СПОСОБ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЯ Российский патент 1996 года по МПК C22B21/06 C30B13/16 

Изобретение относится к области металлургии, химии и электронике, конкретно к области получения высокочистых веществ и сплавов на их основе.

Известен способ очистки электропроводных материалов методом зонной плавки, в котором для повышения эффективности очистки к концам обрабатываемого слитка подводили постоянный электрический ток. Ток при этом мог менять полярность и величину. (Брит. пат. N 850313).

Недостатком этого способа является влияние поля только на заряженные частицы, которых в металле немного.

Известен способ очистки металлов методом зонной плавки, в котором для повышения эффекта очистки вдоль слитка пропускается переменный электрический ток промышленной частоты. (а.с. СССР N 151473).

Этот способ принят нами за прототип.

Недостатком прототипа является его влияние лишь на достаточно "чувствительные" частицы примесей. Атомы с малой чувствительностью не будут "чувствовать" синусоидального переменного электрического тока и процесс очистки от них не будет ускоряться.

Целью изобретения является ускорение процесса очистки электропроводных материалов методом зонной плавки.

Поставленная цель достигается тем, что на слиток обрабатываемого материала подают пульсирующий электрический ток.

Пульсирующий электрический ток имеет один знак, сложную неправильную форму П-образную, трапециидальную, пилообразную и т.д. и за счет возникновения в обрабатываемом металле гаммы ферье-гармоник влияет на все без исключения примеси удаляемые из металла.

Испытания предложенного способа обработки электропроводных материалов проводили на установке зонной плавки типа УЗПИ-3. Наличие в установке шести рабочих камер позволило провести испытания одновременно очистки по прототипу и с применением патентуемого способа используя пульсирующий ток П-образной и пилообразной форм. Во всех опытах использовали слитки размером 70•1170 мм, а скорость движения расплавленной зоны составляла 1 мм/мин. Очистка алюминия А9995 до алюминия АОЧ была произведена за 8 проходов. Весь полученный алюминий соответствовал требованиям качества по ТУ 48-5-288-88.

При очистке алюминия в две камеры на торцы слитка был подан электрический ток промышленной чистоты с напряжением 2 вольта, в две камеры П-образный ток и 2 камеры пилообразный, с тем же напряжением в 2 вольта. После получения АОЧ с каждого слитка брали по пять проб стружки и определяли в них содержание меди, железа и марганца. Средние значения из десяти проб для каждого способа очистки приведены в таблице.

Данные таблицы подтверждают эффективность предложенного способа обработки электропроводных материалов. АОЧ полученный по патентуемому способу содержит меньше железа на 72% меди на 33% и марганца на 28% чем АОЧ полученный по прототипу (при использовании пульсирующего тока пилообразной формы). При использовании тока П-образной формы снижается содержание железа на 171% меди на 100% и марганца на 50% по сравнению с прототипом. Это указывает на возможность получения АОЧ из алюминия А9995 за меньшее число проходов.

Концентрация разных примесей уменьшается по разному, что указывает на их различную чувствительность как к форме тока, так и к его величине. Последнее обстоятельство позволяет путем подбора напряжения и формы тока селективно влиять на наиболее трудно удаляемые примеси.

Использование: получение высокочистых веществ и сплавов на их основе, преимущественно алюминия. Сущность: обработку алюминия осуществляют методом зонной плавки, при этом для ускорения процесса очистки от примесей на слиток подают пульсирующий электрический ток. 1 табл.

Способ обработки алюминия, включающий зонную плавку при пропускании переменного электрического тока вдоль слитка, отличающийся тем, что электрический ток пропускают в пульсирующем режиме.