Способ модифицирования литейных заэвтектических силуминов Советский патент 1984 года по МПК C22C1/06 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и сплавов и может быть использовано при получе нии литейных заэвтектических силуминов. Известен способ модифицирования заэвтектических сплавов алюминия с кремниемпутем использования высоких скоростей охлаждения в процессе крис таллизации расплавов m . Однако получаемые в результате гранулы или порошкообразные материалы, вследствие сложности их переработки в компактные изделия, применяю лишь для изготовления полуфабрикатов или простых по конфигурации изделий. Известны также способы комплексно го модифицирования заэвтектических силуминов, включающие одновременное введение в расплав модификаторов пер вичных кристаллов кремния и эвтектики, например, фосфора и натрия 2J Недостаток этого способа в том, что одновременное введение фосфора и натрия в расплав заэвтектического силумина может приводить к взаимной нейтрализации добавок, что снижает эффект модифицирования. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ модификации литейных заэвтектических силуминов, включающий раздельное введение в расплав алюминиево-кремниевого сплава добавок, модифицирующих кристаллы первичного кремния и эвтектику. В расплав вводя фосфор и натрий при различных температурах или раздельно фосфид натрия с последующим микролегированием нат рием или натрийсодержащим флюсом 3J Недостатком данного способа модифицирования заэвтектических силуминов является невозможность получения одновременно максимального измельчения первичных кристаллов кремния и эвтектики, что приводит к получению низких механических свойств заэвтектического сплава, а также сложность контроля за степенью измельченности структурных составляющих сплава. Процесс модифицирования не обеспечивает высокой стабильности получаемых результатов. Цель изобретения - повьш1ение механических свойств заэвтектических силуминов, улучшение контроля за сте пенью измельченности первичных кристаллов кремния и повьш1ение стабильности процессов. Поставленная цель достигается тем, что в способе модифицирования заэвтектических силуминов, включающем раздельное введение в расплав алюминиевокремниевого сплава добавок, модифицирующих кристаллы первичного кремния и эвтектику, добавку, модифицирующую первичные кристаллы кремния, вводят в расплав лигатурного заэвтектического силумина, который затем охлаждают путем диспергирования и добавляют в расплав алюминиевокрем- ниевого сплава при температуре, обеспечивающей состояние сплава после введения лигатуры в интервале ликвидус - солидус, после чего вводят добавку, модифицирующую эвтектику. Для сравнения предлагаемого и известного способов модифицирования проведены испытания сплава алюминия с 15% кремния, полученного по различньм технологиям. По известному способу модифицирования расплав обрабатьшается при температуре 830 С смесью (2/3 NaPO-: + 1/3 А1 порошок) вьдерживается 20 мин,затем охлаждается до 650°С и микролегируется 0,2%-ным тройным универсальным флюсом (45% NaCl + + 40% NaF + 15% ). Сплав заливается при этой же температуре в стальной кокиль. В результате были получены следующие механические свойства (по результатам испытаний 10 образцов): предел прочности при растяжениибр 182 МПа; относительное удлинениеС 2,5%; твердость по Бриннелю НЕ 74. Аналогичный по составу сплав (алюминий + 15% кремния) по предлагаемому способу обрабатывается следующим образом. Изготавливается лигатурный сплав алюминия с 30% кремния путем диспергирования при предварительно обработанного 0,3% красного фосфора расплава в стальном перфорированном стакане на установке центробежного типа с охлаждением получаемых капель расплава в воде. Высушенные гранулы вводились в расплав эвтектического силумина в количестве 33% от веса расплава. Температура расплава до растворения гранул 850 С, после введения гранул 650 С. При 650 С проводится рафинирование расплава 0,2%-ного гексахло1)этана, микролегирование 0 05%-ного металлического натрия и .заливка образцов для механических испытаний. Получены следующие свойства: 6 230 МПа, 6 4,2%, НВ 75. Таким образом, механические свойства сплава алюминия с 15% кремния, полученного с использованием предлагаемого способа-модифицирования, выше, чем полученного с применением известного способа. Кроме того, предлагаемьш способ модифицирования заэвтектических литейных силуминов позволяет осуществлять контроль за степенью измельченности первичных кристаллов кремния путем анализа структуры лигатурного сплава. Стабильность модифицирования структуры .обеспечивается применением эффективных и хорошо изученных микролегирукяцих добавок для измельчения первичных кристаллов и эвтектических соста . Предлагаем1 :й способ модифицирования позволяет измельчать пер- винный кремний .в-лигатурном И, в конечном счете, в рабочем расплаве практически в любых пределах путем изменения интенсивности теплоотвода при кристаллизации или изменением размеров частиц.лигатурного материала. Микролегирование фосфором усиливает степень измельчения первичной фазы, дополняя действие высокой скорости охлаждения лигатурного сплава. Введение гранулированной лигатуры в базовый расплав при определенной температуре приводит к получению сплава, находящегося в интервале ликвидус - солидус, что обеспечивает растворение эвтектической основы гранул и устойчивость первичных кристаллов кремния, перешедших из гранул в основной спЛав.. Введение после этого в расплав натрия приводит к измельчению эвтектики, образованной базовым сплавом и основой гранул

СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНр ЛИТЕЙНЫХ ЗАЭВТЕКТИЧЕСКИХ СИЛУМИНОВ, включающий раздельное введение в расплав алюминиево-кремниевого сплава добавок, модифицирующих кристаллы первичного кремния и эвтектику, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств сплава, а также улучшения контроля за степенью измельчения первичных кристаллов кремния и повьпиения стабильности процесса, добавку, модифицирующую первичные кристаллы кремния, вводят в расплав лигатурного заэвтектического силумина, который затем охлаждают путем диспергирова(Л ния и добавляют в расплав алюминиевокремниевого сплава при температуре, обеспечивающей состояние сплава после введения лигатуры в интервале ликвидус - солидус, после чего вводят добавку, модифицирующую эвтектику. эо о :л