Флюс для рафинирования алюминиевых сплавов

 

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может использоваться при рафинировании литейных алюминиевых сплавов. Цель изобретения - повышение степени рафинирования сплавов от неметаллических и газовых примесей за счет повышения способности флюса к растворению окиси алюминия и к смачиванию неметаллических включений. Флюс со- :держит, мас.%: NaCl 0-45; КС1 40-45J BjOj 8,5-11,5; ,5-8,5, при отношении Na OiBjOj, равном 0,05- 0,15. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ai (19) (111 (51)4 С 22 В 9/20, 21/06

), ?

?, г

1 фЯ1д ?-" ..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А STOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ??

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4026384/31-02 (22) 24,02,86 (46) 15.07.87. Бюл. II? 26 (71) Уральский политехнический институт им. С.М.Кирова (72) А.С.Кауфман, Ж.В.Токарев и Ю.А.Палазюк (53) 669,715.4 (088.8) (56) Альтман М.Б. и др. Плавка и литье легких сплавов. М,: Металлургиздат, 1956, с, 112, 114, Патент США II? 1549979, кл.. 75-68, опублик. 1978. (54) ФЛЮС ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ AJIIOMHHHЕВЫХ СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может использоваться при рафинировании литейных алюминиевых сплавов. Цель изобретения — повышение степени рафинирования сплавов от неметаллических и газовых примесей за счет повышения способности флюса к растворению окиси алюминия и к смачиванию неметаллических включений. Флюс со:держит, мас.ь: NaCI 40-45; КСI 40-451

В О 8,5 — 11,5; Na.Ð Î 1,5-8,5, при отношении Иа2 О:В?03, равном 0,050,15. 1 табл.

1 13

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к процессам рафинирования алюминиевых сплавов, применяемых для изготовления слитков и фасонных отливок.

Цель изобретения — повышение степени рафинирования от неметаллических и газовых примесей за счет повышения способности флюса к растворению окиси алюминия и к смачиванию неметаллических включений, Изобретение состоит в том, что флюс, включающий хлористый натрий, хлористый калий и тетраборат натрия, дополнительно содержит борный ангидрид при следующем соотношении компонентов, мас.Е:

Натрий хлористый 40-45

Калий хлористый 40-45

Борный ангидрид 8,5-11,5

Тетраборат натрия 1,5-8 5 причем отношение Na, 0:В С составляет в пределах 0,05-0,15 по массе.

Предлагаемый состав флюса, характеризующийся сочетанием как способности к растворению значительного количества окиси алюминия (не ниже 10 мас.%), так и к смачиванию неметаллических включений (краевой угол смачивания включения флюсом в среде металла не более 20-25 ) наряду с пониженным содержанием всех видов влаги, обеспечивает повышение качества металла эа счет снижения содержания в нем газовых и неметаллических включений, Для оценки способности флюсов к растворению окиси алюминия, их адгезионных и дегазационных свойств были подготовлены оксидно-xëoðèäíb!e системы предлагаемого состава, содержащие ангидрид бора и тетраборат натрия, взятые с таким расчетом, чтобы их соотношение было на нижнем, верхнем и среднем уровнях, Одновременно был приготовлен известный фпас, в активной добавке которого отношение окиси натрия к борному ангидриду соответствовало 0,45, характерному длтт тетрабората натрия, Состав композиций приведен в таблице (суммарное содержание ингредиентов по каждому сос.таву составляло

l00X).

Рафиниру777шун7 сиособность флюсов по отношению7 к включениям окиси алюминия оценивали по величине кра»во го угла сма и777;7 ни я п клк>ч ения N7

23600 2

l5

40 ф5 сом в среде металла-9I 81 . Эту величину рассчитывали на основании экспериментального определения поверхНОСтНОГО И МЕжфаЗНОГО Йм, 7,„НатЯжЕНИй, Величину краевого угла смачивания включения флюсом в среде газа 6 ф, определяли также экспериментально.

Содержание окиси алюминия во флюсах определялось по результатам их взаимодействия с жидким алюминием.

После флюсовой обработки рафинирующую фазу растворяли в дистиллированной воде при температуре кипения.

После кипячения содержание оксида алюминия оценивали методом рентгенофазного анализа порошка осадка, образовавшегося после кипячения. Содержание оксида алюминия в растворе определяли фотоколометрическим методом по содержанию алюминия. Во всех случаях оно было ничтожным (не свыше 0,01% от массы оксида алюминия в осадке).

Гаэонасьпценность металла после его обработки флюсами предлагаемого и известного составов оценивали по результатам заливки образцов, которые после заполнения кокильной формы подвергали вакуумкристаллизации.

В результате. анализа данных, представленных в таблице, и исследо" вания темплетов проб, кристаллизовавшихся при остаточном давлении 4050 ГПа, установлено: значения межфазной свободной энергии 6м,,и краевого угла смачивания флюсом в среде металла, 8 ф„ у (ме1 флюса предлагаемого состава существенно ниже, чем у известного, что свидетельствует, во-первых, о снижении торможений, связанных с переходом включений из металлической во флюсовую фаз ч и ВО Вторых о луч шей по сравнению с известным способности фттюса предлагаемого состава к смачиванию включений„ содержание Л . С растворенной во флюсе предлагаемого состава в 23 раза превышает аналогичный показатель, полученный для известного флюса,.в результате лу пцей способности к растворению окиси алюминия во флю се предттагаемого состава улучшаются его смачиваюппте характеристики, снижаются кинетические сопротивления при переходе во ф.-тюс инородных включе17ий Е3 лтп ol t металле

Краевой

Краевой

Межфаз ное

Содержание

Ловерхностное

ОтнонеСодержание компонентов, мас.Х

Флюс лористости ние

Ha 0 во угол смачиваугол сманатяжение флюса (г)

6Ф

МДж/м окиси алюминатяжение по шкале

ВИАМ чивакия флюсом ния флюсом на во флюсе, мас.Х границе металл флюс, мДж/м в среде газа, град

9" фи- Ь среде металла, 9 !"

Фл-6 град

1 (нзвестный 2

45 О

0,45 140

45,0

420 6-10 36

3,5-5 3-4

КС1

10,0

Иа2В О

45,0

NaC!, 45,0

KC E.

0 05 120

340 4-6 20

В,О, !

5-!8 1-2

1,5

11.2В.О, 42,5

11аС1

42,5

КСР

365 6-8 25

11,0

0,09 130

2 3!

2-!4 2

4,0

На2В О

40,0

N8.CE

3 132360 темплеты опытных проб, изготовленных из металла, обработаннного флюсом предлагаемого состава, соответствовали 1-3 баллам пористости шкалы ВИАМ; в то же время аналогичные темплеты, но обработанные известным флюсом, свидетельствовали о более высокой газонасыщенности металла, являющейся следствием высокого общего влагосодержания в известном !О флюсе.

Из анализа результатов лабораторных испытаний следует, что оптимальными с точки зрения всех проверяемых свойств флюсов являются оксидно-хло- 15 ридные системы с отношением Na20/В20 в пределах 0,05-0,15. При увеличении этого отношения наблюдается повыше.ние значений 9, 5, „и снижение растворимости окиси алюминия -во флюсе (таблица, составы 1 и 5), Формула изобретения

Флюс для рафинирования алюминиевых сплавов, содержащий хлористый натрий, хлористый калий и тетраборат натрия, отличающийся тем, что, с целью повышения степени рафинирования от неметаллических и газовых примесей, флюс дополнительно содержит борный ангидрид при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Натрий хлористый 40-45

Калий хлористый 40-45

Борный ангидрид 8,5-11,5

ТеФраборат натрия 1,5-8,5 с отношением Na 0:В 0> в пределах

0,05-0,15 по массе. 1323600 б

Продолжение таблицы

0 „15 140 380 8-10 27

40,0

l0-I2 2-3

1I,5

11а1ВфО

8,5

40,0

NICE

400 8-10 32

40,0

КСЕ

О, 18 140

6-7 2-3

10,0

В10

Ба В 0

10,0

Составитель В.Бадовский

Техред А.Кравчук Корректор Д.Черни

Редактор М.Недолуженко

Заказ 2934/31 Тираж 604

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,4