СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ СИЛУМИНОВ Российский патент 2008 года по МПК C22F1/04 C22C1/06 

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для получения изделий из промышленных силуминов.

Современная промышленность, в частности автомобильная, нуждается в легких сплавах на основе алюминия с низкими значениями коэффициента линейного расширения (КЛР) для изготовления из них деталей с малой изменяемостью размеров в рабочем интервале температур. Поэтому изыскание возможных способов снижения значений КЛР алюминиевых сплавов, в первую очередь силуминов, является актуальной проблемой как в нашей стране, так и за рубежом.

Известен способ получения алюминиевых сплавов, включающий приготовление расплава, кристаллизацию, нагрев до 200-300°С, выдержку в течение 2-12 часов и охлаждение на воздухе (Смирягин А.П. Промышленные цветные металлы и сплавы. - М.: Металлургия, 1974. - С.424 и 428). Недостатком известного способа является сохранение высоких значений КЛР сплавов в интервале 200-300°С.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения алюминиевых сплавов, включающий наводороживание расплава водяным паром в процессе приготовления, кристаллизацию и старение (SU 739122, МПК С22С 1/02, 05.06.1980). Однако применение этого способа недостаточно снижает значения КЛР сплавов в интервале 200-300°С.

Задачей изобретения является снижение значений коэффициента линейного расширения промышленных силуминов в интервале 200-300°С.

Поставленная задача решается следующим образом: способ получения силуминов включает наводороживание расплава путем продувки водяным паром при температуре 730-750°С в течение 0,5-1,0 часа, кристаллизацию и старение в интервале 200-300°С с выдержкой в указанном интервале температур и охлаждением на воздухе.

Приготовление алюминиевых сплавов по предлагаемому способу позволяет значительно снизить значения коэффициента линейного расширения. Это обусловлено тем, что наводороживание расплава алюминиевых сплавов при последующем старении в интервале 200-300°С ускоряет диффузионные процессы в сплавах. Это в конечном итоге приведет к активному удалению водорода из твердого раствора сплава, что и обусловит снижение значений коэффициента линейного расширения.

Проведение наводороживания расплава продувкой водяным паром при температуре 730-750°С в течение 0,5-1,0 часа является оптимальным для снижения значений коэффициента линейного расширения в интервале 200-300°С.

Пример. Испытания проводили на литейных сплавах марок АК12 и АК12ММгН. Для их приготовления использовали алюминий марки А7, технически чистые шихтовые металлы и лигатуры. Полученные слитки толщиной 15-18 мм подвергали обработке по известному и предлагаемому способам. Наводороживание расплава осуществляли продувкой его водяным паром при температуре 730-750°С в течение 0,5-1,0 часа. Из полученных слитков вырезали образцы для дилатометрических испытаний.

Измерение КЛР проводили на оптическом дифференциальном дилатометре Шевенара. Результаты испытаний приведены в таблице. Для наглядности влияние условий приготовления сплава АК12 по предлагаемому способу на линейное расширение его в различных состояниях дополнительно приведено на чертеже.

Из данных таблицы и чертежа видно, что применение предложенного сплава по сравнению с известным позволяет снизить коэффициент линейного расширения в интервале 200-300°С для сплавов АК12 и АК12ММгН в среднем на 6-20%, что является важным для использования таких сплавов при производстве поршней двигателей внутреннего сгорания с целью повышения их эксплуатационной стойкости за счет малой изменяемости размеров в рабочем интервале температур.

ТаблицаВлияние наводороживания расплава и старения на линейное расширение промышленных силуминовСплав, способ приготовленияКоэффициент линейного расширения α·10⁶, град^-1 при температуре испытания, °С501001502002503003504004501. АК12 Наводороживание расплава водяным паром при t=740°С, 0,5 ч, старение твердого сплава при t=300°С, 2 ч18,5818,9218,3417,1017,4017,8217,7416,7816,39Наводороживание расплава водяным паром при t=750°С, 1 ч, старение твердого сплава при t=300°С, 4 ч16,8017,0816,9816,0716,5116,8217,1116,0916,072. АК12ММгН Наводороживание расплава водяным паром при t=730°C, 1 ч и старение твердого сплава при t:         200°С - 4 ч17,7819,9519,3020,2620,5121,4021,2618,7817,50250°С - 2 ч18,1419,3619,7320,7520,5421,1420,7419,3018,15300°С - 1 ч18,1419,1519,7320,7521,2721,6721,7321,3820,30

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для получения изделий из промышленных силуминов. Проводят наводороживание при температуре 730-750°С в течение 0,5-1 часа. Затем осуществляют старение при нагреве до 200-300°С с выдержкой в указанном интервале температур и охлаждением на воздухе. Получают промышленные силумины со сниженным значением коэффициента линейного расширения в интервале температур 200-300°С. 1 ил., 1 табл.

Способ получения промышленных силуминов, включающий наводороживание расплава водяным паром в процессе приготовления, кристаллизацию и старение, отличающийся тем, что наводороживание проводят при температуре 730-750°С в течение 0,5-1 ч, старение проводят при 200-300°С с выдержкой в указанном интервале температур и охлаждением на воздухе.