Способ непрерывного получения алюминиевой лигатуры с 2 мас. % скандия

Изобретение относится к способу получения алюминиевой лигатуры с 2 мас.% скандия. Способ включает электролиз расплава, содержащего фториды калия, натрия, алюминия, загрузку в расплав оксида скандия и проведение электролиза расплавленной смеси с оксидом скандия в электролизере при температуре 800-850°С и катодной плотности тока не выше 1А/см2 с периодической выгрузкой алюминиевой лигатуры из электролизера и загрузкой оксида скандия и металлического алюминия в электролизер с расплавленной смесью, при этом оксид скандия в расплавленную смесь загружают в количестве 3-6 мас.% от расплавленной смеси, а металлический алюминий – в количестве, обеспечивающем соотношение масс алюминия и расплавленной смеси в электролизере, составляющее 1:1-4. Обеспечивается непрерывное получение лигатуры и снижение себестоимости получаемого из лигатуры алюминиевого сплава. 1 табл.

 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к получению алюминиевой лигатуры с редкоземельными металлами, и может быть использовано для получения алюминиевой лигатуры с 2 мас.% скандия (лигатура AlSc2), которая может быть использована для приготовления многофункциональных алюминиевых сплавов со скандием, применяемых в автомобилестроении, роботостроении, аэрокосмической отрасли.

Преимущество алюминиевых лигатур заключается в уменьшении затрат на транспортировку готовой продукции и повышенное извлечение из исходного сырья ценного компонента, к которым относится скандий. Актуальность разработки энергосберегающих и ресурсосберегающих технологий получения алюминиевых лигатур со скандием подтверждается их присутствием в списке стандартизированных лигатур (см. ГОСТ Р 53777-2010).

Известно, что к достоинствам алюминиевых лигатур относится воспроизводимость их свойств в получаемых алюминиевых сплавах. К преимуществам лигатуры AlSc2 относится то, что в соответствии с фазовой диаграммой системы «алюминий-скандий», лигатура AlSc2 с воспроизводимыми свойствами может быть получена при относительно низкой температуре (до 900°С).

В настоящее время в России и за рубежом лигатуру AlSc2 получают восстановлением фторида скандия алюминием из реакционной смеси хлорида калия, фторида натрия и фторида алюминия при 900°С (Цветные металлы, 2010, №5, 95-96) [1]. Известный способ характеризуется рядом существенных недостатков, среди которых такие как использование относительно дорогого фторида скандия и быстрое накопление оксида в солевом флюсе, которое приводит к необходимости периодической регенерации либо замены реакционной смеси, к большим потерям ценного компонента (фторида скандия) и, как следствие, к повышению себестоимости получаемой лигатуры. Помимо этого, алюмотермическое восстановление фторида скандия представляется сложным с точки зрения подбора параметров синтеза и поэтому требует непрерывного мониторинга.

Известен способ получения алюминиевой лигатуры с содержанием скандия от 1.5 до 30 мас. % алюмотермическим восстановлением фторида скандия при соотношении в реакционной смеси ScF3:Al 1:(1.6-8) в три стадии с постепенным повышением температуры до 1300°С в течение 5-6 часов(SU873692, C22C1/03, опубл. 30.11.1983)[2]. Процесс осуществляется в закрытой восстановительной камере, изолированной от внешней атмосферы. Недостатками известного способа являются высокая температура и длительность процесса, невоспроизводимость содержания скандия в готовой лигатуре, трудоемкость и многостадийность процесса. Кроме того, существенным недостатком является присутствие субфторида алюминия AlF в готовой лигатуре, который при охлаждении диссоциирует с образованием фторида алюминия и мелкодисперсного алюминия. При разгерметизации восстановительной камеры мелкодисперсный алюминий окисляется с выделением большого количества энергии.

При более низкой температуре, из более дешевого оксида скандия, с более высокой воспроизводимостью содержания скандия в готовой лигатуре и с меньшей трудоемкостью алюминиевую лигатуру получают способом (RU 2124574, C22C1/03, опубл.10.01.1999) [3]. Данный способ включает расплавление и выдержку при 820°С реакционной смеси алюминия,хлорида калия, фторида натрия, фторида алюминия и оксида скандия. Помимо того, что этим способом получают алюминиевую лигатуру с содержанием скандия 1.82-1.84 мас.%, т.е. менее 2 мас. %,способ характеризуется накоплением оксида алюминия в реакционной смеси, приводящее к необходимости периодической регенерации либо замены реакционной смеси, что повышает себестоимость получаемой лигатуры.

Известен способ получения алюминиевой лигатуры с использованием относительно дешевого оксида скандия, снижающего себестоимость алюминиевого сплава с заданным содержанием скандия (WO2006079353A1, публ. 03.08.2006) [4]. Данный способ включает электролиз при 1000°С криолитового расплава, представляющего смесь фторидов натрия и алюминия, содержащего оксид алюминия, оксид или фторид скандия, который позволяет организовать непрерывное получение алюминиевой лигатуры и по технической сущности может быть принят в качестве наиболее близкого аналога к заявленному изобретению.

Однако, как показали исследования (Advanced Materials Research, 2015, Vol.1088, pp.213-216)[5], при электролизе криолитового расплава с добавками оксида скандия при катодной плотности тока не выше 1 А/см2 может быть получена алюминиевая лигатура с содержанием скандия не выше 1.3 мас.%. Лигатуру AlSc2 данным способом получить можно, однако для этого потребуется повышение катодной плотности тока до 2-3 А/см2, что приведёт к выделению щелочного металла, солевой пассивации электродов в электролизере и остановке процесса, либо для получения лигатуры AlSc2 данным способом потребуется использование дорогого фторида скандия, что приведет к повышению себестоимости получения этой лигатуры (Цветные металлы, 1998, № 7, с. 43-46) [6].

Задачей изобретения является непрерывное получение лигатуры AlSc2 при катодной плотности тока не выше 1 А/см2 и снижении себестоимости получаемого из лигатуры алюминиевого сплава.

Поставленная задача решается тем, что электролитический способ получения алюминиевой лигатуры с 2 мас.% скандия включает электролиз расплава, содержащего фториды калия, натрия, алюминия и оксид скандия, при этом в расплав, содержащий фториды калия, натрия и алюминия загружают оксид скандия, и электролиз расплавленной смеси с оксидом скандия ведут в электролизере при температуре 800-850°С, периодически осуществляя выгрузку готовой алюминиевой лигатуры из электролизера и загрузку оксида скандия и металлического алюминия в электролизер с расплавленной смесью, при этом оксид скандия в расплавленную смесь загружают в количестве 3-6 мас.% от расплавленной смеси, а металлический алюминий – в количестве, чтобы соотношение масс алюминия и расплавленной смеси в электролизере составляло 1 : 1-4.

Сущность заявленного способа заключается в следующем. При введении оксида скандия в расплавленную смесь KF-NaF-AlF3 происходит его растворение с образованием скандий-содержащих ионов. Несмотря на то, что скандий является более электроотрицательным металлом по отношению к алюминию, при контакте скандий-содержащей расплавленной смеси с жидким алюминием происходит восстановление скандия по суммарной реакции:

2Al + Sc2O3 = 2Sc + Al2O3 (1)

Восстановленный скандий растворяется в алюминии с образованием алюминиевой лигатуры, а оксид алюминия (Al2O3) растворяется в расплавленной смеси KF-NaF-AlF3 с оксидом скандия. Экспериментально показано, что в зависимости от температуры и состава расплавленной смеси KF-NaF-AlF3, содержащей 3-6 мас.% оксида скандия, в алюминий по реакции (1) переходит до 1.3 мас.% скандия. Сдвигу реакции (1) вправо и повышению извлечения скандия способствуют непрерывный отвод продуктов от фронта реакции: скандия вглубь алюминия; оксида алюминия – в объем расплавленной смеси.

В заявляемом способе отвод скандия вглубь алюминия практически не затруднен, поскольку температура синтеза (800-850°С) обеспечивает конвекцию скандия и алюминия за счет высокого перегрева алюминия (140-190°С). Отвод оксида алюминия из зоны реакции интенсифицируется за счет его электролитического разложения, которое происходит при электролизе расплавленной смеси KF-NaF-AlF3, содержащей оксиды алюминия и скандия. При электролизе на алюминиевом катоде и углеродном аноде параллельно протекают суммарные реакции разложения оксидов алюминия (Al2O3) и скандия (Sc2O3):

Al2O3 + 3С + 6е- = 2Al + CO + CO2 (2)

Sc2O3 + 3С + 6е- = 2Sc + CO + CO2 (3)

Экспериментально показано, что доля электрического тока, расходуемого на реакцию (3), незначительна ввиду быстрого расходования оксида скандия и накопления оксида алюминия по реакции (1).

Увеличение содержания скандия до 2 мас.% в алюминиевой лигатуре в сравнении с прототипом обеспечивается за счет поддержания концентрации оксида скандия в расплавленной смеси KF-NaF-AlF3 в диапазоне 3-6 мас.%. Эмпирически показано, что содержание скандия в лигатуре, получаемой при электролизе расплавленной смеси KF-NaF-AlF3, содержащей менее 3 мас.% оксида скандия при катодной плотностью тока не выше 1 А/см2, не превышает 1.6-1.8 мас.%. Верхний предел концентрации оксида скандия (6 мас.%) обусловлен растворимостью оксида в расплавленной смеси. Превышение концентрации оксида скандия в расплавленной смеси приведет к пассивации катодного алюминия.

Соотношение масс алюминия и расплавленной смеси (1:1-4) в электролизере подобрано эмпирически.

Непрерывность получения лигатуры обеспечивается тем, что готовую алюминиевую лигатуру периодически выгружают из электролизера, а металлический алюминий вместе с очередной добавкой оксида скандия периодически загружают в электролизер.

Таким образом, заявляемый способ непрерывного получения алюминиевой лигатуры с 2 мас.% скандия включает наплавление алюминия, наплавление фторидов калия, натрия и алюминия в электролизере, введение оксида скандия в расплавленную смесь фторидов, восстановление оксида скандия алюминием, электролиз расплавленной смеси KF-NaF-AlF3, периодическую выгрузку готовой алюминиевой лигатуры, периодическую загрузку металлического алюминия и периодическую загрузку оксида скандия в электролизер с алюминием и расплавленной смесью KF-NaF-AlF3.

При восстановлении оксида скандия алюминием до 1.3 мас.% скандия растворяется в алюминии, а в расплавленной смеси KF-NaF-AlF3 образуется оксид алюминия. При электролизе расплавленной смеси KF-NaF-AlF3, содержащей оксиды скандия и алюминия, происходит электролитическое разложение оксидов, преимущественно оксида алюминия, приводящее к сдвигу реакции (1) вправо и повышению извлечения скандия в алюминий до 2 мас.%. Требуемое содержание скандия в алюминиевой лигатуре (2 мас.%) достигается путем подбора соотношения масс алюминия и расплавленной смеси KF-NaF-AlF3 в электролизере, силы тока на конкретном электролизере и периодичности выгрузки готовой алюминиевой лигатуры с содержанием скандия 2.0 ± 0.2 мас.%.

Технический результат, достигаемый заявленным способом, заключается в интенсификации отвода оксида алюминия от фронта алюмотермической реакции (1) за счет электролитического разложения оксидов алюминия и скандия, преимущественно оксида алюминия, при электролизе расплавленной смеси KF-NaF-AlF3.

Заявляемый способ реализован в лабораторном электролизере на силу тока 20 А. Лабораторный электролизер состоит из графитового тигля, который размещают в печи сопротивления. В тигель электролизера загружают 400 г приготовленной смеси:

- фторида калия -30-50 мас. %, преимущественно 39 мас. %;

- фторида натрия - 1-12 мас. %, преимущественно 10 мас. %;

- фторида алюминия – остальное, преимущественно 51 мас. %.

Электролизер со смесью KF-NaF-AlF3 нагревают до температуры синтеза (800-850°С), после чего загружают в тигель электролизера 12-24 г (3-6 мас.%) оксида скандия. Спустя 30-60 минут в тигель электролизера загружают 400г алюминия. При контакте алюминия с расплавленной смесью начинает протекать реакция (1), в ходе которой в алюминии образуется скандий, а в расплавленной смеси KF-NaF-AlF3 - оксид алюминия. При этом температура в электролизере опускается до 720-740°С. При достижении температуры синтеза (800-850°С) в полученную расплавленную смесь погружают анод из плотного графита.

Электролиз расплавленной смеси KF-NaF-AlF3, содержащей оксиды скандия и алюминия, осуществляют путем пропускания электрического тока силой 10-20А между графитовым анодом и графитовым тиглем электролизера, который служит токоподводом к жидкому алюминиевому катоду. Размеры катода подбираются таким образом, чтобы катодная плотность тока не превышала 1 А/см2. В ходе электролиза фиксируют изменение напряжения на электролизере и отбирают пробы расплавленной смеси и алюминия с целью определения их элементного состава. На рисунке показано изменение содержания скандия в расплавленной смеси и в алюминии в ходе электролиза расплавленной смеси KF-NaF-AlF3 с разовой добавкой 6 мас.% Sc2O3.

Видно, что за 120-180 минут электролиза обеспечивается требуемое содержание скандия в алюминии, 2 мас.%. Для обеспечения непрерывности получения алюминиевой лигатуры с 2 мас.% скандия часть массы алюминия со скандием, преимущественно половину, выгружают из электролизера с периодичностью 1 выгрузка в 3 часа, а металлический алюминий вместе с очередной добавкой оксида скандия загружают в электролизер. Скорость загрузки оксида скандия составляет 1г за 10 минут.

Всего в лабораторном эксперименте в электролизер было загружено алюминия – 2408г, оксида скандия – 124г; произведено 11 выгрузок алюминиевой лигатуры общей массой 2378г и содержанием скандия 1.98-2.14 мас.%.

Заявляемый способ реализован также в укрупненном лабораторном электролизере на силу тока 100А. Укрупненный лабораторный электролизер состоит из графитового тигля, который размещают в печи сопротивления. В тигель электролизера загружают 4000г приготовленной смеси:

- фторида калия - 39 мас.%;

- фторида натрия - 10 мас.%;

- фторида алюминия – 51 мас.%.

Электролизер со смесью KF-NaF-AlF3 нагревают до температуры 820°С, после чего загружают в тигель электролизера 200г (5 мас.%) оксида скандия и 4000г алюминия. При этом температура в электролизере опускается до 760-770°С. При достижении температуры 820°С в полученную расплавленную смесь погружают анод из плотного графита.

Электролиз расплавленной смеси KF-NaF-AlF3, содержащей оксиды скандия и алюминия, осуществляют путем пропускания электрического тока силой 80А между графитовым анодом и графитовым тиглем электролизера, который служит токоподводом к жидкому алюминиевому катоду. Размеры катода подбираются таким образом, чтобы катодная плотность тока не превышала 1 А/см2. В ходе электролиза фиксируют изменение напряжения на электролизере и отбирают пробы расплавленной смеси и алюминия с целью определения их элементного состава. На основании лабораторных экспериментов и экстраполяции результатов было оценено, что для обеспечения непрерывного получения алюминиевой лигатуры необходимо производить ее выгрузку из электролизера с периодичностью 1 выгрузка по 2000г в 3 часа, а в электролизер, соответственно загружать 2000г чистого алюминия с очередной партией оксида скандия. Скорость загрузки оксида скандия составляет 5г за 6 минут.

Всего в укрупненном лабораторном эксперименте было произведено 8 выгрузок алюминиевой лигатуры общей массой 15.5 кг и содержанием скандия 1.99-2.12 мас.%. Химический состав получаемой алюминиевой лигатуры со скандием, мас.%: скандия – 2.0; железа – 0.006; кремния – 0.007; меди – менее 0.001; натрия – 0.0002; лития – не более 0.0001; калия – 0.0003. Таким образом, способ также позволяет существенно снизить содержание примесей в алюминиевой лигатуре со скандием в сравнении с содержанием примесей по ГОСТ Р 53777-2010. Содержание скандия в получаемых слитках лигатуры входит в пределы содержания скандия (1.7-2.3 мас.%), допустимых по ГОСТ Р 53777-2010.

Параметры, отражающие получение алюминиевой лигатуры с 2 мас.% скандия в зависимости от заявленных пределов температуры электролиза, количества загружаемого скандия и соотношения масс алюминия и расплавленной смеси приведены в таблице. Содержание скандия в получаемых слитках лигатуры 1.91-2.18 входит в пределы содержания скандия (1.7-2.3 мас.%), допустимых по ГОСТ Р 53777-2010.

Заявленный способ позволяет непрерывно получать лигатуру AlSc2 при катодной плотности тока не выше 1 А/см2 и снизить себестоимость получаемого из лигатуры алюминиевого сплава.

Способ электролитического получения алюминиевой лигатуры с 2 мас.% скандия, включающий электролиз расплава, содержащего фториды калия, натрия, алюминия и оксид скандия, отличающийся тем, что в упомянутый расплав загружают оксид скандия и ведут электролиз расплавленной смеси с оксидом скандия в электролизере при температуре 800-850°С и катодной плотности тока не выше 1А/см2 с периодической выгрузкой алюминиевой лигатуры из электролизера и загрузкой оксида скандия и металлического алюминия в электролизер с расплавленной смесью, при этом оксид скандия в расплавленную смесь загружают в количестве 3-6 мас.% от расплавленной смеси, а металлический алюминий – в количестве, обеспечивающем соотношение масс алюминия и расплавленной смеси в электролизере, составляющее 1:1-4.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к литейному производству в области металлургии, в частности к модифицированию литейных алюминиевых сплавов. Пруток изготавливают путем раскатки алюминиевой пластины до толщины 0,2-0,3 мм, рекристаллизации полученной алюминиевой ленты при температуре 200-300°С, нанесения на нее рассыпчатого модификатора на основе наноуглерода и последующей запрессовки ленты с модификатором в пруток.

Изобретение относится к области металлургии высокопрочных материалов на основе алюминия и может быть использовано при получении изделий, работающих под действием высоких нагрузок, таких как детали летательных аппаратов, автомобилей и других транспортных средств, детали спортинвентаря и др.

Изобретение относится к области металлургии, в частности легированным сплавам на основе TiAl с преобладающей фазой γ-TiAl, и может быть использовано при изготовлении компонентов авиационных газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано для получения сплава алюминий-скандий в условиях промышленного производства.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия, предназначенным для использования в виде деформированных полуфабрикатов, преимущественно в виде прессованных прутков, в качестве электропроводного конструкционного материала преимущественно для токопроводящих элементов конструкции в авиакосмической технике, судостроении, транспортном машиностроении и других отраслях промышленности, а также в качестве заготовки для получения электропроводов.

Изобретение относится к области цветной металлургии и электротехники, в частности к материалам на основе алюминия, и может быть использовано при получении изделий электротехнического назначения: проводников круглого и квадратного сечения, проводов линий электропередач и токопроводящих элементов, работающих при повышенных температурах и механических нагрузках.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению композитов на основе металлической матрицы из алюминия или его сплавов c наполнителем из частиц борсодержащего материала и вольфрама.

Изобретение относится к изготовлению расходуемого электрода для выплавки слитков титан-алюминиевых сплавов, содержащих 15-63 мас. % алюминия.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения поршней двигателей внутреннего сгорания из заэвтектического силумина. В способе осуществляют расплавление шихты в печи, рафинирование расплава от водорода, внепечное модифицирование расплава лигатурой, содержащей соединения фосфора, получение поршневой заготовки и ее гомогенизацию.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе алюминия, предназначенным для использования в виде деформированных полуфабрикатов в качестве электропроводного конструкционного материала, в частности для токопроводящих элементов, а также в качестве заготовки для получения электропроводов.
Изобретение относится к получению дисперсно-упрочненного нанокомпозитного материала на основе алюминия. Способ включает введение лигатуры в расплав матрицы на основе алюминия при одновременном воздействии на расплав ультразвукового поля. Лигатуру готовят в виде компактированных стержней из равномерно перемешанной смеси, состоящей из 90 мас.% порошка алюминия микронных размеров и 10 мас.% нанопорошка алмаза с диаметром частиц 4÷6 нм, полученные стержни вводят в расплав матрицы на основе алюминия с обеспечением содержания нанопорошка алмаза в получаемом нанокомпозитном материале 0,1÷0,5 мас.% и выдерживают в нем не менее 10 мин при одновременном воздействии на расплав ультразвукового поля интенсивностью 20÷22 Вт/см2. Обеспечивается повышение прочности, твердости и пластичности нанокомпозитного материала. 1 пр.

Изобретение относится к способу термической обработки алюминиевой заготовки и может быть использовано для изготовления конструкционных компонентов. Способ термической обработки алюминиевой заготовки (304, 404, 504, 604, 710, 802) в структурном состоянии Т4 включает проведение на первом участке (328, 422, 522, 626, 720) заготовки (304, 404, 504, 604, 710, 802) первого процесса дисперсионного твердения посредством искусственного старения для изменения структурного состояния первого участка (328, 422, 522, 626, 720) заготовки, причем в течение первого процесса дисперсионного твердения осуществляют активное охлаждение таким образом, что температура второго участка (330, 424, 524, 628, 722) заготовки, отделенного от первого участка заготовки охлаждаемой частью, поддерживается ниже температуры искусственного старения для сохранения неизменным структурного состояния второго участка заготовки. Кроме того, изобретение относится к устройству (302, 402, 502, 602, 702) для термической обработки алюминиевой заготовки и к алюминиевой заготовке (304, 404, 504, 604, 710, 802), а именно к алюминиевой заготовке, изготовленной способом согласно изобретению. Изобретение направлено на получение алюминиевой заготовки, содержащей участки, отличающиеся по свойствам. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил., 2 табл.

Изобретение относится к получению материала на основе алюминида никеля. Способ включает приготовление экзотермической шихты путем смешивания порошков алюминия, оксида никеля и по крайней мере одной легирующей добавки и инициирование в экзотермической шихте металлотермической реакции с обеспечением восстановления оксидов и образования алюминида никеля. Экзотермическую шихту готовят с добавлением балластной добавки, выполняющей роль флюса, в виде фтористого кальция. Порошок алюминия используют в избытке относительно стехиометрического соотношения порошков в смеси. В качестве легирующей добавки используют оксиды хрома, или оксиды молибдена, или оксиды вольфрама, или оксиды титана в количестве не более 15 мас.%. Металлотермическую реакцию в экзотермической шихте проводят без внешнего подогрева в реакторе или на открытом воздухе с получением материала на основе алюминида никеля в виде слитка. Обеспечивается уменьшение количества технологических циклов и повышение чистоты и выхода материала на основе алюминида никеля. 1 табл., 3 пр.

Изобретение откосится к стальному листу с покрытием для горячего прессования, способу горячего прессования, а также к детали автомобиля, сделанной способом горячего прессования. Предложенный стальной лист с покрытием включает сформированный на одной стороне или на обеих сторонах стального листа слой алюминиевого покрытия, содержащий один или более элементов в общем количестве от 0,02 до 2 мас.%, выбираемых из Mg, Ca, Sr, Li, Na и K, и 15 мас.% Si или менее, остальное - алюминий и примеси, и слой поверхностного покрытия, нанесенный на слой алюминиевого покрытия и содержащий по меньшей мере ZnO, причем количество слоя поверхностного покрытия на одной стороне стального листа, в пересчете на металлический Zn, составляет от 0,3 до 4 г/м2. Изобретение обеспечивает превосходную смазывающую способность с меньшим количеством отложений и может улучшить формуемость и производительность горячего штампования, а также может улучшить способность к обработке химическим преобразованием после горячего прессования. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

Группа изобретений относится к получению суперсплава, состоящего из титана, алюминия, железа, хрома, меди и кремния, из водной суспензии частиц руд, содержащих соединения титана, алюминия, железа, хрома, меди и кремния. 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 структурного образования суперсплава. При этом устройство содержит горизонтальный корпус, состоящий из двух частей, одна из которых является съемной и выполнена в виде накидного съемного колпака, соединенного при помощи кольцевых плоских фланцев с неподвижной его основой в виде цилиндрической обечайки. Техническим результатом является возможность получения упомянутого сплава непосредственно из рудного сырья. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к получению AlMn-ленты или листа для производства компонентов высокотемпературной пайкой, а также к изделиям, полученным упомянутым способом, и может быт использовано, в частности, для получения материалов тонкой толщины с оребрением, используемых в теплообменниках. Способ включает получение плоской заготовки из расплава, содержащего, мас.%: <0,3 Si, ≤0,5 Fe, ≤0,3 Cu, 1,0-2,0 Mn, ≤0,5 Mg, ≤4,0 Zn, ≤0,5 Ni, ≤0,3 каждого из элементов группы IVb, Vb или VIb, неизбежные примеси и алюминий - остальное, нагрев при температуре менее 550°С, горячую прокатку, холодную прокатку с суммарным обжатием по меньшей мере 90%, термическую обработку с получением ленты с условным пределом текучести на 10-50% ниже условного предела текучести ленты, полученной сразу после холодной прокатки, и находящимся в диапазоне 100-200 МПа. Альтернативно лента может быть получена двухвалковым литьем ленты. Изобретение направлено на получение алюминиевой ленты, имеющей после высокотемпературной пайки высокую прочность в сочетании с высокой стойкостью к прогибу и низкой подверженностью к внедрению жидкой сердцевины во время высокотемпературной пайки, а также хорошей формуемостью в состоянии поставки перед образованием ребер. 7 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил., 5 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области металлургии проводниковых алюминиевых сплавов и может быть использовано для изготовления изделий электротехнического назначения, в частности проводов высоковольтных ЛЭП и кабелей погружных нефтенасосов, работающих при температуре до 230°C, когда требуется сочетание высокой прочности при повышенных температурах, высокой коррозионностойкости, повышенной электропроводности, пониженной ползучести и пониженной массы. Алюминиевый сплав содержит, мас. %: цирконий 0,2-0,32; железо 0,15-0,42; кремний 0,02-0,1; титан, хром, ванадий, марганец в сумме 0,01-0,04; магний, медь, цинк в сумме 0,01-0,07; никель 0,005-0,1; бор 0,001-0,01; алюминий остальное. Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости и коррозионностойкости алюминиевого сплава. Сплав высокотехнологичен и обладает повышенными эксплуатационными характеристиками. 3 з.п. ф-лы, 1 пр., 2 табл.

Изобретение относится к алюминиевому сплаву для изготовления полуфабрикатов или деталей автомобилей, в котором легирующие компоненты алюминиевого сплава имеют следующее содержание в мас.%: Fe≤0,80, Si≤0,50, 0,90≤Mn≤1,50, Mg≤0,25, Cu≤0,125, Cr≤0,05, Ti≤0,05, V≤0,05, Zr≤0,05, остальное - алюминий и неизбежные примесные элементы, отдельно взятые <0,05, в сумме <0,15, и общее содержание Mg и Cu удовлетворяет соотношению в мас.%: 0,15≤Mg+Cu≤0,25, при этом содержание Mg в алюминиевом сплаве больше, чем содержание Cu. Способ изготовления полосы из алюминиевого сплава включает отливку слитка, гомогенизацию при 480-600°C в течение по меньшей мере 0,5 ч, горячую прокатку при 280-500°C для формирования полосы, холодную прокатку полосы до конечной толщины и рекристаллизационный окончательный отжиг. Изобретение направлено на создание алюминиевого сплава, обладающего хорошей формуемостью, достаточной прочностью и устойчивостью к коррозии. 5 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 ил.

Изобретение относится к производству алюминия, в частности к получению титансодержащих алюминиевых сплавов и лигатур, и может быть использовано в алюминиевой, авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности, изготавливающих модифицированные деформируемые и литейные алюминиевые сплавы и изделия из них. Способ получения модифицирующей лигатуры Al-Ti включает взаимодействие пористого кускового титанового сырья с перегретым алюминиевым расплавом, при этом в качестве пористого кускового титанового сырья используют титановую губку и/или брикетированную титановую стружку, весовое отношение пористого кускового титанового сырья к алюминию выдерживают в пределах (0,38÷0,58):1, а уровень перегретого алюминиевого расплава поддерживают выше уровня пористого кускового титанового сырья, при этом методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза получают концентрированный титансодержащий сплав алюминия с содержанием титана 27,5-36.7 мас. %, полученный титансодержащий сплав охлаждают и измельчают до содержания фракции минус 10 мкм не менее 95%, после чего измельченные частицы сплава вводят в алюминиевый расплав с получением модифицирующей лигатуры или наносят на поверхность алюминиевой проволоки или полосы с получением модифицирующей лигатуры. Изобретение направлено на получение лигатуры алюминий-титан с равномерно распределенными в объеме лигатуры частицами алюминида титана. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл., 2 пр.
Изобретение относится к металлургическим технологиям в области редких и цветных металлов и представляет собой способ получения лигатуры алюминий-гадолиний. Способ включает восстановление фторида гадолиния расплавленным алюминием из шихты, содержащей фторид гадолиния, хлорид калия, хлорид и фторид натрия. Обменный процесс производят при температуре 750°С в контейнерах из стеклоуглерода в атмосфере инертного газа. Полученный расплав выдерживают в течение не менее 6 часов. Изобретение позволяет сократить количество проводимых операций, уменьшить энергетические затраты и удобно отделять конечный продукт от шлака. 2 пр.

Изобретение относится к способу получения алюминиевой лигатуры с 2 мас. скандия. Способ включает электролиз расплава, содержащего фториды калия, натрия, алюминия, загрузку в расплав оксида скандия и проведение электролиза расплавленной смеси с оксидом скандия в электролизере при температуре 800-850°С и катодной плотности тока не выше 1Асм2 с периодической выгрузкой алюминиевой лигатуры из электролизера и загрузкой оксида скандия и металлического алюминия в электролизер с расплавленной смесью, при этом оксид скандия в расплавленную смесь загружают в количестве 3-6 мас. от расплавленной смеси, а металлический алюминий – в количестве, обеспечивающем соотношение масс алюминия и расплавленной смеси в электролизере, составляющее 1:1-4. Обеспечивается непрерывное получение лигатуры и снижение себестоимости получаемого из лигатуры алюминиевого сплава. 1 табл.

Наверх