Способ получения лигатур для приготовления алюминиевых сплавов

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()920075 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 09.06.80 (21) 2974554/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет— (5i)M. Кл.

С 22 С 1/02

3Ьоударотвенный квинтет

СССР по делан изобретений н открытий

Опубликовано 15. 04. 82. Бюллетень М 14

Дата опубликования описания 17. 04. 82 (53) УДК669. 715 (088. 8) 1

В. И. Никитин, П. Ш. Ланцман, В. Г. Волков, Е. M. Закаречкин, П.С. Попель, 1О.А. Базин и Б.П. Домашников с ь

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИГАТУР ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

АЛЮИИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству сплавов цветных металлов, и может быть использовано при получении лигатур для приготовления алюминиевых сплавов.

Лигатуры - промежуточные сплавы применяют для введения в рабочие сплавы тугоплавких и легкоплавких (легкоиспаряющихся) компонентов с целью модифицирования и легирования.

Лигатуры, как часть шихты, должны иметь однородный химический состав и достаточно дисперсные включения первичных интерметаллидоВ.

Известны различные способы подготовки шихты для получения лигатур алюминиевых сплавов, включающие пластическую деформацию, термическую обработку и т.д.

Известен. способ подготовки шихты для получения алюминиевых сплавов, включающий нагрев шихты до температуры на 40-100 С ниже температуры

2 солидуса, выдержки rðè этой температуре и охлаждение в воде 111.

Данный способ не позволяет получать лигатуры с повышенным содержанием легирующих компонентов, приводит к образованию крупных первичных интерметаллидов.

Известен также способ получения лигатур с невысоким перегревом расплава над температурой ликвидуса и разлив в подогретые или водоохлаж" даемые изложницы (2) .

Однако эффективность его в отношении однородности и измельчения кристаллов интерметаллидов недостаточно высокая, вследствие невысоких скоростей охлаждения расплава лигатур в указанных условиях {скорость охлаждения не более 10-50 С/с)

Применение таких лигатур снижает эффект модицирования сплавов и требует повышенного расхода дефицитных материалов.

3 920075 4

Цель изобретения — повышение одно-; ления, выдерживают при этой темперодности, усвояемости лигатуры и ме- ратуре 1g-60 мин и кристаллизуют

2 ханических своиств легируемых спла- под давлением 3-2000 кгс/см со сковов. ростью 10-10 С/с.

Пример 1. Получают лигатуру

Цель достигается тем, что согласно АР=253 Si иэ алюминия А99 и кремния способу получения лигатурдля приготов- полупроводниковой чистоты. При этом ления алюминиевых сплавов, включаю- варьируют температурой перегрева, щий расплавление шихты, ее нагрев давлением при кристаллизации и скоросвыше температуры плавления и последую-!О тью охлаждения. щую кристаллизацию расплава, расплав Параметры получения лигатуры по шихты нагревают до температуры на известному и предлагаемому способам

100-400 С выше температуры плав- приведены в табл. 1.

Таблица 1

Давление при кристаллизации, кгс/см

Способ получения лигатуры

Температура перегрева над ликвио дусом, С

Время выдержки расплава, мин корость хлаждеия, оi:/ñ

« -800

Известный

Атмосферное

t,ep =40

«ую =870

20 1 -20

100

t pep =1 i 0

Предлагаемый

tp> =900

tne =140

« ал =900

20 15 20

100

100

200

t pep =140

tyn =980

t пер =220

1700

1000

Полученную лигатуру используют для получения сплава И=9; Si.

Плавку ведут следующим образом.

Исследование микроструктуры лигатуры, полученной известным и предлагаемым способами, показало, что размер первичных кристаллов кремния уменьшается в 10-100 раэ при исполь-. зовании перегрева (300-400 С), повышенной скорости охлаждении (1О g a

10 С/с) и давлении при кристаллизации (100-1700 кгс/см ).

В разогретый тигель загружают алюминий А99 и при 730-750 С вводят расчетное количество лигатуры АХ=

251 Si. Расплав не рафинируют и не

50 модифицируют. Заливку осуществляют с 720-730 С в кокиль с получением плоских отливок и образцов для механических испытаний.

Механические свойства литого спла ва AC=9> Si, приготовленног > с иеполь зованием лигатуры М=-25" Si, полученной известным и предлагаемы гпесобами приведены в табл.

920075 6

Таблица 2

Механические свойства

Способ посплава лучения ли гатуры

Предел прочности, кгс/мм

Относительное удлинение, б, 3

Известный

14,0

8,3

Предлагаемый

15,0

11,5

15,6

12,0

l6)0

13 5

16,5

19,2

Как видно из табл. 2 механические свойства сплава А8-9i Si заметно возрастают при использовании лигатуры, полученной по предлагаемому способу:

25 предел прочности на 25-35, относительное удлинение в 1,6-2,0 раза.

Пример 2. Получают лигатуру

Ас=9,23 Мп и силумин СИЛ 1, приготовленных по известному и предлагаемому способам.

Параметры получения лигатур по известному и предлагаемому способам приведены в табл. 3.

Температу- Время ра перегре выдержва над лик ки расвидусом, С плава, мин

Способ получения лигатуры

Известный

Al-9,2Ф Мп

Атмосферное

10

СИЛ l

Атмосферное

Предлагаемый

Al-9,2 ..; Мп

500

15-20 200

СИЛ

500

l5-20 150 и ал =870

tnep =75

tyn =720

tnep =117

tpe =950

tnep =155 с я =1000

< ер =397

Таблица 3

Скорость охлаждения, C/с

Давление при кристаллизации, кгс/см

920075

Составитель А. Арнольд

Редактор Н. Киштулинец Техред А. Бабинец Корректор В. Бутяга

3aказ 2271/2 Тираж f7

ВНИИПИ Государственного комитета СССР пб делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Полученные лигатуры используют для приготовления стандартного сплава

АЛ4 по цеховой технологии. Сплав заливают в кокиль в немодифицированном и модифицированном виде. 5

Пластические свойства сплавов, приприготовленных с использованием полученных лигатур, возростают в 1,6-1,8 раза и одновременно несколько возрастает прочность сплава.

Использование лигатур, полученных по предлагаемому способу, позволяет заметно повысить механические свойства сплава при минимальном (0,4 0,6i) количестве модификатора. 15

Предлагаемый способ позволяет ликвидировать операции дробления лигатуры, повысить точность ее дозировки, сократить количество легирующих металлов за счет достижения гомогенного состояния расплава и интенсификации процесса модифицирования. Наряду с этим повышаются механические свойства получаемых алюминиевых сплавов, что дает значительный эффект народному хозяйству.

Формула изобретения

Способ получения лигатур для приготовления алюминиевых сплавов, включающий расплавление шихты, ее нагрев выше температуры плавления и последующую кристаллизацию расплава, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения однородности, усвояемости лигатуры и механических свойст легируемых сплавов, расплав шихты нагревают до температуры на 100400 С выше температуры плавления, выдерживают при этой температуре

15-60 мин и кристаллизуют под давлением 3-2000 кгс/см со скоростью

10-10" |:/ñ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР т 412269, кл. С 22 С 1/02, 1972.

2. Альтман М.Б. и др. Плавка и литье алюминиевых сплавов. M., "Металлургия", 1970, с. 162.