Способ приготовления алюминиево-титановой лигатуры для алюминиевых сплавов

 

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и сплавов, в частности к легированию алюминиевых сплавов. Согласно изобретению лигатуру изготавливают смешиванием мелкодисперсных порошков алюминия и титана, которые берут при следующем соотношении, мас.%: порошок алюминия 70-90, порошок титана 10-30 и прессуют полученную смесь при давлении 100-350 кг/см². Способ обеспечивает приготовление более дешевого материала при меньшей трудоемкости, применяемого для легирования алюминиевых сплавов. Технический результат изобретения заключается в повышении степени усвояемости и стабилизации коэффициента усвояемости легирующего компонента. 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и сплавов, в частности к легированию алюминиевых сплавов.

Известны три способа получения лигатурных сплавов: 1) непосредственное сплавление алюминия и чистого исходного компонента; 2) алюмотермическое восстановление соответствующих окислов или галоидных солей; 3)электролизное восстановление окислов.

Алюмотермическое и электролизное восстановление окислов или галлоидных солей не гарантирует точного химического состава и является дополнительным источником не всегда желательных компонентов, что в конечном счете приводит к нестабильности физико-механических свойств получаемых сплавов.

В качестве прототипа рассмотрен способ получения алюминиево-титановой лигатуры сплавлением алюминия и титана, проходящим при высоких температурах. Этим способом получают лигатуры с содержанием титана 2-5% что связано с резким повышением температуры плавления при увеличении содержания тугоплавкого компонента. Получение алюминиево-титановой лигатуры является трудоемким и энергоемким процессом, что значительно увеличивает себестоимость получаемого материала.

Задачей изображения является приготовление более дешевого материала при меньшей трудоемкости, применяемого для легирования алюминиевых сплавов.

Технический результат заключается в повышении степени усвояемости и стабилизации коэффициента усвояемости легирующего компонента.

Это технический результат достигается тем, что лигатуру изготавливают смешиванием мелкодисперсных порошков алюминия и титана, которые берут при следующем соотношении, мас. порошок алюминия 70-90, порошок титана 10-30 и прессуют полученную смесь при давлении 100-350 кг/см².

В предложенном способе приготовления легирующего материала применение компонентов в виде дисперсных систем обусловлено большой межфазной поверхностью контакта, сложным рельефом поверхности, а также наличием дефектов кристаллического строения порошков, что оказывает положительное влияние на диффузионную подвижность компонентов. Указанный диапазон давлений прессования позволяет обеспечить наибольшую площадь контакта между порошками, сформировать прочную связь между материалом основы и тугоплавким компонентом, что необходимо с точки зрения физико-механического процесса усвоения титана алюминием. Прессованные заготовки вводят в алюминиевый сплав при температуре порядка 750^oC. В результате встречной диффузии, сопровождаемой жидкофазным спеканием, при указанной температуре, в объеме лигатуры к моменту распада образуются интерметаллиды, которые переходят в расплав алюминия. Малые размеры зерна и наличие дефектов кристаллического строения компонентов лигатуры дают возможность протеканию процесса диффузии в достаточно короткий промежуток времени и заканчиваться к моменту растворения лигатуры. Такая лигатура может быть названа псевдолигатурой.

Приготовление лигатур и технология легирования при помощи этих лигатур сводится к следующему. Порошки титана и алюминия просеивают через сито определенного размера ячейки. Затем в выбранном соотношении перемешивают в смесителе до получения однородной массы и на прессе под заранее обоснованным давлением изготавливают заготовки. Полученные псевдолигатуры в зависимости от необходимого химического состава по титану вводят в алюминиевый сплав перед рафинированием.

Пример осуществления способа.

Порошок титана марки ПТЭМ-2 просеивают через сито с размером ячейки 0,18 мм и смешивают с порошком алюминия марки АСД-1 фракции 0,05 мм в соотношении, мас. порошок алюминия 90, порошок титана 10 в смесителе в течение 2 ч. Полученную смесь развешивают по 100 г и прессуют псевдолигатуры в пресс-форме диаметром 50 мм и высотой 100 мм под давлением 350 кг/см² на гидравлическом прессе. В приготовленный сплав В-124 при температуре 750^oC погружают псевдолигатуры 15 штук на 100 кг расплава. Сплав механически перемешивают. Взятые через 20 мин пробы показывают содержание титана в сплаве 0,14% по массе. Коэффициент усвояемости тугоплавкого элемента алюминиевым сплавом достигает 0,98. Физико-механические свойства легированного псевдолигатурами сплава соответствует ОСТ 190004-79. Данные по другим примерам, где меняется соотношение компонентов, давление прессования и размер фракций порошков приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ приготовления алюминиево-титановой лигатуры для алюминиевых сплавов, отличающийся тем, что лигатуру изготавливают смешиванием мелкодисперсных порошков алюминия и титана, которые берут при следующем соотношении, мас.

Порошок алюминия 70 90 Порошок титана 10 30 и прессуют полученную смесь при давлении 100 350 кг/см².

РИСУНКИ

Рисунок 1