Способ очистки вторичных алюминиевых сплавов

 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к способам получения вторичных алюминиевых сплавов с пониженным содержанием железа, и может найти применение при изготовлении материалов, используемых для производства деталей в различных областях машиностроения . Цель изобретения - повышение степени очистки сплавов эвтектического состава от железа. Осуществляют зонную плавку, обеспечивающую частичное расплавление сплава при температуре на 2- 4°С выше температуры плавления эвтектики, ширине зоны 10-11 мм и скорости ее перемещения 2 мм/мин. Кристаллы железистых фаз входящих в эвтектику, не растворяются и оседают на дно зоны. Т.о. железо концентрируется в донной части слитка. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4657677/02 (22) 02,03.89 (46) 30.10,91. Бюл. N 40 (71) Московский институт стали и сплавов (72) Г.М, Кузнецов, В,С, Золотаревский, Г.А, Корольков и В.Н. Грибков (53) 669.714,2(088,8) (56) Патент Франции ¹ 2524489, кл. С 22 В 9/02, 1983. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВТОРИЧНЫХАЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к способам получения вторичных алюминиевых сплавов с пониженным содержанием железа, и

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к способам получения вторичных алюминиевых cflfl3вов с пониженным содержанием железа и может найти применение при изготовлении материалов, используемых для производства деталей в различных областях машиностроения.

Цель изобретения — повышение степени очистки сплавов эвтектического состава от железа.

Изобретение заключается в том, что осуществляют зонную плавку, обеспечивающую частичное расплавление сплава в зоне, при температуре на 2 — 4 С выше температуры плавления эвтектики, ширине расплавленной зоны 10-11 мм и скорости ее перемещения 2 MM/Mèí, При этом в зоне плавления сплава происходит не полностью, так как растворение Ы 1687638 А1 может найти применение при изготовлении материалов, используемых для производства деталей в различных областях машиностроения, Цепь изобретения — повышение степени очистки сплавов эвтектического состава от железа, Осуществляют зонную плавку, обеспечивающую частичное расплавление сплава при температуре на 2—

40С выше температуры плавления эвтектики, ширине зоны 10 — 11 мм и скорости ее перемещения 2 мм/мин. Кристаллы железистых фаз, входящих в эвтектику, не растворяются и оседают на дно эоны. Т.о. железо концентрируется в донной части

cflMTK3, 1 таоп, различных фаз эвтектических структурных составляющих сплава происходит с разной скоростью. Эвтектические кристаллы алюминиевого а -твердого раствора в.жидкости растворяются быстрее, чем эвтектические кристаллы железистых фаз. В результате, кристаллы железистых фаэ, входящих в эвтектику, оказываются недорастворившимися и оседают на дно зоны из-за большей их плотности. Если во вторичном алюминиевом сплаве имеются первичные кристаллы железистых фаз, то они также будут оседать на дно зоны. Таким образом, в донной части слитка образуется сплав, в котором содержание железа превышает содержание железа в эвтектике, а в очищенном металле содержание железа оказывается меньше, чем в эвтектике.

Пример, Вторичный алюминиевый сплав АК9М2, содержащий, мас, : Си 1,5;

<оличество недо- Кон ент а ия железа.мас, Скорость перемещения эоны, мм/мин я ея Ъ расплавившихся В центре слитка В донной ча кристаллов, мас. % слитка

0,88

0,88

0,80

0,89

0,89

0,98

0,98

3,77

0,97

0;97

l) 4

1,5

Р7

2,5 2

Менее

Менее 8

8-10

Более 10

Более 10

Fe 0,95; Zn 0,65; Si 7,9; Mg 0,71; Мп 0,2; Nl

0,1; Cr 0,05; Tl 0,06 плавили в электрической печи сопротивления, Образцы 614 мм и длиной 100 мм отливали в подогретую 100 С графитовую изложницу, Для эонной плавки отлитый образец помещали в кварцевую ампулу, которую помещали в цепь под углом

30 к оси печи, Скорость прохода эоны вдоль образца составляла 2 мм/мин, При этом размер расплавленной эоны составлял (11 — 11 мм). Температура зоны на 2-4 С выше температуры плавления звтектики, Минимальная температура на внешней поверхности ампулы была равна 680 — 720 С, Исследования микроструктуры образца в исходном состоянии показали, что кристаллы железистой фазы равномерно распределены по всему объему, После зонной плавки в донной части образца обнаружены скопления железистых фаз. Высота донной части, в которой сосредотачиваются осевшие в процессе частичной зонной плавки кристаллы железистых фаз, изменяется от нуля в начале слитка до 10% высоты его в конце. Содержание железа в этой части слитка (таблица) составило 3,77 0,05% по массе, В оставшейся (не донной) части слитка концентрация железа была равна 0,8Й,02",(,, Выход очищенного металла составил 95%.

В том случае, когда ширина зоны составляла 12 — 20 мм, а количество недорасплавившихся кристаллов было менее 8%, процесс очистки ухудшался из-за того, что кристаллы интерметвллидов были мелкими и слабо ликвировали в:.кидкой зоне. Когда ширина зоны составляла 6-9 мм, количество кристаллов в расплавленной зоне было больше 10%, то наряду с недорасплавившимися кристаллами железистых фаз в жидкости присутствовали и эвтектические кристаллы а -фазы, При этом эффективность очистки сплава от железа также ухудши5 лась, Химический анализ образцов показал, что в том случае, когда ширина зоны состав ляла концентрация железа в донной части слитка была равна 0,98%, а в центре слитка содержание железа составляло 0,88%, При

10 ширине расплавленной зоны 9 мм концентрация железа составляла 0,97% в донной части слитка и 0,89% в середине.

Изменение скорости прохождения зоны также приводит к ухудшению качества

15 очистки, Данные приведены в таблице.

Данное изобретение может быть использовано при изготовлении вторичных алюминиевых сплавов с пониженным содержанием Ее„что обеспечивает их высокое

20 качество, более высокую пластичность и другие свойства по сравнению с отливками иэ обычных вторичных алюминиевых сплавов, 25 Формула изобретения

Способ очистки вторичных алюминиевых сплавов, включающий плавление и выдержку расплава с сегрегацией кристаллов

30 структурных составляющих по удельному весу, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки сплавов эвтектического состава от железа, плавление осуществляют локально в зоне слитка при

35 ширине 10-11 мм со скоростью перемещения зоны плавления 2 мм/мин и температуре на 2 — 4 выше температуры плавления сплава звтектического состава.