Флюс для обработки алюминиево-кремниевых сплавов Советский патент 1984 года по МПК C22C1/06 C22B9/10 

Изобретение относится к литейному производству, а именно: к технологии модифицированияжидкого алюминиевого сплава флюсами. Все алюминиевые сплавы в расплав.ленном состоянии характеризуются большой активностью к газообразньм продуктам, находящимся в рабочем пространстве плавильных печей. При взаимодействии -расплава с кислородом воздуха образуются окислы алюминия и других металлов, входящих в состав сплава. Кроме того, в рас плавленном сплаве в равных количествах присутствует водород, карбиды алюьшния и другие инородные примеси. В литейном производстве для повышения механических свойств алюминиевые сплавы подвергают обработке различными материалами, которые способствуют удалению из расплава газообразных и твердьк неметаллических включений, а также оказывают модифицирующее действие.на структуру сплава. К таким материалам относятся флюсы различного состава. Известен флюс для обработки алюминиевых сплавов Cl }, содержащий хлорид натрия, хлорид калия, фторид стронция, криолит при следующем соот ношении компонентов, мас.%: Хлорид натрия25-45 Хлорид калия 30-50 Фторид стронция 20-32 КриолитОстальное Недостаток известного флюса заклю чается в кратковременности модифицирзпощего эффекта. Длительность модифи цирующего эффекта после обработки расплава таким флюсом не превьшзает 40 мин. Известен универсальный флюс для обработки алюминиево-кремниевых спла вов 2, содержащий фтористый натрий натриевый криолит, хлористый натрий хлористый калий, хлористый стронций при следующем соотношении компонентов, мае. %: Фтористьй натрий 10-20 Натриевый криолит . Юг 15 Хлористый натрий5-15 Хлористый стронций 20-40 Хлористый калий Остальное Недостаток этого флюса состоит в том, что модифицирующее действие флюса резко снижается при переливах расплава. Из данных табл. 2 видно, что даже 1-2 перелива значительно снижают эффект модифицирования. Кроме того, хлористый стронций является дорогостояпщм и дефицитным продуктом. Наиболее близким к .предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является универсальный флюс для обработки алюминиевокремниевых сплавов З J, содержащий хлористый калий, фтористый натрий, кремнефтористый натрий, углекислый натрий, хлористый натрий при следующем соотношении компонентов, мас,%: Хлористый.калий 23-27 Фтористьй натрий 20-28 Кремнефтрристый .натрий 8-12 Углекислый натрий 2-10 Хлористый натрий Остальное Данньй флюс незначительно взаимодействует с футеровкой печи и обладает хорошим дегазирующим свойством, но чувствителен к дополнительным переливам, т.е. его модифицирующее действие существенно снижается при переливах. Этот недостаток свойственен практически всем флюсам, модифицирующее действие которых основано на присутствии натрия. Цель изобретения - увеличение длительности модифицирующего эффекта. Поставленная цель достигается тем, что флюс для обработки алюминиевокремниевых сплавов, содержащий хлористьй натрий, хлористый-калий, фтористьй натрий, кремнефтористый натрий, углекислый натрий, дополнительно содержит сурьму при следующем соотношении компонентов, мас.%: Хлористый калий12-18 Фтористый натрий . 20-25 Кремнефтористый натрий 3-7. Углекислый натрий 2-8 Сурьма, 17-30 Хлористый натрий Остальное Нижние граничные пределы содержания углекислого натрия определены . минимальным устойчивым рафинирующим, дегазирующим -и модифицирующим эффектом. Снижение содержания углекислого натрия ниже 2% ухудшает -защитно.е действие флюса. Превьшгение 8% углекислого натрия приводит к повьштению температуры плавления, чтсз таже снижает качество флюса. Для снижения температуры плавления флюса вводится хлористый калий в количестве 12-18% и хлористый натрий 20-25%.

обеспечивает модифицирование основного металла, чем объясняется введение, кроме хлористого калия, натриевой соли. Использование в составе флюса s менее 20% хлористого натрия снижает i модифицирующий эффект всего комплекса, а увеличение его содержания более 25% не обеспечивает дальнейшего улучшения свойств металла. Использование )0 хлористого калия более 18% ухудшает санитарно-гигиенические условия труда (ввделяегся значительное количество белого дыма), а снижение содержания хлористого калия менее 12% резко 15 повышает температуру плавления и тем самым ухудиает усвоение всего комплекса.

Фтористый натрий - эффективный

модификатор, способствующий образова-20 нию мелкозернистой структуры. Общее количествосодержания фтористого натрия обусловлено его высокой стоимостью, поэто.чу нижний предел в количестве 20% определен только по необ- 25 ходимости получения достаточной эффeкт внocти его модифицирующего действня, а .верхний предел еще и стоимостью. Применение фтористого натрия более 25% нерационально, так как нарастание модифидирумщего эффекта незначительно, а стоимость флюса резко возрастает Более того, содержание фтористого натрия более 25% вызывает ускоренное разъедание футеровки плавильной печи. Кремнефтористый натрий введен в состав флюса для обеспечения создания центров кристаллизации, т,е„ он является наиболее тугоплавкой составляющей. При его содержанки ниже 3% эффект действия исчезает) а при содержании более 7% температура плавления флюса увеличивается. Содержание сурьмы во флюсе в значительной степени зависит от количества фосфора в алюминиевом сплаве, чем больше фосфора в сплаве, тем боль ше сурьмы должен содержать флюс, Снижение . с од ержания сурьмы во - фиюее-ни-- же .17% приводит к исчезновению эффекта модифицирования при переливах, а повьш1ение содержания сурьмы выше 30%

рафинирующую способность.

Дпя обработки алюминиевогосплава Ал4 бьита приготовлены флюсы, состав которых приведен в табл. 1.

Флюсы в порошкообразном виде с помощью колокольчика вводились в ковш при температуре расплава 720-760°С. Количество жидкого флюса, вводимого в сплав Ал4, составляет 0,2% от веса жидкого расплава. С флюсами каждого состава быпи проведены две серии штавок. Первая серия направлена на вьивление влияния составов флюсов на длительность эффекта модифицирования. Для этого образцы заливались в течение 3 ч через определенные промежутки времени, полученные литые образцы подвергали механическим испытаниям (прочность на разрыв).

Вторая серия направлена на изучение влияния переливов на механические свойства сплава Ал, обработанного различными cocTaBaiVoi флюсов. Дпя этого модифицг-грованный разными флюсами сплав Ал4 переливали из,печи в ковш и обратно. При этом после 20 мин выдержки обработанного металла в ковше проводился первый перелив в печь, еще через 20 мин выдержки в печи переливали металл в ковш, еще через 20 мин - третий перелив в печь, После каждого перелива заливались образцы для механических испытаний. В табл. 2 приведено изменение механических свойств сплава Ал4 в зависимости от состава флюса. Результаты проведенных испытаний показали, что механические свойства образцов из спЛава Ал4, обработанные флюсом предлагаемого состава, выше, чем у образцов из сплава, обработанного флюсами известных составов, причем при использовании флюса предлагаемого состава эффект модифицирования оставался стабильным. Технико-экономическая эффективность изобретения заключается н увелнчении-длительности модифицирующего эффекта и уменьшении вредного влияния переливов, что ведет к повышению механических свойств сплавов.

ФЛЮС ДЛЯ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЕВО-КРЕМНЖВЫХ СПЛАВОВ, содержащий хлористый натрий, хлористый калий, фтористый натрий, кремнефтористый натрий, углекислый натрий, отличающийся тем, что, с целью увеличения длительности модифицирующего эффекта, он дополнительно содержит сурьму при следующем соотношении компонентов, мас.%: Хлористьй калий 12-18 Фтористый натрий 20-25 Кремнефтористый натрий 3-7 Углекислый натрий 2-8 Сурьма17-30 Остальное Хлористый натрий