тщательно взвешенных твердых ингредиентов сплава (алюминия, алюминиево-никелевой лигатуры и алюминиево-циркониевой лигатуры) при температуре, равной примерно 900°С.Такая относительно высокая температура плавления необходима для растворения высокого содержания циркония 0,6 мас.% циркония) в алюминии и получения гомогенного алюминиево-никелево-циркониевого расплава. Кроме того, в ранее опубликованных журнальных статьях указано, что алюминиево-никелево-циркониевый расплав необходимо охлаждать со скоростью охлаждения, превышающей 10°C в секунду, для отверждения и сохранения гомогенного сверхнасыщенного твердого раствора циркония в α-алюминии при комнатной температуре. Кроме того, в ранее опубликованных журнальных статьях указано, что когда материал остывает от температуры расплава, ему можно придать форму желаемого объекта посредством заливки его в форму. Эта форма должна обеспечивать охлаждение материала от температуры расплава до комнатной температуры со скоростью, превышающей 10°С в секунду. Наконец, в ранее опубликованных журнальных статьях указано, что отлитое твердое изделие можно выдержать при температуре, лежащей в диапазоне от 350 до 450°C, для осаждения мелких частиц триалюминида циркония (Al3Zr), которые упрочняют сплав.

При соответствующей переработке сплавы, описанные в ранее опубликованных журнальных статьях, обладают лучшими механическими свойствами при повышенной температуре, чем стандартные алюминиевые литейные сплавы. Однако упрочнение не наблюдается в сплавах, описанных в ранее опубликованных журнальных статьях, если содержание циркония в сплаве не превышает 0,4 мас.%, и значительного упрочнения не происходит до тех пор, пока содержание циркония в сплаве не достигнет по меньшей мере 0,6 мас.%. Меньшие количества циркония не приводят к получению объема частиц второй фазы (в данном случае - Al3Zr), достаточного для того, чтобы вызвать значительное упрочнение твердого раствора α-алюминия. На Фиг.1 изображен график зависимости содержания твердых веществ в расплаве от температуры для сплава согласно предшествующему уровню техники. Из рисунка видно, что сплав полностью расплавляется только при температурах выше 850°C. Такая высокая температура расплава не позволяет получать из сплавов, описанных в ранее опубликованных журнальных статьях, формованные изделия с использованием стандартного литья под высоким давлением, так как температура расплава, который можно подавать в загрузочный шланг стандартной машины для литья под высоким давлением, не должна превышать 750°C.

Высокая скорость охлаждения - более 10°C в секунду - необходима для удержания 0,6 мас.% циркония в твердом растворе α-алюминия при комнатной температуре. За исключением литья под высоким давлением, такой высокой скорости охлаждения невозможно достичь у большинства изделий, отлитых с использованием стандартных процессов литья под давлением. Соответственно, за исключением литья очень маленьких изделий в графитовых или медных формах, из сплавов, описанных в ранее опубликованных журнальных статьях, невозможно получить формованные изделия с использованием стандартных способов литья.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к классу алюминиевых сплавов, которые (1) являются дисперсионно-упрочненными, (2) могут быть упрочнены при старении для получения улучшенных механических свойств и (3) могут быть переработаны посредством стандартного литья под высоким давлением с получением формованных изделий, обладающих полезными механическими свойствами при температурах по меньшей мере до 300°C.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить легкие, износостойкие и коррозионно-стойкие материалы, которые были бы пригодными для литья с использованием стандартных процессов литья под высоким давлением, и которые были бы термически стабильными при температурах по меньшей мере до 300°C.

Эта задача решена согласно настоящему изобретению за счет алюминиевого сплава для литья под давлением, содержащего:

от 2 до 6 мас.% никеля,

от 0,1 до 0,4 мас.% циркония,

от 0,1 до 0,4 мас.% ванадия,

при необходимости, до 5 мас.% марганца,

при необходимости, до 2 мас.% железа,

при необходимости, до 1 мас.% титана, причем остаток образует алюминий, содержащий в общей сложности не более 1 мас.% производственных примесей.

Предпочтительный диапазон содержания никеля - от 4 до 6 мас.%, предпочтительный диапазон содержания циркония - от 0,1 до 0,3 мас.% и предпочтительный диапазон содержания ванадия - от 0,3 до 0,4 мас.%.

Сплавы согласно настоящему изобретению имеют общий химический состав: алюминий-никель-цирконий-ванадий, и их химический состав оптимизирован таким образом, что их температура ликвидуса ниже 750°С.

После отверждения из расплава никель и алюминий образуют эвтектическую структуру, содержащую твердый раствор никеля в алюминии (обозначаемый как фаза α-алюминия) и вторую фазу, состоящую из триалюминида никеля (Al3Ni). Сплавы с эвтектическим компонентом в микроструктуре имеют более узкий диапазон отверждения и поэтому менее склонны к образованию горячих трещин, чем сплавы без эвтектического компонента в микроструктуре. A3Ni фаза находится в форме тонких стержней, диаметр которых лежит в диапазоне от 300 до 500 нанометров. Если охлаждение от температуры плавления до комнатной температуры происходит достаточно быстро (то есть со скоростью, которая превышает 10°C в секунду), то растворенными в α-алюминиевой фазе будут также цирконий и ванадий. При последующем регулируемом термическом старении твердого сплава цирконий и ванадий объединяются с алюминием за счет реакции в твердой фазе с образованием фазы упрочняющего преципитата с химическим составом Al3ZrxV1-x. Метастабильные частицы Al3ZrxV1-x субмикронного размера имеют L12 кубическую кристаллическую структуру и равномерно распределены в твердом растворе α-алюминия.

Сплавы согласно настоящему изобретению могут также содержать до 5 мас.% марганца и до 2 мас.% железа. Кроме образования алюминидов металлов, которые могут дополнительно увеличивать прочность сплава, полезными ингредиентами сплавов для литья под высоким давлением являются железо и марганец, поскольку они обычно снижают спаивание сплава с компонентами литейной формы.

Сплавы согласно настоящему изобретению могут также содержать до 2 мас.% магния, до 2 мас.% гафния, до 1 мас.% титана, до 1 мас.% молибдена, до 1 мас.% хрома, до 0,5 мас.% кремния, до 0,5 мас.% меди и до 0,5 мас.% цинка.

Сплавы согласно настоящему изобретению предпочтительно содержат, по существу, равномерно диспергированные частицы Al3ZrxV1-x, где x - доля единицы, которая зависит от отношения Zr:V в сплаве; частицы имеют эквивалентный диаметр менее примерно 50 нм и предпочтительно - менее примерно 30 нм.

Сплавы согласно настоящему изобретению предпочтительно содержат частицы Al3Ni, имеющие эквивалентный диаметр менее примерно 500 нм, предпочтительно - менее примерно 300 нм, в частности - менее примерно 100 нм.

Сплавы согласно настоящему изобретению могут содержать, по существу, равномерно диспергированные частицы алюминида марганца, имеющие эквивалентный диаметр менее примерно 50 нм и предпочтительно - менее примерно 30 нм.

Сплавы согласно настоящему изобретению могут содержать, по существу, равномерно диспергированные частицы алюминида железа, имеющие эквивалентный диаметр менее примерно 50 нм и предпочтительно - менее примерно 30 нм.

Характеристикой сплавов согласно настоящему изобретению, которая отличает их от алюминиевых сплавов согласно предшествующему уровню техники, содержащих никель и цирконий, но не содержащих ванадия (описаны в журнальных статьях N.A. Belov), является то, что сплавы согласно настоящему изобретению имеют значительно более низкую температуру ликвидуса (обычно ниже 750°C, в противоположность более чем 850°C у сплавов согласно предшествующему уровню техники). Более низкая температура ликвидуса позволяет перерабатывать сплавы согласно настоящему изобретению в формованные изделия с использованием стандартного литья под высоким давлением, тогда как сплавы согласно предшествующему уровню техники невозможно переработать в формованные изделия с использованием стандартного литья под высоким давлением, и их использование ограничено литьем изделий малого размера в графитных формах.

Другой характеристикой сплавов согласно настоящему изобретению, которой отличает их от алюминиевых сплавов согласно предшествующему уровню техники, содержащих никель и цирконий, но не содержащих ванадия, является то, что частицами, обеспечивающими преципитационное упрочнение, в сплавах согласно настоящему изобретению являются частицы Al3ZrxV1-x (в отличие от частиц Al3Zr в сплавах согласно предшествующему уровню техники). Из-за меньшего размера атома ванадия (0,132 нм) по сравнению с атомом циркония (0,159 нм) кристаллическая решетка Al3ZrxV1-x имеет постоянную кристаллической решетки, меньшую, чем у кристаллической решетки Al3Zr, которая в большей степени соответствует постоянной кристаллической решетки α-алюминиевой матрицы. По этой причине алюминиево-никелевые сплавы, упрочненные преципитатами Al3ZrxV1-x, являются более термостабильными, чем алюминиево-никелевые сплавы, упрочненные преципитатами AL3Zr.

Вышеуказанные и другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидными из последующего детального описания и прилагаемых рисунков.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Фиг.1 представляет собой полученный с помощью компьютера график отверждения алюминиевого сплава, содержащего 6 мас.% никеля и 0,6 мас.% циркония.

Фиг.2 представляет собой полученный с помощью компьютера график отверждения алюминиевого сплава, содержащего 6 мас.% никеля, 0,1 мас.% циркония и 0,4 мас.% ванадия.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Дисперсионное упрочнение алюминиевых сплавов основано на образовании диспергированных частиц в матрице сплава. Этот механизм упрочнения типичен для сплавов, основанных на алюминиево-никелевой системе. Гипоэвтектические и эвтектические алюминиево-никелевые сплавы затвердевают с образованием структуры, которая содержит тонкую дисперсию частиц триалюминида никеля (AL3Ni) в матрице, состоящей из твердого раствора никеля в алюминии (α-алюминии). Поскольку триалюминид никеля, по существу, не растворим в алюминии до температуры, примерно равной 855°С, алюминиево-никелевые сплавы более стабильны при повышенных температурах, чем алюминиево-кремниевые сплавы. Однако бинарные алюминиево-никелевые сплавы не обладают достаточными механическими свойствами для большинства прикладных задач в автомобильной промышленности, поскольку их предел текучести при растяжении не превышает 80 МПа, и поэтому необходимо дополнительное упрочнение этих сплавов.

Преципитационное упрочнение - хорошо известный механизм упрочнения алюминиевых сплавов, типичный для сплавов на основе алюминиево-медной системы. В этих сплавах преципитацию частиц алюминида меди в α-алюминиевой матрице термически регулируют для обеспечения эффективного упрочнения матрицы сплава.

Настоящее изобретение объединяет характеристики обоих типов механизмов упрочнения, описанных ранее, для получения алюминиевых сплавов с механической прочностью при повышенной температуре, достаточной для большинства прикладных задач в автомобильной промышленности. Сплавы согласно настоящему изобретению содержат тонкую дисперсию устойчивых к ползучести частиц триалюминида никеля и упрочняющий преципитат, который основан на цирконии и ванадии, а именно - Al3ZrxV1-х.

В сплавах согласно предшествующему уровню техники, которые содержат никель и цирконий, но не содержат ванадия (описаны в журнальных статьях N.A. Belov), образуется упрочняющая фаза с химическим составом AL3Zr. В сплаве согласно настоящему изобретению упрочняющая фаза также основана на AL3Zr структуре, но с атомами ванадия, замещающими некоторые атомы циркония. Поэтому точное представление упрочняющей фазы в сплаве согласно настоящему изобретению - Al3ZrxV1-x, где X - доля единицы, величина которой зависит от соотношения циркония и ванадия. Роль, которую ванадий играет в сплаве согласно настоящему изобретению, важна для того, чтобы сплав можно было перерабатывать в изделия посредством литья под высоким давлением. Степень упрочнения, обеспечиваемая преципитатом, определяется как объемной фракцией преципитата, так и размером частиц преципитата. Для упрочнения необходима большая объемная фракция частиц малого размера. В сплаве согласно предшествующему уровню техники использовано по меньшей мере 0,6 мас.% циркония для получения примерно 0,83 об.% упрочняющей фазы AL3Zr. Показано, что этого количества достаточно для значительного упрочнения сплава. Однако исследование Фиг.1 показывает, что температура ликвидуса сплава, содержащего 0,6% циркония, выше 850°С. Эта относительно высокая температура расплава препятствует осуществлению стандартного литья под высоким давлением, и поэтому сплавы согласно предшествующему уровню техники не могут быть массово использованы в операциях литья под высоким давлением. В предпочтительном варианте сплав согласно настоящему изобретению содержит всего 0,1 мас.% циркония и 0,4 мас.% ванадия. Такая смесь создает примерно 0,84 об.% упрочняющей фазы Al3ZrxV1-x. Основным преимуществом использования ванадия в сплаве согласно настоящему изобретению является то, что температура ликвидуса сплава согласно настоящему изобретению составляет всего примерно 730°С (см. Фиг.2), что позволяет использовать стандартное литье под высоким давлением для изготовления формованных изделий из сплава согласно настоящему изобретению.

Общее описание материала согласно настоящему изобретению после оптимальной переработки состоит в том, что он представляет собой α-алюминиевую (очень разбавленный твердый раствор никеля в алюминии) матрицу, которая содержит примерно 0,8-1,0 об.% равномерно распределенной упрочняющей фазы, которая основана на цирконии и ванадии, и которая имеет структуру, отображаемую химической формулой Al3ZrxV1-x и содержит примерно 1-10 об.% частиц триалюминида никеля, равномерно диспергированных в матрице сплава. В материале согласно настоящему изобретению, который обработан для получения максимальной прочности, упрочняющие частицы Al3ZrxV1-x являются метастабильными, имеют L12 кубическую структуру, когерентны α-алюминиевой матрице и имеют средний диаметр менее примерно 25 нм.

Для получения такой структуры необходимы: 1) быстрое охлаждение от температуры расплава и 2) регулируемое термическое старение отвержденного изделия.

Быстрое охлаждение от температуры расплава необходимо для того, чтобы обеспечить удержание циркония и ванадия в растворе в α-алюминиевой матрице при комнатной температуре, то есть при комнатной температуре сплав содержит эвтектическую фазу Al3Ni и вторую фазу, которая является сверхнасыщенным твердым раствором циркония и ванадия в α-алюминии. Для сплава согласно настоящему изобретению скорость охлаждения, превышающая 10°C в секунду, необходима для получения сверхнасыщенного твердого раствора циркония и ванадия в α-алюминии. Одним из преимуществ сплава согласно настоящему изобретению перед сплавами согласно предшествующему уровню техники является то, что он разработан таким образом, что его можно перерабатывать в формованные изделия с использованием стандартного литья под высоким давлением, причем расплавленный сплав при температуре, примерно равной 750°C, подают непосредственно в загрузочный шланг машины для литья под давлением. Затем его инжектируют под высоким давлением в стальную форму, поддерживают давление на сплав до завершения отверждения, а затем удаляют из формы отвержденное изделие. Известно, что скорости охлаждения в стандартных операциях литья под высоким давлением обычно превышают 10°C в секунду. Поэтому процесс литья, в ходе которого формуется изделие, также обеспечивает гашение, которое необходимо для получения гомогенного сверхнасыщенного твердого раствора упрочняющих элементов (циркония и ванадия) в α-алюминии.

Контролируемое термическое старение отвержденных литых изделий, изготовленных из сплава согласно настоящему изобретению, необходимо для преципитации метастабильных L12 кубических упрочняющих частиц Al3ZrxV1-x в твердом расплаве α-алюминия. Это можно обеспечить с использованием оптимизированного режима термического старения. Один из таких режимов включает выдерживание отвержденного литого изделия при температуре в диапазоне от 250 до 350°C в течение периода от двух до шести часов с последующим выдерживанием при температуре в диапазоне от 350 до 450°C в течение периода от двух до шести часов. Предпочтительный режим термического старения включает выдерживание отвержденного литого изделия при 350°C в течение трех часов с последующим выдерживанием его при 450°C в течение дополнительных 3 ч. Одновременно с преципитацией упрочняющих частиц Al3ZrxV1-x в твердом растворе α-алюминия предписанный режим термического старения фрагментирует и изменяет форму эвтектических стержней Al3Ni до частиц субмикронного размера. Такая фрагментация и глобуляризация эвтектических стержней Al3Ni повышает общую дуктильность литого изделия.

Хотя настоящее изобретение было продемонстрировано и описано на основании примеров его осуществления, специалистам в данной области техники будет очевидно, что могут быть произведены различные изменения формы и деталей без отклонения от сущности и объема заявленного изобретения.

1. Алюминиевый сплав для литья под давлением, содержащий в мас.%:
никель 2-6,
цирконий 0,1-0,4,
ванадий 0,1-0,4,
марганец, при необходимости, до 5,
железо, при необходимости, до 2,
титан, при необходимости, до 1,
алюминий, содержащий не более 1 мас.% производственных примесей, - остальное.

2. Алюминиевый сплав по п. 1, содержащий от 4 до 6 мас.% никеля.

3. Алюминиевый сплав по п. 1, содержащий от 0,1 до 0,3 мас.% циркония.

4. Алюминиевый сплав по п. 1, содержащий от 0,3 до 0,4 мас.% ванадия.

5. Алюминиевый сплав по п. 1, дополнительно содержащий в мас.%:
гафний до 2,
магний до 2,
хром до 1,
молибден до 1,
кремний до 0,5,
медь до 0,5,
цинк до 0,5.

6. Алюминиевый сплав по любому из пп. 1-5, содержащий равномерно диспергированные частицы Al3ZrxV1-x, где х - доля единицы, которая зависит от соотношения Zr:V в сплаве, причем частицы имеют эквивалентный диаметр менее 50 нм, предпочтительно менее 30 нм.

7. Алюминиевый сплав по любому из пп. 1-5, содержащий частицы Al3Ni, имеющие эквивалентный диаметр менее 500 нм, предпочтительно менее 300 нм, в частности менее 100 нм.

8. Алюминиевый сплав по любому из пп. 1-5, содержащий, по существу, равномерно диспергированные частицы алюминида марганца, имеющие эквивалентный диаметр менее 50 нм, предпочтительно менее 30 нм.

9. Алюминиевый сплав по любому из пп. 1-5, содержащий, по существу, равномерно диспергированные частицы алюминида железа, имеющие эквивалентный диаметр менее 50 нм, предпочтительно менее 30 нм.

10. Способ получения детали из алюминиевого сплава, включающий заливку и инжектирование расплавленного алюминиевого сплава по любому из пп. 1-9 в форму машины литья под давлением, поддержание давления до завершения охлаждения и извлечение детали из формы, при этом осуществляют упрочнение сплава при старении путем выдержки полученной детали при температуре в диапазоне от 250 до 350°C в течение от 2 до 6 ч и последующей выдержки ее при температуре в диапазоне от 350 до 450°C в течение от 2 до 6 ч.

11. Деталь из алюминиевого сплава, отличающаяся тем, что она изготовлена из алюминиевого сплава по любому из пп. 1-9 способом по п. 10.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению наноструктурированного конгломерированного порошкового материала для нанесения износо-коррозионностойких покрытий гизодинамическим и газотермическим напылением.

Изобретение относится к получению упрочненных легких сплавов на основе алюминия. В расплав алюминиевого сплава при температуре 750÷800ºС вводят 6 мас.% порошка криолита Na3AlF6, через промежуток времени не менее 10 мин в расплав вводят 5÷6 мас.% модификатора при одновременной активации расплава в течение не менее 20 мин механическим перемешиванием и/или воздействием ультразвуковых колебаний частотой 10 кГц, и/или воздействием электромагнитного поля частотой 40 Гц.

Группа изобретений относится к получению сплава на основе титана из водной суспензии частиц руд, содержащих соединения титана. Способ включает генерацию магнитных полей, накладываемых на порции перерабатываемой сырьевой массы, восстановление металлов из руд при непрерывном перемешивании сырьевой массы с последующим накоплением и формированием продукта в виде кольцевого столбчатого монокристалла, состоящего из интерметаллида, выбранного из ТiАl3, TiFeAl2, TiAl2Fe, TiFe3, и его выгрузку.

Изобретение относится к получению литого композиционного материала на основе алюминиевого сплава для изготовления деталей сложной формы. Расплавляют основу, вводят в нее композицию, включающую армирующие частицы Аl2О3, на поверхности которых механической активацией предварительно сформирован слой Аl, и разливают в форму.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к карбонатным смесям, используемым при рафинировании и модифицировании алюминиевых сплавов. Карбонатная смесь содержит, мас.%: 50-95 карбоната кальция и 5-50 карбоната стронция, при этом смесь состоит из частиц фракции 40-60 мкм.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при переработке цирконийсодержащих оксидных материалов для получения алюминий-циркониевого сплава.

Изобретение относится к деформируемым сплавам на основе алюминия, предназначенным для применения в паяных конструкциях. Деформируемый сплав на основе алюминия для паяных конструкций содержит, мас.

Изобретение относится к способу изготовления многослойного материала для высокотемпературной пайки и может быть использовано, например, для изготовления тонких листов в теплообменниках.

Изобретение относится к производству изделий из алюминиевых сплавов, в частности к изготовлению алюминиевой фольги, которая может быть использована в качестве бытовой фольги, для изготовления упаковочной тары и т.д.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для обработки расплавов медных сплавов и чугуна. Модифицирующая смесь содержит, мас.%: углекислый барий 40-50, кальцинированную соду 10-20, карбонат стронция 40-45.

Изобретение относится к алюминиевым сплавам, предназначенным для производства электропроводников, работающих при высоких температурах. Алюминиевый сплав содержит, мас.%: лантан и церий в сумме до 9, никель до 0,7, стронций до 0,001, алюминий - остальное, при соотношении церия к лантану 1,0-1,5 и никеля к сумме лантана и церия 0,1-0,3. Технический результат заключается в улучшении пластических свойств и электропроводности сплава, что позволяет расширить технологические возможности производства из него холоднодеформированных полуфабрикатов в виде проволоки и повышает технологичность обработки. 1 пр., 2 табл., 2 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству литейных алюминиевых антифрикционных сплавов, используемых в машиностроении при изготовлении монометаллических подшипников скольжения. Литейный антифрикционный сплав содержит, мас. %: олово 5-11, свинец 2-4, медь 1,5-4,5, кремний 0,4-1,5, цинк 1,5-4,5, магний 1,5-4,5, титан 0,03-0,2, алюминий - остальное. Способ получения сплава включает расплавление алюминия, введение легирующих компонентов, выдержку при 800-840°C, дегазацию и модифицирование расплава в промежуточной емкости при температуре 780°C комплексным реагентом, содержащим гексафтортитан, тетрафторборат калия, гексафторсиликат калия, хлорид калия и гексахлорэтан, и заливку расплава с температурой 740-760°C в кокили или формы. Обеспечивается повышение антифрикционных и механических свойств монометаллических подшипников скольжения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Группа изобретений относится к способу и устройству получения содержащего алюминий и титан сплава - интерметаллида. Способ включает получение сплава из водной суспензии частиц руд, содержащих соединения алюминия и титана. Для этого генерируются физические магнитные поля, которые накладываются на зоны с рудной массой. С их помощью производится восстановление металлов в целостную монолитную структуру - сплав. Техническим результатом является возможность получения указанного сплава непосредственно из рудного сырья. 2 н.п. ф-лы, 6 ил., 3 пр.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам антифрикционных сплавов на основе алюминия, а также к способам изменения их металлографической структуры сочетанием термической обработки и пластической деформации, и может быть использовано, например, в производстве подшипников скольжения. Антифрикционный сплав содержит, мас.%: олово 8,0-12,0; свинец 2,0-4,0; медь 2,0-5,0; кремний 0,1-1,0; цинк 1,5-4,0; титан 0,02-0,2; алюминий - остальное. Способ получения антифрикционного сплава включает выплавку антифрикционного сплава указанного состава для чего в процессе выплавки нагревают расплав алюминия с легирующими компонентами до температуры 750-850°С, проводят его дегазацию и модифицирование, после чего разливают расплавленный металл при температуре 740-760°С в предварительно нагретые формы. Техническим результатом является повышение прочности, твердости и износостойкости антифрикционного сплава при сохранении высокого уровня износостойкости за счет снижения уровня внутренних напряжений и создания мелкозернистой структуры с равномерным распределением мягкой структурной составляющей и мелких включений твердых фаз на основе меди и кремния. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия системы Al-Fe-Si в виде тонколистового проката, фольги, листов, плит, прессованных профилей, проволоки и др. Из деформированных полуфабрикатов могут быть получены изделия, предназначенные для использования в качестве упаковочного материала пищевых продуктов, изделия, используемые в строительстве в качестве отделочно-декоративного материала, химической промышленности для хранения и транспортировки различных химических веществ и т.д. Способ получения деформированных полуфабрикатов из алюминиевого сплава включает приготовление расплава, содержащего алюминий, железо и кремний, получение слитка путем кристаллизации расплава, получение деформированных полуфабрикатов путем деформации слитка и отжиг деформированных полуфабрикатов, при этом расплав готовят на основе алюминия, полученного по технологии инертного анода, при следующем соотношении компонентов в расплаве, мас. %: железо - 0,5-1,6, кремний - 0,25-0,4, алюминий - остальное, при отношении железа к кремнию, составляющем 2-4, кристаллизацию расплава проводят со скоростью охлаждения не менее 20 К/с, деформацию слитка проводят по меньшей мере в 2 этапа с промежуточным отжигом между этапами при 300-450°C, на первом этапе со степенью деформации не менее 90%, на последующем этапе со степенью деформации не менее 60%, отжиг готового деформированного полуфабриката проводят при 300-400°C, при этом получают деформированные полуфабрикаты со структурой, содержащей алюминиевую матрицу с содержанием кремния до 0,1 мас. % и равномерно распределенными частицами фазы Al8Fe2Si со средним поперечным размером не более 1 мкм и массовой долей от 0,5 до 2%. Техническим результатом изобретения является создание нового деформированного сплава, выполненного в виде тонколистового проката, плиты, фольги и проволоки с высоким комплексом механических и электрических свойств, в частности с временным сопротивлением после отжига, превышающим 130 МПа, электропроводностью более 60% IACS, относительным удлинением, превышающим 20%. 4 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл., 3 пр.

Изобретение относится к высокопрочным кованым изделиям из алюминиевых сплавов и способам их получения. Кованое изделие, выполненное из деформируемого алюминиевого сплава, упрочняемого термообработкой, имеет кристаллическую микроструктуру, содержащую зерна первого типа с отклонением зерен от ориентации текстуры ≤3°, имеющие среднее отношение размеров в плоскости LТ-ST по меньшей мере 3,5:1, и зерна второго типа, отличные от зерен первого типа, причем зерна первого типа содержатся в количестве от 5 об.% до 50 об.%, при этом максимальная интенсивность текстуры по графику ODF составляет по меньшей мере 30. Способ получения кованого изделия включает прессование алюминиевого сплава методом выдавливания с обратным истечением с получением прессованного профиля с максимальной интенсивностью текстуры по графику ODF в прессованном состоянии, ковку прессованного профиля в кованое изделие путем горячей обработки прессованного профиля давлением при температуре на 20 °F ниже температуры начала плавления сплава и термообработки на твердый раствор. Изобретение направлено на получение изделий с повышенной прочностью. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 пр., 2 табл., 12 ил.

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано для производства лигатуры алюминий-скандий-иттрий, применяемой для модифицирования алюминиевых сплавов. Способ получения лигатуры алюминий-скандий-иттрий включает приготовление флюса, содержащего смесь солей фторида иттрия, фторида алюминия, фторида скандия, фторида калия, хлорида магния, плавление алюминиевого сплава и флюса и осуществление высокотемпературной обменной реакции фторида скандия с алюминием в среде расплавленных галогенидов металлов, при этом флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: фторид иттрия 3-10, фторид алюминия 11-15, фторид скандия 21-24, фторид калия 13-20, хлорид магния - остальное, причем в качестве восстановителя используют алюминиево-магниевый сплав, содержащий от 15 до 30% магния, который подают через приемник на пенокерамические фильтры через расплавленные фториды во встречном потоке аргона, выдерживают в тигле и затем разделяют расплав солей и алюминиево-скандиево-иттриевый сплав. Изобретение направлено на получение слитков лигатуры с равноосной мелкозернистой структурой, стабилизацию и упрощение процесса. 3 пр., 1 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению травленой конденсаторной алюминиевой фольги. Способ получения травленой катодной конденсаторной алюминиевой фольги, содержащей 0,001-0,1 мас.% скандий, толщиной 20-60 мкм, включает легирование алюминия высокой чистоты скандием, горячую прокатку и холодную прокатку до толщины 20-60 мкм, при этом легирование осуществляют путем добавления к алюминию чистотой 99,99% лигатуры Al-Sc2% в соотношении по массе от 1:2000 до 1:20, а после холодной прокатки гладкую фольгу подвергают электрохимическому травлению в водном электролите, содержащем, г/л: NaCl - 150-300, Na2SO4 - 15-30, полиэтиленгликоль - 0,1-1, при температуре 85-95°С и плотности тока - 0,5-0,7 А/см2. Изобретение направлено на повышение электромеханических характеристик, в частности получение конденсаторов с высоким удельным зарядом, и улучшение свариваемости и коррозионной стойкости. 2 пр., 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия, и может быть использовано при получении деформированных полуфабрикатов в виде прессованных профилей, прутков, труб, катаных плит и листов, предназначенных для использования в строительстве, судостроении, авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности. Сплав на основе алюминия содержит, мас.%: марганец 0,5-2,0, железо 0,2-0,6, магний 0,5-1,5, цирконий 0,2-0,6, кремний 0,15-0,6, медь 0,1-0,3, цинк 0,05-0,5, алюминий остальное, при соотношении Zr/Si=1-2, при этом цирконий в структуре сплава присутствует в виде вторичных выделений кубической фазы Al3Zr с решеткой L12 и со средним размером не более 20 нм. Способ получения деформированного полуфабриката из сплава на основе алюминия включает получение расплава, получение слитка путем кристаллизации расплава, получение деформированного полуфабриката путем деформирования литого слитка и термической обработки деформированного полуфабриката, при этом кристаллизацию расплава проводят при температуре, превышающей температуру ликвидуса сплава не менее чем на 50°C, а скорость охлаждения в интервале кристаллизации составляет не менее 20 K/с, деформирование литой заготовки проводят при температуре, не превышающей 450°C, а термическую обработку готового деформированного полуфабриката проводят при температуре 300-400°C. Техническим результатом изобретения является повышение уровня механических свойств, в том числе после нагревов при температурах до 300°C включительно, достигаемых без использования гомогенизации слитков и закалки деформированных полуфабрикатов. В частности, временное сопротивление превышает 250 МПа, относительное удлинение превышает 8%, а предел текучести выше 200 МПа. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 пр., 3 табл., 5 ил.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформированным борсодержащим алюмоматричным композиционным материалам в виде листов, к которым предъявляются специальные требования по поглощению нейтронного излучения в сочетании с низким удельным весом. Способ включает приготовление алюминиевого расплава, содержащего, мас.%: марганец от 0,5 до 2, магний от 0,5 до 4, кремний от 0,1 до 0,3, скандий от 0,15 до 0,3, формирование борсодержащих частиц в алюминиевом расплаве путем введения в расплав лигатуры, содержащей смесь порошка TiB2 и солей NaCl2, MgCl2 и KCl, причем температуру расплава в процессе замешивания лигатуры поддерживают в пределах от 720 до 800°С в течение 30-45 минут, получение слитка путем кристаллизации расплава, получение листа путем деформирования слитка и отжиг деформированного полуфабриката при температуре 250-350°С, при этом получают листы со структурой композиционного материала, содержащего частицы TiB2 в количестве от 4 до 8%. Техническим результатом изобретения является достижение высокого уровня прочностных характеристик (временное сопротивление при растяжении (σв) - не менее 280 МПа) без использования операции гомогенизации для слитков и закалки для листов. 1 з.п. ф-лы, 2 пр., 2 табл.
Наверх