Способ получения дисперсно-упроченного алюминиевого сплава

Настоящее изобретение относится к области металлургии, а именно к получению легких сплавов на основе алюминия с повышенной прочностью и износостойкостью за счет введения в них упрочняющих дисперсных добавок. Способ получения дисперсно-упрочненного алюминиевого сплава включает продувку газом расплава алюминия в емкости с образованием упрочняющих частиц, причем продувку газом осуществляют с помощью соплового блока, расположенного в донной части емкости, при этом подают газ, содержащий не менее 20 об. % кислорода, а время и скорость подачи газа выбирают из условия насыщения расплава алюминия заданным количеством упрочняющих частиц оксида алюминия. Техническим результатом изобретения является повышение прочности и износостойкости алюминиевых сплавов.

 

Настоящее изобретение относится к области металлургии, а именно к получению легких сплавов на основе алюминия с повышенной прочностью и износостойкостью за счет введения в них упрочняющих дисперсных добавок. Дисперсно-упрочненные легкие сплавы на основе алюминия используются для изготовления отдельных деталей и изделий в целом, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками при малом весе, в ряде отраслей промышленности (ракетно-космическая, авиационная, автомобильная и т.д.).

Задачей, на решение которой направлена данное изобретение, заключается в повышении прочности и износостойкости легких сплавов, а также снижении затрат для производства дисперсно-упроченного алюминиевого сплава.

Известен способ получения литого композиционного материала на основе алюминиевого сплава путем введения в расплав алюминия брикетов из высокопрочных керамических частиц, причем брикетирование проводят под давлением, а брикеты перед вводом в расплав нагревают [Патент РФ 2323991].

Известен также способ получения литого композиционного материала, основанный на введении в расплавленную алюминиевую основу (1÷15) мас. % мелкодисперсных порошков оксидов металла, температура плавления которых превышает температуру плавления расплава [Патент РФ 2177047].

Недостатком указанных способов является то, что мелкодисперсные порошки получаются в отдельных установках или технологических линиях, что увеличивает их стоимость и соответственно стоимость получаемого сплава.

Наиболее близким по техническому решению к заявляемому изобретению является установка получения композита Al-TiC на основе синтеза карбида титана непосредственно в расплаве путем ввода углеводородсодержащего газа (смеси аргона и метана) в расплав Al-Ti. Процесс проводится при температуре 1200-1300°С от 20 минут до 1 часа в зависимости от состава матрицы, количества расплава и требуемой доли TiC [Е.Г. Кандалова, А.Р. Луц, А.Г. Макаренко, А.В. Орлов Технология получения композита Al-TiC из порошковых экзотермических смесей непосредственно в расплаве алюминия // Заготовительные производства в машиностроении №11, 2005 с 47-51].

Недостатком данного технического решения является то, что упрочняющие частица (карбид титана) получаются путем карбидизации титана. Кроме того, расплав насыщается водородом и необходима дополнительная подача аргона для дегазации сплава. Что увеличивает стоимость продукции.

Указанные недостатки устраняет предлагаемая установка.

Задача изобретения - повышение прочности и износостойкости легких сплавов, а также снижение затрат для производства дисперсно-упроченного алюминиевого сплава.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение прочности и износостойкости легких сплавов.

Технический результат достигается тем, что установка для получения дисперсно-упроченного алюминиевого сплава включает корпус, заполненный расплавом алюминия, в который по трубопроводу через систему подачи, находящуюся в донной части и имеющую одно или несколько сопел, подается газ, содержащий по объему не менее 20% кислорода.

Предлагаемая установка приведена на фиг. 1. Установка имеет емкость 1, заполненную расплавленным металлом 2, уровень заполнения (зеркало металла) 2. В расплавленный металл основы, ниже зеркала металла 3 по трубопроводу 4, через систему подачи 5, имеющую одно или несколько сопел или пористую газораспределительную плиту, подается газ, содержащий кислород.

Технический результат достигается благодаря тому, что в расплав металла (алюминиевой основы), находящийся в печи или ковше, при температуре выше температуры плавления с помощью соплового блока, расположенного в донной части, подается газ, содержащий по объему не менее 20% кислорода, время и скорость подачи газа выбираются из условия насыщения металла заданным количеством оксидных частиц (Al2O3). Подача газа приводит к циркуляции металла и равномерному распределению частиц. При этом сопло, сопла или пористая газораспределительная плита располагается на подине (донной части). В ходе продувки происходит частичное окисление расплава алюминия с образованием частиц Al2O3, являющихся упрочняющими частицами. При этом за счет перемешивания расплава подаваемым газом происходит распределение упрочняющих частиц по всему объему расплава.

Установка работает следующим образом: в емкость, печи или ковша, заполненную расплавленным алюминиевым сплавом, через систему подачи, находящуюся в донной части печи или ковша, подается газ, содержащий по объему не менее 20% кислорода. В результате взаимодействия кислорода и алюминия образуется оксид алюминия (Al2O3), частицы которого являются упрочняющими частицами в получаемом дисперсно-упроченном материале.

Способ получения дисперсно-упрочненного алюминиевого сплава, включающий продувку газом расплава алюминия в емкости с образованием упрочняющих частиц, отличающийся тем, что продувку газом осуществляют с помощью соплового блока, расположенного в донной части емкости, при этом подают газ, содержащий не менее 20 об. % кислорода, а время и скорость подачи газа выбирают из условия насыщения расплава алюминия заданным количеством упрочняющих частиц оксида алюминия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения сплавов на основе алюминия-скандия и может быть использовано в аэрокосмической промышленности, в частности для изготовления компонентов фюзеляжа методом сварки.

Группа изобретений относится к изготовлению порошковых тугоплавких продуктов СВС. Способ включает приготовление шихты для СВС, получение уплотненной профилированной полосы из шихты для СВС путем ее пропускания через валковый прокатный стан, проведение СВС полученной профилированной полосы в реакторах с получением тугоплавких продуктов СВС, измельчение полученных тугоплавких продуктов СВС.

Изобретение относится к изготовлению порошковых тугоплавких продуктов СВС. Линия содержит устройство для приготовления шихты для СВС путем смешения реагентов, валковый прокатный стан для изготовления профильной заготовки в виде полосы из шихты для СВС, реактор для проведения СВС в полосе из шихты для СВС с воспламеняющим устройством и устройство для измельчения полученной в реакторе полосы тугоплавких продуктов СВС.

Изобретение относится к получению алюминиевых сплавов, в частности к способу раскисления выплавляемых алюминиевых сплавов. Способ раскисления сплава Al-Nb-Ti включает плавление и выдержку сплава, содержащего от 50 до 75 мас.% Al и от 5 до 30 мас.% Nb при суммарном содержании Al и Nb 80 мас.% или менее, с использованием исходных алюминиевого, ниобиевого и титанового материалов с суммарным содержанием кислорода 0,5 мас.% или более, при этом плавление осуществляют методом плавки с использованием охлаждаемого водой медного сосуда в атмосфере с давлением от 1,33 Па до 2,67×105 Па при температуре 1900 К или более.
Группа изобретений относится к получению композиционного материала, содержащего металлическую матрицу из алюминиевого сплава и упрочняющие частицы карбида титана.

Изобретение относится к способу аддитивного изготовления компонента из композиционного материала с металлической матрицей. Способ включает расплавление электронным пучком порошкообразной смеси, которая содержит порошкообразный карбид вольфрама в количестве от 45 до 72 мас.% от массы порошкообразной смеси и порошкообразное связующее в количестве от 28 до 55 мас.% от массы порошкообразной смеси.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к получению керамических полых стержней, используемых в качестве чехлов для термопарных измерений в агрессивных средах, струеформующих сопел для гидроабразивной резки материалов, сопел для плазмотронов, а также полых электродов для электроискрового легирования при нанесении износостойких покрытий.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к технологии производства магнитных сплавов системы железо-алюминий-никель-кобальт, применяемых для получения постоянных магнитов электродвигателей и навигацинных устройств.
Изобретение относится к медным литейным сплавам и может быть использовано для изготовления методом литья токопроводящих конструкционных деталей, в частности короткозамкнутых роторов для асинхронных машин.

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к технологии производства алюминиевых сплавов. Способ получения алюминиевого сплава, легированного кремнием, включает введение в расплав алюминия кремния и тугоплавких металлов, при этом перед введением в расплав алюминия жидкий кремний подвергают окислительному рафинированию от кальция и фосфора, смешивают с жидким алюминием, тугоплавкие металлы вводят в расплав в виде легкоплавких лигатур, после чего зеркало сплава в ковше укрывают расплавленным силикатом натрия, транспортируют, заливают в миксер и добавляют необходимое для получения заданного состава сплава количество алюминия.

Изобретение относится к изготовлению порошковых тугоплавких продуктов СВС. Способ включает получение уплотненной профилированной полосы из шихты для СВС путем ее пропускания через прокатный стан, проведение СВС полученной профилированной полосы в открытом с двух противоположных торцов проточном реакторе путем химического воспламенения полосы на входе в реактор и непрерывного горения полосы при движении полосы внутри реактора с обеспечением охлаждения полученных тугоплавких продуктов СВС, измельчение полученных тугоплавких продуктов СВС в измельчающем валковом стане. Обеспечивается производство порошковых тугоплавких продуктов СВС в непрерывном технологическом цикле. 1 табл.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченным сплавам на основе меди. Может использоваться в машиностроении. Спеченный сплав на основе меди содержит, мас.%: алюминий 25,0-30,0; церий 0,1-0,2 медь - остальное. Сплав обладает пониженной плотностью. 1 табл.

Настоящее изобретение относится к области металлургии, а именно к получению легких сплавов на основе алюминия с повышенной прочностью и износостойкостью за счет введения в них упрочняющих дисперсных добавок. Способ получения дисперсно-упрочненного алюминиевого сплава включает продувку газом расплава алюминия в емкости с образованием упрочняющих частиц, причем продувку газом осуществляют с помощью соплового блока, расположенного в донной части емкости, при этом подают газ, содержащий не менее 20 об. кислорода, а время и скорость подачи газа выбирают из условия насыщения расплава алюминия заданным количеством упрочняющих частиц оксида алюминия. Техническим результатом изобретения является повышение прочности и износостойкости алюминиевых сплавов.

Наверх