Флюс для модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>730852 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено: 011277 (21) 2551778/22-02 (51) М

С 22 С 1/06 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 3004.80. Бюллетень ¹ 16 (53) УДК 621.745.45:

:669.71,782. ,411(088.8) Дата опубликования описания 3004.80 (72) Авторы изобретения

A. В, Черновол, В. С. Гребенкин, В. Г, Сапь ян и В .П. Абрамова (7f) Заявитель

Институт проблем литья АН Украинской ССР (54) ФЛЮС ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВО-КРЕМНИЕВЫХ

СПЛАВОВ

5-15

Изобретение относится к технологии обработки сплавов специальными средствами, в частности флюсами и может быть использован в литейном производстве при изготовлении отливок с повышенными физико-механическими свойствами.

Известен флюс для обработки алюминиево-кремниевых сплавов, содержащий 10% фторцирконата калия, à остальное — хлориды натрия и калия в соотношении 1:1 (1).

Недостатком известного флюса является отсутствие в его составе компонента, способного эфФективно изменить15 эвтектические кристаллы кремния, что необходимо при обработке алюминиевокремниевых сплавов с повышенным содержанием железа.

Известен также флюс, содержащий фторцирконат калия и хлористый калий, для увеличения модифицирующего эффекта введен хлористый кальций, металлический кальций и гексахлорэтай при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Хлористый калИй 15-42

Хлористый кальций 10-30

Фторцирконат калия

Кальций металлический 0,5-2,0

Гексахлорэтан Остальное

Недостатками этого флюса являются сложность приготовления реагента иэ порошкообразных хлористых солей и металлического кальция, требующего соблюдения специальных мер предосторожности, усложняющих техпроцесс, а также наличие гексахлорэтана, повышен ное содержание которого в силумине приводит к огрублению эвтектического кремния и снижению прочностных свойств металла.

Кроме того, высокая химическая " активность кальция приводит к его сильному окислению, способному загряз. нить металл окисными включениями.

Цель изобретения — повышение эффективности модифицирования сплавов с улучшением их свойств.

Поставленная цель достигается тем, что флюс, содержащий хлориды калия, натрия и фторцирконат калия, дополнительно содержит фторид натрия при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ!

Фторид натрия 15-20

Хлористый калий 3Р-40

730852

Состав флюса

Относительное удлинение, Ъ рочность ри растяении, кг/мм

Е 24,5

2,5

27,3

4,7

26,6

4,6

27, 0

4,8

4О

25,9

Известный 17,8

3,7

1,8

Наименование

Состав, вес,Ъ

Натрий фт ори ст ый

5 15 18 20 22

Фторцирконат калия

20 30 34 38 40

20 30 35 40 45

Калий хлористый

Натрий хлористый

Остальное

Формула изобретения

Фторцирконат калия 30-38

Хлористыи натрий Остальное

В предлагаемом флюсе фторид йатрия (NaF) предназначен для измельчения . эвтектического кремния, процесс которого: осуществляется путем перехода натрия в сплав по такой схеме:

3NaF + Al - й1Е + 3Na

С помощью фторцирконата калия (KgZTFy ) в силумин вводится UHpKQний, образующий тугоплавкие частицы, способные измельчить оС твердый раствор и железосодержашие фазы, всегда присутствующие в силумине.

Хлориды калия и натрия способствуют улучшению поверхностных свойств флюса и снижают температуру его плавления.

Таким Образом, предлагаемый состав флюса модифицирует. как эвтектику, так и твердый раствор, т.е. оказывает комплексное воздействие на структуру сплава, При содержании во флюсе фторида натрия менее 10Ъ эвтектическая состав ляюшая иэмельчена недостаточно, что приводит к снижению пластичности сплава. Если фторида натрия свыше

20Ъ, то это приводит к повышению температуры плавления флюса и перемодифицированию эвтектики. .Пределы фторцирконата калия выбирают из условия оптимальных значений механических свойств, а именно введение фторцирконата калия ниже

30Ъ снижает прочностные характеристики силумина, а выше 38 Ухудшает поверхностные свойства флюса.

Содержание хлоридов натрия и калия выбирают из условий баланса смеси, причем отношение,КС1:ИаС1=2, В табл. 1 приведены составы предлагаемого Флюса, которые приготавливают в лабораторных условиях для определения его эффективности.

Т а б л и ц а 1

Кроме того, приготавливают один состав известного флюса со средним содержанием его компонентов, вес. Ъ: калий хлористый 35, кальций хлористый 15, фторцирконат калия 10, кальций 1, гексахлорэтан остальное.

Укаэанными в табл. 1 составами

1тредлагаемого фпюса и известным обрабатывают сплав AJI-2 состава, вес. Ъ: кремний 10,50, железо 0,45, марганец 0,33, алюминий остальное.

5 Плавки проводят в электрических . печах сопротивления емкостью тигля

1 0 и 60 кг.

Флюсы готовят смешиванием компонентов, предварительн6 просушенных, (() и перед обработкой сплава их выдерживают в печи при 200 С.

Далев насыпают модификатор на зеркало металла в количестве ЗЪ от веса последнего и после его расплавления выдерживают силумин при 700 С в течение 1 ч, После снятия флюса заливают стандартные образцы диаметром 12 мм в кокиль, подогретый до 200 С. После отливки заготовки обрабатывают по режиму старения: нагрев до 180 С, выдержка 8 ч, охлаждение на воздухе, Результаты исследования механических свойств сплава MI-2 после обработки предлагаемым флюсом и извест25 ным приведены в табл.2, Таблиц а2

45 Из табл. 2 видно, что предлагаемый флюс по з воля ет повысит ь предел прочности при растяжении на 40-50Ъ, а относительное удлинение в 2-2,5 раза по сравнению с обработкой алюминиево-кремниевых сплавов известным модификатором, Кроме того, предварительные расчеты показывают, что экономический эффект от замены известного флюса предлагаемым составит 30-50 руб, на тонну годного литья.

60 Флюс для модифицирования алюминие. во-кремниевых сплавов, содержащий хлористый натрий, хлористый калий и фторцирконат калия, о т л и ч а юш и (1 с я тем, что, с целью повышеб5 ния эффективности модифицирования

730852

30-38

Остальное

Составитель Г. Титова

Редактор Е.дорошенко Техред. О.Андрейко Корректор Г.НазаРова

Заказ 1462/14 Тираж 694 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-85, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæroðîö, ул.Проектная,4 сплавов с улучшением их свойств, он дополнительно содержит фторид натрия ггри следующем соотношении компонентов, вес,Ъ!

Фторид натрия 15-20

Хлофистый калий 30-40

Фторцирконат калия

Хлористый натрий

Источники информации, . дринятые во внимание при экспертизе

1. Курдюмов A.Â. и др. Исследование межфазны характеристик — Цветная металлургия (Известия ВУЗов)

Р 2, 1977, с.64-68.

2. Авторское свидетельство CCCP

Р 569633, кл. С 22 С 1/С 6, 1975.