Состав для модифицирования литейных аллюминиевых сплавов Советский патент 1985 года по МПК C22C1/06 

Изобретение относится к металлур гии цветных металлов и сплавов и может быть использовано в производс ве фасонных отливок из алюминиевых Сплавов эвтектического типа. Известен состав для модифицирова ния алюминиевых сплавов, содержащий оксид бора и вводимый одновременно графит при след чощем соотношении ко понентов, мас,%: Оксид бора94-98 ГрафитОстальн Смесь вводится в расплав в виде пре сованных таблеток либо запаянной в алюминиевую капсулу . Недостатками данного модифицирую щего состава являются насьпцение рас лава углеродом, загрязнение распла ва продуктами восстановления оксида бора, вследствие чего зерно алюминкя измельчается недостаточно. Наиболее близкггм по технической сущности н достигаемому эфс1зекту к предлагаемому является состав для модифицирования литейных алюминиевы сплавов эвтектического типа. Для измельчения кремнистой составляющей п накроз.ерна сплава расплав модифицнру от тройным натриевым флюсом и ультрадисперсным порошком карбгзда бора. Состав для модифицирования литейных алюминиевых сплавов эвтектического типа содержит карбид бора 2 J.: Недостатком известного состава для :модифицирования, является плохо . усвоение карбида бора в расплавах |ал1омш1ия, что приводит к понижению модифицирования структуры ciiriaDOB и, как следствие, к понижеill-no их механических свойств. Цель изобретения - повышение механических свойств сплава за счет п эффекта модифицирования стр туры. . Поставленная цель достигается .тем что состав для модифицирования литей ных алюминиевых сплавов эвтектического типа, включающий ультрадисперсиый корешокКарбида..бора, дополнителыю оодерш т ультрадисперсный порошок нитрида бора при следующем соотношении компонентов, мас.%: Нитрид бора 24-26 Карбид бора Остальное Смесь ультрадисшерсных порошков карбида и нитрида бора получена мет дом плазмохимического синтеза, размеры частиц зтих порошков порядка 0,03-0,4 мкм. При содержании ультрадисперсного порошка (УДИ) нитрида бора в смеси более 26 мас.% зффект модифицирования структуры сплавов АЛ2 и АЛ9 снижается вследствие дополнительного насьшцения расплавов частицами УДИ нитрида бора, которые, соединяясь в крупные конгломераты, при кристал- лизации вьщеляются по границам зерен ослабляя их, снижая тем самым механические свойства сплавов. ., При содержании УДП нитрида бора в смеси менее 24 мас.%, также снижается зффект модифицирования сплавов АЛ2 и АЛ9 вследствие недостаточного содержания в расплавах частиц УДП нитрида бора, которые, образуя на частицах УДП карбида бора поверхностную пленку, усиливают зарождающую способность последних посредством лучшей смачиваемости частиц УДП нитрида бора (из которых состоит поверхностная пленка) расплавом алюминия по сравнению с частицами УДП карбида бора. Это ведет к усилению эффекта модифицирования и, как следствие, повьшению механических свойств сплавов. Пример. Алюминиевые сплавы АП2 и АЛ9 готовят в индукционной печи ИСТ-0,06, затем модифицируют тройным натриевым флюсом NaCl 45%, NaF 40%, Naj-AlFj, 15%) в расчете 1,5% от веса плавки. По достижении максимального эффекта модифицирующей обработки, (через 10-12 мин с момента введения модификатора на зерно, металла) в расплав вводят 0,05% от веса плавки смеси ультрадисперсных порошков карбида и нитрида, бора с различным соотношением компонентов, мас.%: В4С 73 и BN 27; 74 и BN 26| В4С 75 и BN 25; В4С 76 и BN 24: 77 и BN 23. Смесь ультрадисперсных порошков содержится в объеме прутка, отпрессованного из алюминиевых гранул, обсыпанных смесью ультрадисперсных порошков карбида и нитрида бора. После 1-2 минутного выстаивания расплав перемешивают 1 мин и при 700°С разливают в кокиль. Из полученных отливок вытачиваются гагаринские образцы для испытание механических свойств. Механические свойства отливок из плавов АЛ2 и АЛ9, отлитых с модифиированием разными составами, предтавлены в таблице. Известный состав 100 - 224 Предлагаемый состав Известньш состав 194 9,8 Предлагаемый состав Тройной н Примечание, риевый фл состава, NaCl 45; NaF 40; NaAlFt 15 берут в к личестве 1,5% от в плавки. С УДП карби и нитрида бо вводят в ра лав в колич ве 0,05% от - .саплавки. . При содержании УДП, кароида бор снеси 73 мас.% а УДП нитрида бор 44 27 мас.%, т.е. за пределами предлагаемого соотношения, снижается эффект модифицирования сплавов АЛ2 и АП9, и, как следствие, снижаются их механические свойства из-за повышенного содержания в расплавах частиц УДП нитрида бора, которые, соединяясь в крупные конгломераты, при кристаллизации выделяются по границам зерен, ослабляя их, снижая тем саьдам механические свойства сплавов. При содержании УОТ карбида бора в смеси 74-76 мас.% и УДП нитрида бора 24-26 мас.%, эффект модифицирования сплавов АЛ2 и АЛ9 максимальный и, как следствие, высокие их механические свойства, из-за наличия в модифицированных сплавах оптимально необходимого для зарождения и измельчения oi-твердого раствора алюминия в эвтектической составляющей сплавов количества ультрадисперсных частиц УДП нитрида и карбида бора. При содержании УДП карб51да бора в смеси 77 мас.%, а УДП нитр1зда бора 23 мас.% снижается эффект модифицирования сплавов АЛ2 и АЛ9, что выражается в угиеньшении их механических свойств из-за недостаточного содержания в модифицированных сплавах ультрадисперсных частиц УДП нитрида бора. Частицы УДП нитрида бора образуют на частицах УДП карбида бора в жидких алюминиевых сплавах поверхностную кристаллическую пленку, УДП нитрида бора лучше смачивается алюминиевыми расплавами, чем УДП карбида бора, вследствие этого частицы УДП карбида бора, покрытые 1гпенкой из УДП нитри- да бора, являются термодинамически более благоприятными подложками для зарождения и роста на них алюминиевых кристаллов и звтектики, чем частицы УДП карбида бора, не покрытые этой пленкой. При малом содержании в расплаве частиц УДП нитрида бора частицы УДП карбида бора лишь частично покрываются пленкой из УДП нитрида бора и процесс кристаллизации протекает нестабильно, не все частицы УДП карбида бора в этом случае становятся центрами кристаллизации для кристаллов об-твердого раствора алюминия в Эвтектической составляющей сплавов. По сравнению с известным предлагаемый состав при использовании смеси

51157104

ультрадисперсньгх йорошков УДП карбида При использовании изобретения вози нитрида бора ( - BN) позволяетрастают затраты на вспомогательные повысить для сплава АЛ2 на 3,1% предел;материалы, однако за счет увеличения прочности (с 224 до 231 МПа) и в 1,3выхода годного литья вследствие сокрараза относительное удлинение (с 10,4, 5щения брака достигается снижение седо 13,5%) для сплава АЛ9 на 44,3%бестоимости. Годовой зкономический предел прочности (с 194 до 280 МПа)эффект от использования изобретения и в 1,4 раза относительное удлинениепри программе литейного цеха 3500 т (с 9,8 до 13,8%).отливок в год составит 4200 руб

СОСТАВ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЛИТЕЙНЫХ АЛШИНИЕВЫХ еПЛАВОВ эвтектического типа, включакнций карбтэд бора, отличающийся тем, что, ; с целью повышения механических свойств сплава, состав дополнительно содержит яитрид бора при следующем соотношении компонентов, мас.%: Нитрид бора24-26 Карбид бораОстальное