Способ подготовки шихты для приготовления алюминиевых сплавов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц7391 22 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 2609.77 (21) 2527350/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 0506.80. Бюллетень ¹ 21

Дата опубликования описания 050630 (51) М. Кл.2

С 22 С 1/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5З) НЖ 669. 715 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.К.Афанасьев, В.И.Никитин,В.А.Падалка и В.Г.Угрюмов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к способам подготовки вахты перед плавкой, и может быть использовано на машиностроительных и метал- 5 лургических предприятиях для приготовления алюминиевых сплавов, применяемых для получения изделий литьем и обработкой давлением.

Известно, что состояние шихты и условия подготовки шихтовых материалов оказывают существенное влияние на структуру и свойства алюминиевых сплавов, Это обусловливает необходимость подготовки шихты перед плав- 15 кой.

Известен способ подготовки шихты для приготовления алюминиевых сплавов, включающий наводороживание

3-50% шихты. Наводороживание шихты 20 осуществляют гальваническим методом в 20%-ном растворе серно 1 кислоты при плотности тока 3-5 а/дм в течение

2-4 час (1), Подготовка шихты по известному способу позволяет повысить механические свойства сплавов на 20-30%, однако они оказываются еще недостаточно высокими. Кроме того, процесс гальванического наводороживания ших- 30 ты является трудоемким, неустойчивым и вызывает ряд технических затрудненийй.

Цель изобретения заключается в повышении механических свойств сплава.

Поставленная цель достигается тем, что шихту наводороживают в расплавленном состоянии обработкой водяным паром при влажности 100250 г/нм, температуре 750-950 С в течение 0,5-2 час, затем охлаждают, охлаждение ведут со скоростью 1010 град/сек.

Обработка части шихты предложенным способом обеспечивает получение структуры литых сплавов с измельченными эвтектикой и зернами твердого раствора (например, для алюминиевокремниевых сплавов). Это обусловливает повышение Уровня механических свойств алюминия и его сплавов. Указанное происходит в связи с характерным влиянием газов на .процесс кристаллизации.

Пример 1. Осуществление способа на алюминии марки А5.

Алюминий А5 наводороживали водяным паром при 750 С в течение 2 час, после чего через 5 мин жидкий алю7 39 122

Т а б л и ц а 2

Известный способ наводороживания (обработке подвергали

20% алюминия в течение

3 час) Т а б л и ц а 1

13,5 17,1 12,5 20,0

Шихта без обработки

Известный способ наводороживания (обработке подвергали 40% в течение 2 час).

Предложенный способ (наводороживали в течение

1,5 час) 5,0 8,0 29,5 59,5

Предла=аемый способ обработки

5 0 8,5 40,0 70,0

15,0 20,0 15,8 16,0

40 миний вводили в количестве 15% от веса плавки в исходный расплавленный алюминий при 690-700 С. Затем с тема, „пературы 710-720 С заливали отливки в кокиль по принятой технологии. Из полученных отливок изготовляли образцы для испытаний. Эффективность способа оценивали по структуре и механическим свойствам по принятым методикам.

Параллельно были приготовлены сплавы с использованием обычной шихты и обработанной по известному способу. Полученные результаты сведены в табл.1.

Механические свойства литого алюминия А5, приготовленного известными и предлагаемым способами: предел текучести (То2, предел прочности G относительное удлинение д и относительное сужение )

Способ подготовки шихты кгс/мм о

4,7 7,4 21,5 50 0

Пример 2. Осушествление предлагаемого способа на сплавах с

5 и 7% меди.

Жидкий алюминий A 99 наводороживали в атмосфере водяного пара с влажностью 100-150 г/нм при 820850 C в течение 1, 5-2 час, после чего разливали в холодные металлические изложницы в чушки толщиной

10-15 мМ, которые охлаждались со скоростью 15-30 град/сек. Затем расплавляли чушковый алюминий А99,нагревали до 800 С и растворяли катодную медь. Псжле этого при 730 С вводили наводороженный алюминий в количестве 10% от веса плавки и с 700710 С заливали в кокиль по принятой технологии . Испытания образцов проводили аналогично примеру 1, Полученные результаты сведены в табл.2.

Механические свойства литых алюминиево-медных сплавов, приготовленных известными и предложенным способами.

Содер- Способ под- ОЯ э жание готовки Ф 2 кгс/мм меди,% шихты

Предложенный способ (наводороживали в течение

1 час) 14,5 18,5 20,0 29,5

7 Известный способ наводороживания (20% в течение 3 час) 14,2 18,0 19,5 11,5

Пример 3. Осуществление предлагаемого способа на сплавах с кремнием.

Жидкий алюминий А99 наводороживали в атмосфере водяного пара с влажностью 200-250 г/нм при 900-920 С в течение 0,5-2 час, после чего разливали в холодную проточную воду (скорость охлаждения 10-10 град/сек).

Затем расплавляли чушковый алюминий А 99, . нагревали его до 800 C и растворяли кремний полупроводниковой чистоты. После этого при 720 С вводили наводороженный алюминий в количестве 5-10% от веса плавки и с 700-710 С заливали в кокиль по принятой технологии. Испытания образцов проводили аналогично примеру 1. Полученные результаты сведены в табл.3.

739122

Таблица 3

Механические свойства литых алюминиевокремниевых сплавов, приготовленных известным и предлагаемым способом.

Известный способ наводороживания (обработке подвергали 10% алюминия в течение 2 час) 6,0 12,0 16,5 32,5

Предложенный способ (наводороживали в течение 0,5 час — 5В) 6,5 13,0 22,5 40,0

Известный способ наводороживания 10,5 14,5 11,3 20,5

Предложенный способ (наводорожнвали в течение 1 час — 10%) 12,5 16,0 19,5 35,3

Известный способ наводороживания

12,5 17,3 9,5 15,"

Предлагаемый способ (наводороживали в течение 2 час — 10%) 13,5 18,5 17,5 32,3

Таблица4

Механические свойства сплава АЛ9 (Т6), приготовленного известным и предлагаемыми способами

Твер(до,, дос ть д

НВ

Способ подготовки шихты 2. кгс/мм

Известный способ наводороживания (обработке подвергали 5Ъ алюминия в течение 3 час) 23,8 27,0 108 2,0

Предлагаемый способ (наводороживали в течение

1 час — 5%) 25,5 28,3 114 5,2

Пример 4. Осуществление предлагаемого способа на сплаве АЛ9.

Жидкий алюминий А7 наводороживали в атмосфере водяного пара с влажностью 150-200 г/нм > при 750-800 С в течение 1 час, после чего разливали в холодную проточную воду (скоэ рость охлаждения 10 -10 град/сек) .

Затем расплавляли чушковый алюминий

А7, нагревали до 720 С и расплавля. ли чушковые силумин марки СИЛО и магний. После этого вводили наводороЗ5 женный алюминий в количестве 5Ъ от веса плавки и с 700-710 С заливали отливки в кокиль. Отливки подвергали термической обработке по режиму

Т6. Полученные результаты механи4Q ческих испытаний сведены в табл.4.

7 39 122

Формула изобретения

Составитель В,Бадовский

Редактор М.Васильева Техред М.Кузьма Корректор Е.Папи

Заказ 2780/25 Тираж 694 цНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

Как видно из табличных данных,, эффективность предлагаемого способа подготовки шихты достаточно высокая.

Использование предложенного способа пОдготовки шихты позволяет ïîâûсить, например, пластичность литых алюминиевых сплавов в 1,5-2,0 раза.

Кроме того, осуществление предлагаемого способа не вызывает технологических затруднений.

1. Способ подготовки шихты для приготовления сплавов на основе алюминия, включающий наводороживания 3-50% шихты, о т л и ч а ю щ и= и с я тем, что, с целью повышения механических свойств сплава, наводороживают шихту в расплавленном состоянии обработкой водяным паром при влажности 100-250 г/нмЗ температуре

750-950 С в течение 0,5-2 час,затем охлаждают.

2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что охлаждение ведут со скоростью 10-105 град/сек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 527479, кл. С 22 С 1/02, 1975.