Лигатура для алюминиевых сплавов Советский патент 1983 года по МПК C22C35/00 

со оэ t1 Изобретение относится к метапдурги в частности к разработке пигатур для алюминиевых сппавов }, сюдержащая, вес.%: Хром20-30,0 Никепь15-40,0 Кремний.0,2-10,0 Алюминий10-35,0 . Бор. 0,2-5,0 Кобапьт0,001-15, ЖелезоОсгалытое К недостаткам нзвестнай пигатуры следует отнести низкое использование легирующих элементов при обработке алюминиевых сплавов, Наиболее близкой к предлагаемой ЯБ ется -лигатура 2 , содержащая компоне гы при следующем соотношении, вес,о: Хром10-15,0 Никепь 10-15jO Медь5-10 0 Титан3- 5,0 Кремний1,5-2,0 Алюминий0,4-0,6 Цирконий6-7,0 Железо-Остальное Однако в сплаве низкое содержание алюминия, вследствие чего его легирующне элементы недостаточно прочно связаны с алюминием, основньи з элементом алюминиевых сплавов и поэтому пщг пегировании таким .eгиpyющшv сплавом трудно добиться равномерного распредел ния легирующих элементов в пегйр емом алюминиевом сплаве, а использование хрома -и в особенности титана является низким. Кроме того, в легитуре низкое содержание кремния и высокое содержание железа (46-64%). Это повышает те пературу плавления лигатуры. Наличие в лигатуре высокого содержания железа Препятствует использованию в качестве сырьевых материалов более дешевых ма рок алюминия с повышенш 1м содернсание жепеза. Цель изобретения - повышение исиоп зования легирующих элементовв ниевом сплаве и улучшение его механк-ческих свойств Указанная цепь достигается теМз чго , содержащая хуюм, нккепь., мед титан, кремний, железо и алюминий,; .дополнительно содержит ванадий и мар« ганец при следующем соотношении компонентов, вес.%: , Хром1О 35 Никель10-30 Медь5-30 Титан0,1-е 1л рам НИИ Железо Ванадий 0,05-5 Марганец Остальное А люминий Наличие в комплексной лигатуре легарующих элементов (хром, никель, медь, ванадий и дрЛ в сочетании со значительным количеством алюминия, хорошо овяаанных с Htovi в прочные соединения л распределенных в массе самой пигатуры, способств вт вь соком у усвоению и хоро тему, равномерному распределению легирующих элементов в легируемом алюминиевом сплаве. В результате этого поБыша.ются мexaнv чecкиe свойства легируемого такой пигатурой алюминиевого с.гшйьао-. Содержание хрома и никеля в лигатуре бьшй выбрань аз условий наиболее оптимального их сочетания, способствующего сйШ1сенйю температуры плавления лигатуры, содержащей тугоплавкие, элементы. Нижнее содерж.ание хрома и никеля было выбрано 10%, так как. более низкое соцержание этих элементов потребовапо бы значитепьного количества лигатуры дпя пегироБа-н11Я сплавов. При содержании хрома золее 30% содержание алюминия в ггйгатуре соогветственно снижается, пйтатура становится относительно 5олее гутоппавкой, что затрудняет ее использо™ .вание для легирования легкоплавких алю-; минневых спцавов н ухудшает равномерираспределения легирующих элементов в легируемом сплаве. Пределы содержания в лигатуре меди С5-30%) и кремния (2-10%) выбраны, ИСХОДЯ Hss составов поршневых алюминие.вык сплавов, для которых предназначается лигатура, в частности, семейства .мощных i/ioTopoBj работающих в тяжелых условиях. Пределы дпя содержания титана 0,1-8% Предепы по содержанию ванадия (ОД-5%) и марганца (0,О5-5%) выбраны ИЗ усповкй количества этих элементов, необходй.1ых дпя получения высоких ме- яавйческих свойств легированного сплава при введении их в сочетании с хромом, HMixmsM а титаном. Мицшу(апь№1й предел содержания жепеэа раБнь5й 3% обусловлен внесением в комияексяую пигатуру железа вместе с ijpjTHiviH легирующими элементами. Верхний преде п равный 15% установлен из-ва ограничешет содержания .железа, допускаемого в ariю /}йниeвыx сплавах. В ИНИИчермете в дуговой, а также нйдукаиоквой электропечах-, металлотерми31051.1

ческим способом быгш попучена гшгатура . с использованием дпя введения основных пегирующих эпеменгов: хрома, никепя, титана, ванадия и марганца, концентратов содержащих оксиды этих элементов, а j также частично эти технически чистые ц, оксиды. Медь вносили в виде катодной меди, алюминий в виде алкминиевого рошка для восстанойления оксгидов и в виде чушкового алюминия для создания ю алюминиевой основы лигатуры. Кремний i

334

ВНОСИ1ЮЯ в виде ферросипидия, содержащего 75% кремния, или в виде кристаллического кремния.

За каждую лабораторную плавку получали от 7 до 30 кг комплексной лт-атуры в зависимости от состаба лигатуры и агрегата, в котором производили .- плавки.

В табл. 1 приведены химические составы предлагаемой и известной лигатуры.

Таблица 1.

ЛИГАТУРА ДЛЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ содержащая хром, никель, медь, титан, кремний, жепезо и алюминий, отпичающаяся тем, что, с йелью потлшения .использования легирующих элементов в алюминиевом сплаве и улучшения его механических свойств, она дополнительно содержит ванадий и марганец при следующем соотношении компонентов, вес.%: 10-35 Хром 10-30 Никель Ь-30 Медь 0,1-8,6 Титан 2.0-10 Кремний i 3-1 5 Железо 0,1-5,0 Ванадий (Л 0,05-5,0 . Марганец Остацьш Апюмвввй С

4,0

12,4 10,& 4,6 Выплавляли поршневой сплав с при, менением предлагаемой и известной п№гатур. Алюминиевый поршневой сплав нмеп следующий химичесжий состав, %: кремний 2О-21, медь 2,8-3,2, хром О,5-О,7 никель 0,8-1,5, титан. 0,35-ЧЭ,6О, магний 0,8-1,3, Еанадий 0,01-О,1 и апюМИННИ остальное. Лигатуру вводипи в печ в дробленном состоянии вместе с основной шихтой.

Известная

0,5 1,7 59,3 Из готового, сплава отливали поршни, из которых отбирали образцы на химичеСкий анализ и механические испытания. Степень усвоения легирующих элементов определяли дли основного легирующего элемента хрома, а также для титана, как элемента, подвергающегося наиболее сильному окиспению из всех легирующих элементов пигату.. В табл. 2 приведены резупьтат.1 испы таний лигатуры при выплавке поршневого, сплава. Из табл.2 видно.чгопредеп прочности поршневогосплава.легированноголигатурой предлагаемого с остава.выше( 16.817 2) чем у сплава,легированного известной лигатурой (15,9 кг/мм ). .5 еоответственно более высокое усвоенке легирующих эаементов, так дпя хрома оно 60-80 против 47% и дпя титана 70Д. ОО против. 59%. Экономический эффект от испбльзованим лигатуры предлагаемого состава соотавит тыс. руб.