Способ модифицирования жаропрочных алюминиевых сплавов Советский патент 1985 года по МПК C22C1/06 

ел

с«э ел

Од

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для улучшения качества жаропрочных алюминиевых сплавов.

Известен способ обработки алюминиевого расплава, включаю0{ий введение в расплав серосодержащего соединения, в качестве которого используется сульфид алюминия lj .

Недостаток этого способа заключается в том, что сульфид алюминия неустойчив на воздухе и гигроскопичен, что создает трудности при его использовании в качестве модификатора алюминиевьрс: сплавов, так как ввод в расплав влажного вещества приводит к выбросу жидкого металла, увеличению газонасыщенности сплава и повышению опасности травматизма.

Известен способ обработки алюминиевого расплава, включающий введение в расплав в качестве серосодержащего элемента тиосульфата натрия. Это соединение обеспечивает стабильный модифицирующий эффект в силуминах 2 .

Однако, при этом происходит насыщение расплава натрием с образованием модифицированной эвтектики, что отрицательно влияет на жаропрочность силуминов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ модифицирования жаропрочных алюминиевых сплавов, включающий введение в расплав соединения, содержащего серу. В качестве последнего используют сенистое железо и обработку расплава ведут з.

Способ модифицирования, предусмариваюсдай ввод сернистого железа, имеет ограниченную область применения . Он пригоден только для сплавов алюминия, содержащих железо в качестве основного компонента. В остальных случаях происходит насыщени расплава железом и показател механических свойств снижаются. Кроме того, добавка дает желаемьй эффект при вводе ее в расплав с температурой .

Целью изобретения является повышение механических свойств и жидкотекучести жаропрочных алюминиевых сплавов.

Поставленная дель достигается тем, что согласно способу модифи1 ирования жаропрочных алюминиевых сплавов, включающему введение в расплав соединения, содерхсащего серу, в качестве соединения, содержащего серу, используют смесь файнштейна с порошком алюминия и магния в количестве 0,1-1,5% от массы расплава, причем компоненты в смеси берут в следующем соотношении, мас.%: Магний5-15

Алюминий5-15

ФайнштейнОстальное

Файнштейн состоит из сульфидов меди и никеля и является промежуточным продуктом в металлургии никеля. Сульфиды никеля и меди могут разлагаться при температурах вьш1е . Для осуществления этой реакции при более низких температурах в состав модификатора вводят порошки алюминия и магния. При взаимодействии с расплавом порошки магния и алюминия выделяют большое количество тепла, что облегчает процесс разложения файнштейна. Образующаяся при этом сера оказывает рафинирующее действие на расплав и измельчает структурные составляющие сплавов. При этом улучшак)тся жидкотекучесть и механические свойства. Медь и никель, образовавшиеся в результате разложения файнштейна, положительно влияют на свойства жаропрочных алюминиевых сплавов, так как данные элементы входят в состав всех жаропрочных алюминиевых сплавов типа АК5М2, AK5M7j АК5М4, АЛ25, АЛЗО и т.д.

Концентрацию порошков магния и алюминия в смеси подбирают такую, чтобы обеспечить спокойное разложение файнштейна, протекающее без интенсивного бурления расплава и обеспечивающее высокий уровень механических свойств и жидкотекучести. Для опробования предлагаемого способа в лабораторных условиях готовят три смеси, которые вводят в количестве 0,3-2,0% в сплав АК5М2 при 750 С. Для сравнения проводят обработку расплава сернистьм железом Б количестве 0,3-2,0%

при .

Плавку проводят в графитовом тигле в печи сопротивления. Меха-нические свойства сплава оценивают на литых стандартных образцах с диаметром рабочей части 12 мм и ба31

зоной длиной 60 мм. Модификаторы вводят в расплав завернутыми в алюминиевую фолыу в колокольчике. Жидкотекучесть определяют по спиральной пробе. Для каждого варианта обработки расплава отливают по 5 образцов и проб.

В таблице приведены средние значения полученных данных.

Как видно из данных таблицы , сплав имеет более высокие показатели л(анических свойств и жидкотекучести после обработки расплава составом 2 в количестве 1,0%. Высокая жидкотекучесть достигается за счет глубокого рафинирования расплава вьзделяющейся серой и снижения вязкости. Рост показателей механических свойств объясняют более благо543564

приятной формой интерметаллических фаз и меньшим газосодержанием расплава. После такой обработки вторичный сплав АК5М2 по своим показателям не уступает первичному жаропрочному сплаву Л.П5, которьш используют для литья головок двигателей с воздушньм охлаждением. Стоимость 1. т такого сплава на 120-150 руб.

0 меньше серийного сплава АЛ5. Кроме того, более высокое содержание меди и никеля в сплаве ЛК5М2 обеспечивает его повышенную жаропрочность.

5 Способ может найти применение

и для модифицирования заэвтектических сплавов, применяемых для изготовления поршней и других деталей, работающих при высоких температурах.

СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЖАРОПРОЧНЫХ АЛШИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, включающий введение в расплав соединения, содержаа1его серу, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств и жидкотекучести сплавов, в качестве соединения, содержащего серу, используют смесь файнштейна с порошком алюминия и магния в количестве 0,1-1,5% от массы расплава, причем компоненты в смеси берут в следующем соотношении, мас.%: Магний5-15 Алюминий5-15 Файнштейн Остальное СО

Извест- Сернистое ный железо

Предлагаемый

1

5 5 90

Магний

Алюминий

Файнштейн

Магний

10 10 80

Алюминий

Файнштейн

1,0

365

183 356

0,86 173 317 168

0,5 295

0,3 159 .268

0,2

147

1,0

175

375

1,25 186

384

2,17 213

445

208

1,73

430 191

t.6 415

214

1

402 225 1,6 417

2,83

. 267

481 243 2,46 450 226 2,t 438

Магний

Адют-тний

Файнштейн

Продолжение таблицы

185

380

1,0 192

1,2 392 252

2,2 451 229

1,86 435 207

1,75 420