Способ модифицирования алюминия и его сплавов

 

Использование: изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при приготовлении высоколегированных сплавов, применяемых для получения изделий литьем и обработкой давлением. Способ заключается в обработке расплава алюминия или Al-Si сплавов смесью, содержащей углекислый кальций, при этом смесь дополнительно содержит углекислый магний, причем соотношение углекислого кальция и углекислого магния в смеси по массе равное, смесь вводят в расплав в количестве 1 - 7% по массе и обработку расплава ведут в течение 3 - 15 мин. Изобретение обеспечивает повышение технологических и физических свойств алюминия и его сплавов. 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при приготовлении высоколегированных сплавов, применяемых для получения изделия литьем и обработкой давлением.

Известен способ модифицирования расплава алюминиевых сплавов, включающий обработку расплава смесью следующего соотношения компонентов, мас.%: динатрий фосфат - 45 - 80 карбонат калия - 8-30 карбонат натрия - 2-18 карбонат магния - 1-20 (см. а. с. N 1116080, кл. С 22 С 1/06, заявл. 11.01.83, опубл. 30.09.84, Бюл.N 36).

Наиболее близким к заявляемому является способ модифицирования алюминия и его сплавов, включающий обработку расплава смесью, содержащей, мас.%: кремнефтористый натрий - 4-8 углекислый кальций - 4-16 хлористый калий - остальное (см. а.с. N 1271906, кл. С 22 В 9/10, С 22 С 1/06, заявл. 18.04.85, опубл. 23.11.86, Бюл. N 43).

Недостатками известных способов являются низкие технологические свойства сплава (предельная степень пластической деформации) и довольно высокие значения коэффициента линейного расширения.

Задачей изобретения является повышение технологических и физических свойств алюминия и его сплавов за счет повышения предельной степени пластической деформации и снижения коэффициента линейного расширения.

Поставленная задача решается таким образом, что в способе модифицирования алюминия и его сплавов, включающем обработку расплава смесью, содержащей углекислый кальций, смесь дополнительно содержит углекислый магний, при этом соотношение углекислого кальция и углекислого магния в смеси по массе равное, смесь вводят в расплав в количестве 1 - 7% от массы расплава и обработку расплава ведут в течение 3-15 мин.

В алюминиевых сплавах, подвергнутых обработке по предлагаемому способу, происходит разложение выделений промежуточных фаз, измельчение их вследствие модифицирующего эффекта, что, в свою очередь, обеспечивает повышение предельной степени пластической деформации сплавов с одновременным снижением значений коэффициента линейного расширения.

Использование смеси карбонатов элементов с высоким сродством к водороду в указанном количестве позволяет повысить эффективность модифицирования алюминия и его сплавов, улучшить их технологические и физические свойства.

Повышение свойств алюминия и его сплавов по сравнению с прототипом связано, видимо, с лучшим усвоением водорода и кислорода, вводимых в расплав в виде соединений. Кроме того, частицы тугоплавких оксидов MgO и CaO, содержащихся в смеси, служат дополнительными многочисленными центрами кристаллизации. При высоких скоростях охлаждения (кокильное литье) кристаллизация выделений промежуточных фаз происходит именно на этих частицах. Это приводит к значительному диспергированию выделений промежуточных фаз. Применение предлагаемого способа обработки расплава металлов снижает устойчивость интерметаллических фаз после гомогенизирующей термообработки перед обработкой давлением.

Осуществление предлагаемого способа с параметрами, выходящими за указанные пределы, как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения, не приводит к достижению поставленной технической задачи.

Предлагаемый способ с указанной совокупностью и последовательностью выполнения операций, а также выбором интервалов значений признаков в указанном диапазоне их изменений, обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в значительном повышении предельной степени пластической деформации и снижении коэффициента линейного расширения.

Получение данного технического результата достигнуто решением задачи на изобретательском уровне, например, выбор параметров обработки расплава, подбор компонентов смеси для обработки расплава, что и позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "изобретательский уровень".

Пример. В качестве примера обработке подвергали технический алюминий А7 и сплавы на его основе, содержащие 15, 20, 30, 40 и 50% кремния.

Выплавку сплавов осуществляли в закрытой лабораторной печи сопротивления в алундовом тигле. Для приготовления использовали алюминий марки А7 и кремний КрО.

После расплавления алюминия и растворения кремния расплав обрабатывали смесью карбоната кальция и карбоната магния, взятых в равном соотношении. Смесь вводили в количестве 1 - 7% от массы расплава. Обработку проводили в течение 3-15 минут при температуре, на 50 - 250oC превышающей температуру плавления металла - основы (710 - 910oC). По окончании обработки с поверхности удаляли шлак и проводили заливку в алюминиевый кокиль. Из полученных слитков изготавливали образцы для дилатометрического исследования. Коэффициент линейного расширения определяли на оптическом дифференциальном дилатометре системы Шевенара в интервале 20 - 200oC. Слитки после гомогенизирующей термообработки при температуре на 20 - 40oC ниже температуры солидуса сплавов подвергали горячей прокатке с максимально возможной степенью деформации (до появления первой трещины) на лабораторном прокатном стане мощностью 20 кВт.

Параллельно для сравнения приготавливали сплавы, обработанные по известному способу.

Как видно из приведенных в таблице данных, эффективность предлагаемого способа обработки расплава для алюминия и сплавов системы Al-Si выше, чем у известного способа: предельная степень пластической деформации до разрушения увеличивается в среднем на 7-25%, а коэффициент линейного расширения снижается на 7-14%.


Формула изобретения

Способ модифицирования алюминия и его сплавов, включающий обработку расплава смесью, содержащей углекислый кальций, отличающийся тем, что смесь дополнительно содержит углекислый магний, при этом соотношение углекислого кальция и углекислого магния в смеси равное по массе, а смесь вводят в расплав в количестве 1 - 7% от массы расплава и обработку расплава ведут в течение 3 - 15 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам изготовления фольги из алюминиевокремниевых сплавов, предназначенной для дальнейшей прокатки фольговых припоев, и может быть использовано на заводах по обработке цветных металлов
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам термической обработки сплава системы Al-Si

Изобретение относится к металлургии , в частности к способу изготовления фольгового припоя из заэвтектического силумина, и может найти применение в приборостроении и радиоэлектронике

Изобретение относится к способам термомеханической обработки сплавов на основе системы алюминий магний литий, используемых в процессе изготовления крупногабаритных полуфабрикатов, например штамповок, предназначенных для изделий новой техники

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к термической обработке силуминов

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении из алюминиевых сплавов отливок типа поршней, применяемых в тракторных двигателях

Изобретение относится к литейным сплавам на основе алюминия, используемым для получения толстостенных деталей

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к специальным материалам с особыми физическими свойствами, а более конкретно, к магнитному материалу на основе системы Nd - Fe - В и способу его изготовления, используемому для изготовления постоянных магнитов
Изобретение относится к жаропрочным композиционным материалам, способным работать в напряженных узлах двигателей в окислительной атмосфере при температурах выше 1100oС

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве конструктивных элементов изделий, к которым предъявляются повышенные требования по прочности и пластичности

Изобретение относится к композиционному материалу, содержащему износостойкий материал с высокоабразивными частицами и пластичный металл
Изобретение относится к спеченным твердым сплавам и может быть использовано для изготовления универсального режущего инструмента, абразивных шлифпорошков, мерительного инструмента в т.п

Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к производству экономнолегированных конструкционных сталей

Изобретение относится к новым химическим соединениям, в частности к хром-кобальт-иттриевому алюминиду состава Cr0,195 Аl0,49 Со0,137 Y0,178

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при приготовлении высоколегированных сплавов, применяемых для получения изделия литьем и обработкой давлением

Наверх