ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО Российский патент 2004 года по МПК C22C21/04 

Описание патента на изобретение RU2237096C1

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно - к производству фасонных отливок из сплава на основе алюминия системы A-Si-Cu-Mg, применяемых в качестве базовых (корпусных) деталей агрегатов управления топливной системой в авиационной и автомобильной промышленности.

Известен сплав на основе алюминия, содержащий, мас.%:

Кремний 6,5-7,5

Магний 0,55-0,60

Титан 0,10-0,20

Алюминий Остальное

[Registration Recоrd of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Aluminum Alloys in the Form of Casting and Ingot. The Aluminum Association, Inc. 900 19th Street N.W. Washington. D.C. 200078 Revised. September 1, 1987 Supersedes July, 1985].

Известен сплав на основе алюминия, содержащий, мас.%:

Никель 3,0-6,5

Скандий 0,2-0,8

Цирконий 0,05-0,15

Алюминий Остальное

[Патент РФ №2001144].

Известен сплав на основе алюминия, содержащий, мас.%:

Кремний 5,0-13,0

Медь 1,2-3,5

Магний 0,3-1,5

Титан 0,10-0,30

Бериллий 0,001-0,1

Хром 0,015-0,05

Скандий 0,01-0,2

Стронций 0,015-0,05

Алюминий Остальное

[Патент РФ №2082806].

Недостатками известных сплавов-аналогов являются невысокие механические свойства (до 300 МПа), что не позволяет использовать их в деталях агрегатов управления топливной системой.

Наиболее близким по составу и назначению к предлагаемому сплаву является литейный сплав на основе алюминия следующего состава, мас.%:

Кремний 8,5-15,0

Медь 0,5-5,5

Магний 0,1-1,0

Титан 0,10-0,70

по крайней мере один металл, выбранный из группы, содержащей:

Цирконий 0,01-0,5

Никель 0,01-1,0

Ванадий 0,01-0,5

Хром 0,01-0,5

Сурьма 0,01-0,4

Алюминий Остальное

[Патент РФ №1836476].

Недостатками сплава-прототипа являются невысокие литейные свойства: горячеломкость, жидкотекучесть, линейная усадка. Значительная часть фасонных отливок из сплава-прототипа имеет литейный брак, в основном горячие трещины, незаливы, концентрированные рыхлоты, что приводит к окончательному браку продукции.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание сплава на основе алюминия и изделий из него, обладающих улучшенными литейными свойствами: повышенной жидкотекучестью, уменьшенными горячеломкостью и линейной усадкой, что позволяет снизить брак литья фасонных отливок для агрегато-, самолето- и автомобилестроения.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен сплав на основе алюминия, содержащий кремний, медь, магний, титан, цирконий, сурьму, который дополнительно содержит скандий, неодим и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кремний 5,0-10,0

Медь 2,0-5,0

Магний 0,3-0,7

Титан 0,05-0,4

Цирконий 0,01-0,3

Сурьма 0,2-0,4

Скандий 0,05-0,6

Неодим 0,1-0,3

Кальций 0,3-2,0

Алюминий Остальное

и изделие, выполненное из него.

Авторами установлено, что скандий (переходный металл), неодим, (из группы лантаноидов) и сурьма образуют с алюминием и кремнием так называемые “дисперсоиды”. Ультрадисперсные частицы этих элементов в заданном количестве и приведенном выше соотношении других компонентов обеспечивают упрочнение твердого раствора после закалки и искусственного старения и, следовательно, приводит к достижению оптимального соотношения предела прочности и пластичности.

Кальций в казанных пределах и заявленном соотношении компонентов в предлагаемом сплаве повышает его литейные свойства.

Пример осуществления.

Сплав готовили в электрических печах сопротивления в графитово-шамотных тиглях.

Литьем в металлические формы отливали заготовки, из которых вытачивали стандартные образцы ⊘12 мм для определения механических свойств при комнатной температуре, а также фасонные отливки (корпусы). Образцы испытывали в закаленном и искусственно состаренном состоянии по режиму: нагрев 540°С - 10 ч, закалка в воде 20°С и искусственное старение при 175°С - 6 ч, охлаждение на воздухе.

В табл. 1 приведен химический состав предлагаемого сплава и сплава-прототипа, в табл. 2 - значения механических и литейных свойств.

На основании экспериментальных данных можно сделать следующие выводы: предлагаемый сплав на основе алюминия имеет более высокие литейные свойства (жидкотекучесть повысилась на 5%, горячеломкость (по технологической пробе появлялась трещина при ширине кольца 5 мм) снизилась в 2,5 раза, линейная усадка снизилась на 25%) при высоких значениях механических свойств.

Фасонные отливки (корпуса) прошли контроль качества. Брака по литью не обнаружено.

Таким образом, применение предлагаемого сплава на основе алюминия в изделиях агрегато-, самолето- и автомобилестроения в качестве базовых (корпусных) деталей агрегатов управления топливной системой позволит снизить вес изделий на 15%, увеличить ресурс в 4 раза, а также ликвидировать брак по качеству литья.

Похожие патенты RU2237096C1

название год авторы номер документа
ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО 2014
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Антипов Владислав Валерьевич
  • Гончаренко Елена Семеновна
  • Трапезников Андрей Владимирович
  • Николаева Ирина Леонидовна
  • Огородов Дмитрий Валентинович
RU2563416C1
ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ 2011
  • Антипов Владислав Валерьевич
  • Корнышева Инна Семеновна
  • Гончаренко Елена Семеновна
  • Николаева Ирина Леонидовна
  • Семенов Сергей Сергеевич
  • Коновалова Ольга Николаевна
  • Козленкова Анастасия Игоревна
RU2447174C1
СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ 1993
  • Братухин А.Г.
  • Белов Е.В.
  • Глотов Е.Б.
  • Лукин В.И.
  • Побежимов П.П.
  • Черкасов В.В.
RU2057198C1
ВЫСОКОПРОЧНЫЙ АЛЮМИНИЕВЫЙ ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ 2014
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Антипов Владислав Валерьевич
  • Гончаренко Елена Семеновна
  • Трапезников Андрей Владимирович
  • Николаева Ирина Леонидовна
  • Огородов Дмитрий Валентинович
RU2558807C1
ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ 2009
  • Белов Николай Александрович
  • Савченко Сергей Вячеславович
  • Белов Владимир Дмитриевич
  • Новичков Сергей Борисович
  • Строганов Александр Георгиевич
  • Цыденов Андрей Геннадьевич
RU2415193C1
Высокопрочный литейный алюминиевый сплав 2020
  • Акопян Торгом Кароевич
  • Белов Николай Александрович
  • Летягин Николай Владимирович
RU2754418C1
ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ 1992
  • Альтман М.Б.
  • Стромская Н.П.
  • Простова Н.И.
  • Николаева И.Л.
  • Мишин В.И.
  • Блескин Н.С.
  • Катухова В.П.
  • Васькин Ю.В.
  • Фролов А.И.
  • Заварзин И.А.
  • Черкасов В.В.
RU2030477C1
Коррозионностойкий литейный алюминиевый сплав 2017
  • Белов Николай Александрович
  • Наумова Евгения Александровна
  • Дорошенко Виталий Владимирович
RU2672653C1
Алюминиево-кальциевый сплав 2022
  • Белов Николай Александрович
  • Цыденов Андрей Геннадьевич
  • Финогеев Александр Сергеевич
  • Летягин Николай Владимирович
  • Наумова Евгения Александровна
RU2790117C1
Литейный сплав на основе алюминия 1988
  • Галушко Анатолий Маркович
  • Немененок Болеслав Мечеславович
  • Стриженков Михаил Иванович
  • Беседин Владимир Михайлович
  • Сучков Александр Аркадьевич
  • Бондарь Михаил Иванович
SU1523585A1

Реферат патента 2004 года ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к производству фасонных отливок из сплава на основе алюминия системы Al-Si-Cu-Mg, применяемых в качестве базовых деталей агрегатов управления топливной системой в авиационной и автомобильной промышленности. Предложены сплав и изделие, выполненное из него, содержащие следующие компоненты, мас.%: кремний 5,0-10,0, медь 2,0-5,0, магний 0,3-0,7, титан 0,05-0,4, цирконий 0,01-0,3, сурьма 0,2-0,4, скандий 0,05-0,6, неодим 0,1-0,3, кальций 0,3-2,0, алюминий - остальное. Техническим результатом изобретения является создание сплава на основе алюминия и изделий из него, обладающих улучшенными литейными свойствами: повышенной жидкотекучестью, уменьшенными горячеломкостью и линейной усадкой. 2 н.з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения RU 2 237 096 C1

1. Литейный сплав на основе алюминия, включающий кремний, медь, магний, титан, цирконий, сурьму, отличающийся тем, что он дополнительно содержит скандий, неодим и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кремний 5,0-10,0

Медь 2,0-5,0

Магний 0,3-0,7

Титан 0,05-0,4

Цирконий 0,01-0,3

Сурьма 0,2-0,4

Скандий 0,05-0,6

Неодим 0,1-0,3

Кальций 0,3-2,0

Алюминий Остальное

2. Изделие из литейного сплава на основе алюминия, отличающееся тем, что оно выполнено из сплава следующего химического состава, мас.%:

Кремний 5,0-10,0

Медь 2,0-5,0

Магний 0,3-0,7

Титан 0,05-0,4

Цирконий 0,01-0,3

Сурьма 0,2-0,4

Скандий 0,05-0,6

Неодим 0,1-0,3

Кальций 0,3-2,0

Алюминий Остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2237096C1

Литейный сплав на основе алюминия 1992
  • Лебедев Вячеслав Маркович
  • Гаврилин Алексей Викторович
  • Савосин Анатолий Викторович
  • Заварзин Иван Алексеевич
  • Кузнецов Анатолий Васильевич
  • Никитина Надежда Рафаиловна
  • Сидлина Лидия Абрамовна
SU1836476A3

RU 2 237 096 C1

Авторы

Фридляндер И.Н.

Лебедев В.М.

Корнышева И.С.

Гончаренко Е.С.

Вавилова И.И.

Николаева И.Л.

Даты

2004-09-27Публикация

2003-04-29Подача