Способ получения магниевого сплава

 

Изобретение относится к металлургии, авиационной техники, а именно к получению высокочистых коррозионно-стойких сплавов на основе магния. Предложен способ получения магниевого сплава, включающий плавление шихты, легирование, перемешивание магниевого расплава до гомогенного состояния, рафинирование расплава от железа, причем согласно изобретению рафинирование расплава ведут цирконием из лигатуры магний - цирконий при соотношении циркония к железу в расплаве 0,1-2,0, лигатуру магний - цирконий вводят в расплав в количестве 0,1-0,2% от веса шихты при температуре 710-735^oС, причем лигатуру магний - цирконий вводят в расплав совместно с титановой губкой при соотношении титана и железа в расплаве 0,5-2,5, и легирование расплава проводят алюминием и одним или несколькими металлами, выбранными из группы, состоящей из цинка, марганца, кальция, кадмия, бериллия и редкоземельных металлов. Полученный сплав имеет мелкозернистую структуру, повышенные коррозионную и механическую стойкости. Обеспечивается снижение трудоемкости, расхода электроэнергии и увеличение коэффициента использования металла. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии, авиационной техники, а именно к получению высокочистых коррозионно-стойких сплавов на основе магния.

Известен способ получения магниевого сплава, в котором производят очистку расплавленного металла перемешиванием газодинамическим насосом. Рафинирование расплава магния и его сплавов проводят солями, имеющими плотность меньше плотности магния, при температуре процесса очистки [1].

Недостатком известного способа получения магния является низкая коррозионная стойкость получаемого сплава из-за насыщения расплава наиболее коррозионно-опасным хлоридом магния по реакции TiCl₄+2Mg=2MgCl₂+Ti Наиболее близким аналогом является способ получения магниевого сплава, включающий плавление шихты, легирование, перемешивание магниевого расплава до гомогенного состояния, рафинирование расплавленным сплавообразующим компонентом, содержащим алюминий и марганец, получение сплава под окислительным защитным газовым слоем [2].

Недостатком способа, наиболее близкого к аналогу, является недостаточно высокие коррозионная стойкость и механические свойства магниевого сплава, полученного по этому способу.

Технической задачей изобретения является разработка способа получения магниевого сплава, обладающего повышенной коррозионной стойкостью и механическими свойствами.

Техническим результатом является очистка расплава от примеси железа, получение сплава с мелкозернистой структурой, повышение коррозионной стойкости и механических свойств, снижение трудоемкости технологического процесса и расхода электроэнергии, увеличение коэффициента использования металла.

Технический результат достигается тем, что предложен способ получения магниевого сплава, включающий плавление шихты, легирование, перемешивание магниевого расплава до гомогенного состояния и рафинирование расплава от железа, в котором рафинирование расплава ведут цирконием из лигатуры магний - цирконий при соотношении циркония к железу в расплаве 0,1÷2,0. Лигатуру магний - цирконий вводят в расплав в количестве 0,1-0,2% от веса шихты при температуре 710-735^oС.

Лигатуру магний - цирконий вводят в расплав совместно с титановой губкой при соотношении титана к железу в расплаве 0,5-2,5.

Легирование расплава проводят алюминием и одним или несколькими металлами, выбранными из группы: цинк, марганец, кальций, кадмий, бериллий, РЗМ.

Авторами установлено, что использование в малых количествах (0,1-0,2% от веса шихты) лигатуры магний - цирконий, при соотношении циркония к железу в расплаве 0,1÷2,0, или совместное введение ее с титановой губкой при соотношении титана к железу в расплаве 0,5÷2,5, в качестве рафинирующей добавки в предлагаемом способе приводит к очистке расплава от примеси железа, получению сплава с мелкозернистой структурой, повышению коррозионной стойкости и механических свойств.

Примеры осуществления.

Предлагаемый способ получения магниевого сплава был опробован в лабораторных и производственных условиях.

Пример 1 (приготовление сплава AZ91Hp) В тигель емкостью 1800 кг загружали 1636 кг магния с примесью железа, расплавляли его и при достижении температуры расплава 700^oС проводили легирование. В расплав вводили 162 кг алюминия, 13 кг цинка и 5 кг марганца, перемешивали до гомогенного состояния, а при достижении температуры 720^oС в расплав вводили 0,3 кг лигатуры алюминий - бериллий и проводили рафинирование введением лигатуры магний - цирконий в количестве 18 кг (0,15% от веса шихты) для достижения соотношения циркония к железу в расплаве 0,5, затем проводили перемешивание и выстаивание, контролировали химический состав полученного сплава и при температуре 710^oС разливали сплав в чушки на литейном конвейере.

Пример 2 (приготовление сплава МЛ5пч) В тигель емкостью 10 кг загружали 9,1 кг магния, расплавляли его и при достижении температуры расплава 710^oС проводили легирование. В расплав вводили 0,8 кг алюминия, 0,06 кг цинка и 0,04 кг марганца, перемешивали расплав до гомогенного состояния, а при достижении температуры 735^oС проводили рафинирование введением в расплав 0,133 кг лигатуры магний - цирконий в количестве 0,2% от веса шихты совместно с титановой губкой для достижения соотношения в расплаве циркония к железу 0,67, а титана к железу 1,25, затем проводили перемешивание и выстаивание. При температуре 730^oС сплав разливали в кокиль и в песчаные формы.

Коррозионная стойкость в 3%-м растворе NaCl за 48 часов по количеству выделившегося водорода и механические свойства сплава полученного по предлагаемому способу приведены в таблице.

Анализ таблицы показывает, что коррозионная стойкость магниевого сплава, полученного по предлагаемому способу, в 1,9-3,0 раза превосходит коррозионную стойкость сплава, полученного по способу-прототипу, а повышение механических свойств составляет по пределу прочности на 8,7-16,9%; по относительному удлинению на 50-75%.

Источники информации 1. А.с. СССР 884309.

2. Патент РФ 2103404.

Формула изобретения

1. Способ получения магниевого сплава, включающий плавление шихты, легирование, перемешивание магниевого расплава до гомогенного состояния, рафинирование расплава от железа, отличающийся тем, что рафинирование расплава ведут цирконием из лигатуры магний - цирконий при соотношении циркония и железа в расплаве 0,1-2,0.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что лигатуру магний - цирконий вводят в расплав в количестве 0,1-0,2% от веса шихты при температуре 710-735^oС.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что лигатуру магний - цирконий вводят в расплав совместно с титановой губкой при соотношении титана и железа в расплаве 0,5-2,5.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что легирование расплава проводят алюминием и одним или несколькими металлами, выбранными из группы, состоящей из цинка, марганца, кальция, кадмия, бериллия и редкоземельных металлов.

РИСУНКИ

Рисунок 1