Способ получения лигатуры на основе алюминия

 

Союэ Соввтскмя

Соцналистмиеслик

Реслублмк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИВЛЬСТВУ ii 657074 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено15.11.76 (21) 2420165/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Опубликовано 15.04.79 Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 17.04.79 (51) М. Кл.

С 22 С 1/02

Гааударатаеяяий кемитат

СССР аа даяаи язабратаяяа я открытая (53) YOK 669.018:

:669.75.5.3.89 1 (088. 8) (72) Авторы изобретения

B. П. Вешняков и А. В. Вешняков

М огилевский машиностроительный институт. "У

f (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИГАТУРЫ

Н А.ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к области ме таллургии цветных металлов, в частности к получению лигатур на основе алюминия, содержащих медь и кальций, сппавпением °

Известен способ получения лигатуры на основе алюминия, содержащей медь и кальций, включающий загрузку компонентов в плавильник, сплавление их под слоем флюса, перемешивание и разливку.

Медь вводят в перегретый расплавленный о алюминий при температуре 750-850 С, кальций вводят колокольчиком под зеркало расплава (1).

При получении лигатуры по известному способу неизбежны потери кальция, для расплавления всех компонентов требуются значительные затраты энергии и времени.

llenb изобретения — снижение расхода энергии, сокращение потерь кальция и продолжительности плавки.

Поставленная цель достигается тем, что в плавильник загружают расплавленный медно-кальциевый сплав, в расплав вводят подогретый алюминий и затем подогретую медь. Алюминий подогревают о до 150-200 С, медь — до 300-350 С, а сплавление осуществляют при 740800 С.

Медно-кальциевый сплав получают электролизом хлорида кальция на жидком медном катоде. Нагрев компонентов необходим для удаления влаги, из-за которой в лигатуру могут быть внесены газовые примеси. Плавку осуществляют в тигельиой или отражательной печи. Указанная последовательность операций необходима ввиду того, что расплавленный меднокальциевый сппав, получаемый электропи зом хлорида кальция ка жидком медном катоде, имеет плотность 2,1 — 2,2 г/см поэтому при загрузке алюминий будет находиться под зеркалом расплава, что способствует быстрому его растворению и

26 снижению потерь.

Плавление компонентов осуществляют под слоем флюса СаС1 — КС1, взятом в количестве 2-37 от веса шихты. В ка657074

496,0

492.0

498,0

485,0

482,0

11,20

11,50

11,30

11,00

10,80

8,0 0,650

8,5 0,665

7,5 0,570

32

12,6

12,0

0,950

0,850

30 честве флюса может быть использован электролит производства кальция электролизом хпорида. Ппавку осуществпяют о при температуре 740-800 С, поспе растворения алюминия и меди лигатуру перемешивают и разливают в слитки, Способ проведен в лабораторных усповиях. Лигатуру готовят в шахтной лабораторной печи СШОЛ-1, 16/ll -М1

Используют медно-кальциевый сппав с содержанием кальция 62%„Ппавку про-. водят под слоем флюса CaCf - КС1 при весовом соотношении 4:1 (эвтектическая смесь солей, применяемая в качестве электролита при производстве металлического капьция электролизом хлорида на -жидком медном катоде). о

В разогретый до 660 С тигель заливают расплавленный флюс и медно-кальциевый сплав с температурой 680 С, о затем загружают подогретый до 180 С алюминий, а после его растворения ввоо дят нагретую до 300 С медь. Плавку о проводят при 780 С, после растворения всех компонентов расплав перемешивают и лигатуру разпивают в чугунную изложницу

Йля сравнения проводят выппавку цигатуры такого же состава методом растворения капьция и меди в расплавленном алюминии.

Результаты испытаний представлены в табл.1.

Таблиц al

П р и м е ч а н и е. В ппавках 1-3 проводят загрузку алюминия и меди в расплавленный медно кальциевый сплав, и плавках 4,5-сплавление кальция и меди в алюминий.

Вес шихты в каждой из плавок составляет 0,5 кг, шихта имеет следующий состав, 9о.

Кальций 10

Медь 35

Алюминий Остальное

Из табл.1 следует, что время процес5 са л расход энергии при проведении плавки предлагаемым способом меньше, чем по существующему в настоящее время способу; снижаются также и потери кальция при плавке.

Ю Полученные лигатуры были использованы дпя приготовления сплавов системы М -Cu - Мо -Ве - Са. Было приготовлено 5 сплавов, содержащих каждый, sec, %;

Медь . 4,0:

Магний 0,8

Бериллий 0,05

Кальций 0,5

Алюминий Остальное

Три сплава (1,2,3) готовят из лигатур, полученных по предлагаемому способу, а два (4,5) с применением лигатур, полученных по существующей технопогии. Механические испытания образ35 .цов из сплавов проводят после обработки давлением, закалки и старения сплавов; результаты испытаний приведены в табл.2.

Таблица2

Из табп,2 следует, что механические

45 свойства алюминиевых сплавов, приготовленных с использованием пигатурь1, полученной по предлагаемому способу выше, чем по известному способу.

Технико-экономическая эффективность

5О применения данного изобретения заключается в следующем; медно-кальциевый сплав и покровный флюс применяются в расппавпенном виде (из электропизера дпя приготовления

55 кальция), что приводит к значительному снижению расхода энергии при производстве лигатур зл счет использования теп-! ла жидких сплава Са - Си и покровно657074

Составитель B. Бадовский

Редактор Н. Потапова Техред С. Мигай Корректор С. Шекйар

Заказ 1737/29 Тираж 726 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ГО флюса (по приближенному расчету на нагрев и расплавление 1 кг меднокальциевого сплава необходимо 802 ккал без учета теплоты перегрева); в связи с i.римЬнением расплавленных 5 медно-кальциевого сш ава и флюса для приготовления лигатур сокращается время плавки; потери кальция при производстве лигатур незначительны, так как медно-кель- 10 циевый сплав извлекается из электролиэера и заливается в плавильный агрегат при помощи вакуум-ковша, при этом практически исключаются потери за счет окисления, а также насыщение сплава газовыми примесями; данный способ приготовления лигатур позволит снизить количество газовых примесей в них, а следовательно и в алюминиевых сплавах, так как электролиз хлорида кальция на жидком медном катоде проводится под слоем электролита

СаСС - КССтолшиной 19-24 см, что практически исключает проникновение газов .в сплав;

25 полученные лигатуры имеют низкую химическую активность, особенно по сравнению с металлическим кальцием и безопасны при работе и хранении. Так, при хранении в течение 6 мес.сплава с содержанием кальция 12,3;о, меди 34,1%, остальное - алюминий, в неотапливаемом помещении оказалось, что никаких заметных качественных превращений- с ним не произошло, в то время как хранение

Э5 металлического кальция, применяемого в настоящее время для получения алюмокальциевых лигатур, требует особых мероприятий по технике безопасности; лигатуры системы p,Å вЂ” Си — Са предлагаемого состава достаточно хрупки и прн подготовка шихты могут быть измельчены до любых требуемых размеров; медно-кальциевый сплав является полупродуктом при получении металлического кальция электролизом его хлорида на жидком медном катоде, поэтому стоимость кальция в нем ниже стоимости металлического кальция.

Формула и зобретения

1. Способ получения лигатуры на основе алюминия, содержащей медь и кальций, включающий загрузку компонентов в плавильник, сплавление их под слоем флюса, перемешивание н разливку, о т и и ч а юш и и с я тем, что, с целью снижения ! расхода энергии, сокрашения потерь кальция и продолжительности плавки, в плавипьник загружают расплавленный меднокальциевый сплав, в расплав вводят подогретый алюминий и затем подогревают ме дь.

2.Способпоп. 1, отлнч аюшийся тем, что алюминий подогрео

4 вают до 150-200 С, медь — до 300350 С, а сплавление осуществляют при

740-800 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Курдюмов А. В. и др. 11итейное производство цветных и редких металлов.

М., 1972, с. 125-128.