Способ введения марганца в ванну расплавленного магния

 

СОЮЗ СОВНСНИХ

РЕСПУБЛИК

СЮ (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К flATEHTV

3 (рф

ГОСУДАРСтВЕННЫй KOMHTET GCCP

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ1Й (21} 2856948/22-02 (22) 17.12.79 (31) 970983 (32) 19.12.78 (33) US (46) 30,08.86. Бюл. М 32 (71) Элкем металз Компани (БО) (72) Тимоти Джеймс Косто (US) (53) 669.721.5(088.8) (56) Бондарев Б.И. Плавка и литье деформируемых магниевых сплавов..

М.: Металлургия, 1 973, с. 120. (54)(57) 1. СПОСОБ ВВЕДЕНИЯ МАРГАНЦА

В ВАННУ РАСПЛАВЛЕННОГО МАГНИЯ, включанш1нй испОльзоваиие электролитического металлического марганца, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности усво(51 ) 4 С 22 В 26/22 С 22 С 1/03 ения марганца, последний вводят в виде прессованной смеси его порошка с порошком магния, имеющей плотность

86-93Х от максимальной теоретической плотности, при соотношении марганца к магнию в смеси l:1 по массе.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что порошки компонентов смеси имеют крупность менее

20 меш.

3. Способ по пп. l и 2, о т л и- ч а ю шийся тем, что порошки компонентов смеси имеют крупность менее 35 меш.

4. Способ по пп. 1-3, о т л и— ч а ю шийся тем, что до 50Х магния в смеси замещают порошком алю" миния, 55058

1 l2

Изобретение относится к металлур- гии цветных металлов и направлено на совершенствование технологии введения добавки марганца в ванну расплавленного магния.

Цель изобретения — повышение эффективности усвоения марганца расплав ленным магнием.

В производстне магния во многих случаях требуется добавлять марганец для целей рафинирования и легирования, Например, добавляют в магний марганец в количествах до 2 вес. c целью удаления железа из ванн и повышения.коррозиоиной стойкости и механических свойств отлитого из магния изделия. Обычное промышленное усвоение марганца составляет примерно 5080 причем время растворения велико.

Поскольку марганец имеет т.пл. 1245 С а магний 650 С, время растворения добавки обычного электролитического марганца (например, чешуйчатого) составляет приблизительно 2 ч при обычной температуре (750-800 С) ванны магния.

В соответствии с изобретением злектролитический металлический марганец вводят в ванну расппанленного магния н виде однородной тонкоизмельченной прессованной смеси порошков марганца и магния. Вводимая добавка марганца растворяется в ванне расплавленного магния со значительно более высокой скоростью, чем при добавке элементарного. марганца, Предлагаемый способ обеспечивает возможность экономичного, быстрого и эффективного введения добавки марганца в магний.

Установлено, что в соответствии с изобретением, когда тонкоизмельченный марганец перемешивают с тонкоизмельченным магнием и полученную смесь вводят в ванну расплавленного магния, взаимодействие между этими металлами вызывает быстрое растворение марганца в ванне расплавленного магния, В конкретном варианте осуществления тонкоизмельченный марганец и тонкоизмельченный магний смешивают друг с другбм. Все частицы тонкоизмельчениого марганца и магния должны быть предпочтительно мельче 30 меш (30 ° D), особенно выгодно, когда все частицы имеют размер 20 меш (20 D) и мельче. Предпочтительные пропорции смеси находятся в пределах

40-60 мас. марганца и 60-40 мас. магния. Наиболее предпочтительная смесь — 50 мас. марганца и 50 мас. магния. Пии осуществлении изобретения предпочтительно использование технически чистого магния и электролитического марганца.

Установлено, что до 50 магния и смеси марганца с магнием могут быть заменены алюминием без какоголибо вредного нлияния íà вэаимодейст ние между металлами, при котором марганец растворяется н ванне расплавленного магния, однако в некоторых применениях в данной области техники могут найти одновременную добавку алюминия и марганца и ванну магния нежелательной,,20 Согласно изобретению смесь тонкоиэмельчепных марганца и магния добавляют н традиционную ванну расплавленного магния, например 99,9 техничсски чистого электролитического магния. Расплав магния поддерживают при 690-800 С, предпочтительно 700760 С.

В предпочтительном варианте осуществления смесь марганца с магнием

30 добавляют в ванну расплавленного магния н виде прессовок (таблеток).

Смесь тонкоиэмельченных марганца и магния прессуют (уплотняют) н виде прессовки (таблетки), предпочтитель35 но имеющей плотность, достаточную для того, чтобы она погружалась под собственным весом в ванну расплавленного магния. Подходящей является плотность прессонки н пределах при4б мерно от 2,l .до 3 0 г!см, причем з когда эта плотность составляет примерно 86-93 максимальной теоретической плотности выбранной смеси марганца с магнием (максимальная теоретическая плотность — это плотность расплавленных н полностью сплавленных друг с другом компонентов).

Предпочтительная плотность составляет около 90-93 максимальной

50 теоретической плотности. Для наи- более предпочтительной смеси (50 вес.X марганца и 50 вес.% магния) предпочтительная плотность прессовки составляет 2,7 г/см . Количество э

55 добавляемого марганца в ванну магния регулируют числом добавляемых прессовок с учетом количества марганца, находящегося в каждой прес 2550

50 50 725 0,5 3$ 2,5 89

1 0,03

5 0,19 32

1 5 0,34

30 0,43

8О

О,43. 80

2 50 50 - 760 О,S 35 2,5 89

О,О3

0,21 36

0,32 58

0,37

6В

0,43

3 50 50 800 0,5 35 2,5 89

0 03 0,2 34

0,24 42

0,29

45

0,43

4 50 50 725 1 ео 35 2в59 92

Î,1ã

0,69

0,76

0 92

50 50 760 . I.«0 3S 2 э59 92 ао 03

0,27 24

3 совке. Могут быть легко введены добавки марганца до 2 вес.X.

Проведена серия опытов, при которых в ванну расплавленного магния при различных температурах ванны вво- 5 дили таблетки из однородной смеси (SOZ марганца и 50 магния) в соответствии с изобретением, обеспечивая введение добавок марганца, составлякяцих 0,5; 1,0 и 1,53 от веса рас- fî плавленного магния в ванне, а также опыты с использованием таблеток, в которых половина магния была заменена алюминием, т.е. однородная смесь состояла из 5ОЖ марганца, 25Х f5 магния и 25Х алюминия.

Марганец в смесях на все 1003 состоял из тонкоиэмельченного электролитического чешуйчатого марганца.

Магний представлял собой тоикоизмель-20

58 4 ченный 99,9Х-ный технически чистый магний, алюминий — тонкоиэмельченный 99,9Ж-ный технически чистый алюминиевый порошок. Смеси перемешаны и затем опрессованы в таблетки на гидравлическом прессе при указанных давлениях.

Ванна состояла иэ 99,9Х технически чистого расплавленного магния, стабилизированного в среде аргона при некоторой температуре в графитном тигле с использованием индукционной электропечи для создани11 температуры ванны. Поверхность ванны магния была покрыта флюсом, состоящим иэ КС1, ИцС12, ВаС1 и CaF

Параметры для указанных опытов и результаты этих опытов показаны в таблице.

1255058

Продолвениа табляцм

Состав таблетки> Х

Плотность таб» летки

Чп в побазке, 2

2 во усзоние Мп трра айны» Т

° мел

0,59

0,56

0,6? зо

1 00

В 50 56,,: 800 ),0 35 2,59 92 с0,03

0977

74. 87

0,90

79

0,82

ЭР

0,90

45 е0,03

1 ° 5 35 2 59 92

50 50. - . 725

0,24

42,7

0 47

52,7

6,82

1,40 91 3

8 . 50 50 . - 750 1 ° 5 35 2,59 92

3 9

71ез

1,10

74,0

78,0

9 50 50 . » 800

35 2 59 92

0,03

1 5

0,49

l ° 15 74 ° 7 I 20

78 О

79 3

4S.

I«22

10 50 50 725 Оа5 20 2,56 89

0,03

0,15

О,З4

- 36

0,33

72S 6,5 20 2,56 89

50 50

6,03

0,38

l2 50 56

740 OeS 20 2,59 92 а6,63

0eI4

t5

0,35 амер стиц таблетгlсм Х от а макс. теорет.

Време от момента введеяил мии са,аз

0.088

I l4

1920

«0903

40903

1255058

1Ьадвлкелиб таблицч

Плотность таб» летки

Состав таблетки, Х л в д бавке, итб еде

ЛИВ, IOlll

O,S5

0,52

O,OS . 4

13 50 50 160 0,5 20 2,59 82

0,19

О,34

0,47 88

0950. 0,5 20 2 ° 50 82

° 0903

14 50 50 - 800

0.33

0,S6

106

0,48

0,S6

15 50 50 800 0,5 20 2,50 92

0,05

0,28 50

0943

0 48 . 90

45

ОтМ

l6 50 2$ 2S 725

0,5 20 2,82 86

0,25

0i37

68

20 2,42 86

1У 50 25 25. 725

0,5

66

0,36

0,41

25 ИО bе,3 20 3,04 92

18 50 25 е0,03. 0,32 68,7

0 44

82,8

40 8

0,43

0 4d

90,9

18 50 25 25 260 Ф,З 20 3,04 82 е0,03

О,28 50

0,50

0,52 . 98

0952

Темпера туРб в аниы, с вмеР стиц таблет, мев

l /eì 2 ет макс. теорет. с0,03 сО,03 е0,03

0,12

)255058.

77РОЛФлйююю тФблнЦН усиииа Мп

О,ОЭ

0.4!

76. O,$5 lO4

o,$э

0 53

«О,03

0,35!

0,4S

0t$O . 94

0,50

0,0$6 2,6

0,б8 6$!

0,90

0,97

l,00

32

О, 35

0,73

О,83

0998

0,О37 $2

0 ° 55!

О,87

30

0986

45!,0l 98

«0903

0,30

l5

0,64

0,8$ 55

0 98

«O,Î3

0,4! 2S 3

5973

0192

l,$0

7$,3

I, l6 эо 50 2525 800 0,5 20 3,04 92

21 50 25,2$ &00 0 5 . 20 3,04 92

22 50 25 25 725 7 0 . 20 3,06 93

23 50 2» 25 760 0 20 3,О6 93

24 50 25 25. 800 ),0 20 3,06 93 . 25 50 25 25 725 . . э,5 20 3,06 93 !

26 50 25, 2$ . У60 . 7,5 20 3,06 93

О,96

О 04 0,3$

1255058 ар««е таб«м

Состаа таблетки, 2 ил z л бааке, 11лат«ость таблетки ао«

И) тура анлм>

>,1п ет

В т/си 2 от

S макс. теорет.

Составитель Г. Титова

Редактор И. Петрова Техред И.Зерес Корректор Т. Колб

>>»» »» ° »»»» М» > Е»>».производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4!

27 50 25 25 800 1,5 20 3,06 УЗ

Заказ 4734/60 Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

IIo делам изобретений и открытий.

)33035, Иосква, Ж-Ç5, Раущская наб., д. 4/5

0,034

0,54 34

1>10 21,3

1,20,ЗЬ

1,26 Ь2