Средство для рафинирования алюминия и его сплавов

 

Изобретение решает проблему очистки алюминия и его сплавов от нежелательных примесей,присутствие которых ухудшает конечные механические свойства металла. Согласно изобретению средство для рафинирования алюминия и его сплавов состоит из гексахлорбензрла и смеси неорганических солей. Гёксахлорбензол в условиях , существукяцих в расплавленном металле, разлагается с вьщелением элементарного хлора. Хлор очищает расплавленную массу как механическим способом (флотация), так и химическим , так как соединяется с некоторыми нежелательными элементами в соединения , которые переходят в шпак. Неорганические соли снижают межфазное напряжение между металлом и шлаком , повышают растворимость нежелательных примесей в шлаке. Восстановленные некоторые компоненты действуют как центры кристаллизации при литье алюминия и его сплавов, что обеспечивает возникновение тонкой кристаллической структуры, а этим и улучшение механических свойств. Изобретенное средство может содержать дополнительно добавки фтори- ,дов щелочных и щелочно-земельньк металлов или комплексных фторидов редких металлов. 1 з.п. ф-лы. с 3 (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1И (5D4 С 22 В 21 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСХДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по ДелАм изОБРЕтений и ОткРытий (89) 215207 CS (21) 7772207/22-02 (22) 10. 12.81 .(31) PV 712-81 (32) 02.02.81 (33) CS (46) 30.01.87. Бюл. N - 4 (71) Общество химического и металлургического производства, национальное,предприятие (CS) (72) Беранек Иван, Кырап Езеф, Углирж Иирослав и Злесак Иван (CS) (53) 669.7 14. 11 (088.8) (54) СРЕДСТВО ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ (57) Изобретение решает проблему очистки алюминия и его сплавов от нежелательных примесей, присутствие которых ухудшает конечные механические свойства металла. Согласно изобретению средствб для рафинирования алюминия и его сплавов состоит из гексахлорбензола и смеси неорганических солей. Гексахлорбензол в условиях, существующих в расплавленном металле, разлагается с выделением элементарного хлора. Хлор очищает расплавленную массу как механическим способом (флотация), так и химическим, так как соединяется с некоторыми нежелательными элементами в соединения, которые переходят в шлак.

Неорганические соли снижают межфазное напряжение между металлом и шла.ком, повышают растворимость нежелательных примесей в шлаке. Восстановленные некоторые компоненты действуют как центры кристаллизации при литье алюминия и его сплавов, что обеспечивает возникновение тонкой кристаллической структуры, а этим и улучшение механических свойств.

Изобретенное средство может содержать дополнительно добавки фторидов щелочных и щелочно-земельных металлов или комплексных фторидов редких металлов. 1 з.п. ф-лы.

1286637

Изобретение относится к средствам для рафинирования алюминия и его сплавов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае- 5 мому результату является средство для рафинирования алюминия и его сплавов, содержащее, мас.%: NaC1

40-55, КС1 40-50, одно или несколько соединений, таких как LiC1 ВаС1, 10

NgC1 и СаС1 и другие (Заявка

Франции Ф 2393071, кл. С 22 В 21/06, опублик. 02.02.79) 3 — 15.

Однако известное средство характеризуется невысоким качеством получаемого продукта, Целью изобретения является повы-. шение качества продукта.

Поставленная цель достигается 20 тем, что средство содержит смесь гексахлорбензола и хлоридов щелочных металлов в соотношении 1:(0,05-3), предпочтительнее хлорид калия или хлорид калия и натрия в соотно- 25 шении 1: 1.

Кроме приведенных соединений средство может содержать до 20 вес.X соединений из группы, состоящей из фторидов калия, натрия, кальция, гек 30 сафторалюминиевокислого калия или натрия и их смеси. .Дополнительной составной частью может быть до 40 вес.% добавок из группы, состоящей из натриевых или калиевых комплексных фторидов титана, бора, циркония, металлического титана, сплава алюминия и титана и/или бора, сплава алюминия и циркония и их смесей. Эти вещества улуч-,10 шают прочность и ковкость. Титан и цирконий положительно влияют на выделение газов, особенно водорода, из расплавленного алюминия и его сплавов. 45

По изобретению используют технический гексахлорбензол, получающийся при ряде процессов хлорирования, где в качестве примесей могут присутствовать некоторые полихлорированные углеводороды, как, например, гексахлорэтан, гексахлорбутадиен, гексахлорциклопентадиен, нентахлорбензол, октахлорстирол и т.п.

Преимущества предлагаемого твердого рафинирующего средства заключаются прежде всего в том, что оно при нормальной температуре является стабильным, а разложение гексахлорбензола в расплавленном алюминии и его сплавах проходит по сравнению с гексахлорэтаном менее бурно, B результате этого происходит выделение хлора и хлористого алюминия в форме маленьких пузырьков, а рафинирование протекает совершеннее и с высшей эффективностью, что касается использования выделенного хлора. Осо. бенно хороших результатов достигают при отстранении растворенного и главным образом химически присоединенного водорода. Это преимущество проявляется в производстве листов и фольги. В случае неполного отстранения газов остаются в отливке микроскопические пузырьки газа, которые при прокатке вызывают разрыв материала и перфорацию производимой фоль,ги. Совершенно очищенный от газов алюминий и его сплавы приобретают лучшие механические свойства, как, например, прочность, ковкость и антикоррозийную стойкость.

Предлагаемое средство можно применять в твердой форме в небольших количествах, лучше всего упакованных в алюминиевой фольге, или, в случае полного решения вопросов оборудования, и в форме дозировки сыпучей смеси.

Пример 1. 50 вес. ч. гексахлорбензола было смешано с 25 вес.ч. хлорида калия и 25 вес.ч. хлорида натрия. Возникшая гомогенная смесь была спрессована на изостатическом прессе давлением 150 МРа в брикеты весом 4 кг. В этой форме средство было применено для рафинирования сплава алюминия и 2% магния. Рафинировао ние было проведено при 730 С с помощью корзин, в которых погрузили брикеты на дно печи, содержащей расплавленную массу. Рафинирующее средство было применено в количестве 0,4%.

По окончании процесса рафинирования содержание водорода уменьшилось на

-! см кг сплава. Был получен материал с составом, %: медь 0,02; марганец 0 10, кремний 0 23; железо 0,33; титан 0,01 магний 1,99; алюминий

97,32. Прочность на растяжение повысилась на 10X, KQBKOcTb на 15% по сравнению с материалом, который бып рафинирован средством на базе гексахлорэтана. Сплав имел повышенную антикоррозийную стойкость.

Пример 2. 90 вес. ч. технического гексахлорбензола, содержаще1286637

ro, %: гексахлорбензол 85, гексахлорэтан 10, гексахлорбутадиен 3, пентахлорбензол 1, гексахлорциклопентадиен О 5, октахлорстирол 0 5 было смешано с 8 вес ° ч. хлорида калия и 5

2 вес. ч. хлорида натрия. Смесь была спрессована давлением 80 МРа в брикети весом 3 кг. Рафинирование расплавленной массы неочищенного алюминия была проведена, как в примере 1 с такой только разницей, что было применено О,ЗХ средства, а темперао тура рафинирования была 740 С. После рафинирования бып алюминий отлит в слитки, а отливки прокаткой были переработаны в фольгу толщиной 0,10 мм.

Пористость фольги уменьшилась на 20Х по сравнению с материалом, который бып рафинирован аналогичным средством, содержащим гексахлорэтан.

Пример 3. 60 вес. ч. технического гексахлорбензола с составом, приведенным в примере 2, было смешано с вес.ч.: хлорид натрия 15, хлорид калия 15, гексафторалюминиевый натрий 20, а возникшая смесь была спрессована давлением 60 ИРа в брикеты весом 3 кг. Брикеты были применены для рафинирования расплавленного неочищенного алюминия в ко- 30 личестве 0,45% от веса загрузки.

Температура рафинирования была в ино тервале 740-750 С. Брикеты были погружены в расплавленный алюминий с помощью корзин. на дно печи. Медлен- 35 ным разложением рафинирующего средства было достигнуто полное удаление газов из сплава (содержание воз 3 дорода уменьшилось с 3 на 1 см кг алюминия) и отстранение большей час- 40 ти металлических и неметаллических нечистот. Литьем был получен качественный материал с тонкозернистой кристаллической структурой, содержащий, кроме алюминия, О, 12Х крем- 45 ния, 0,18Х железа и 0,023% титана, который был более стойкий по отношению к коррозии и обладал повышенной прочностью на растяжение 188,5 МРа.

I 50

Пример 4. 20 вес. ч. гексахлорбензола, содержащего 1Х пентахлорбензола, было смешано с вес.ч.: хлорид калия 50 гексафтортитанат калия 15, порошкообразный металлический титан 5; тетрафтороборный калий 10. Возникшая гомогенная смесь была спрессована давлением 40 МРа в брикеты весом 3 кг. Средство указанного состава было применено для рафинирования расплавленного алюминия в количестве 0,25%. Температура была в пределах 740-750 С. После проведео ния рафинирования уменьшилось содеру жанне водорода на 0,8 см кг алюминия, кремния на 0 08%., железа на

0,16%. Содержание титана составляло

О,ОЗХ, а бора О,ООЗХ. Расплавленная смесь алюминия была переработана на .непрерывном оборудовании на полосы, а прокаткой на фольгу толщиной

0,006 мм. Средняя степень пористости составляла 500 дырок на м2, что на 10Х меньше, чем при применении подобного средства на базе гексахлорэтана.

Пример 5. 70 вес.ч. гексахлорбензола было смешано с вес ° ч.; хлорид калия 10, гексафторотитанат калия 10; гексафтороалюминиевый натрий 5, фтористый кальций 5. Полученная смесь была спрессована на изостатическом прессе давлением 50 МРа в брикеты весом 1 кг. Брикеты были при,менены для рафинирования сплава алюминия с магнием. Температура рафинирования держалась в интервале 725о

735 С. Была применено О,ЗХ средства на вес загрузки. Содержание водорода уменьшилось с первоначального количества 6 на 1,2 см кг сплава. Сплав составом, Х: медь 0 01 магний 4,90, марганец 0,10; кремний 0,27 железо

0,32; титан 0,02, алюминий 94,38 бып отлИт в форме слитков и переработан прокаткой в ленты толщиной 7 мм. Поверхность прокатных лент была чистая, без пузырьков, края лент были гладкие, без трещин. Прочность на растяжение составляла 284 МРа.

Формула изобретения

1 ° Средство для рафинирования алюминия и его сплавов, содержащее смесь твердых хлоридов щелочных металлов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что . оно дополнительно содержит твердый гексахлорбензол при его отношении к хлоридам щелочных металлов, равном

1:(0,05-3,00), при следукнцем соотношении ингредиентов, мас.X:

Гексахлорбензол 25-96

Хлориды щелочных металлов 4-75

2. Средство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что в качестве хлоридов щелочных металлов оно содержит хлорид калия или хлориды калия и натрия при их соотношении 1:1.