Средство для рафинирования алюминия и его сплавов Советский патент 1987 года по МПК C22B21/06 

Изобретение относится к средствам для рафинирования алюминия и его) сплавов.

Наиболее близким к предлагаемому ПС технической сущности и достигаемому результату является средство для рафинирования алюминия и его сплавов, содержащее, мас.%: NaCl 40-55, КС1 40-50, одно или несколько соединений, таких как LiCl., BaCl, MgCl2 и CaClj и другие (Заявка Франции № 2393071, кл, С 22 В 21/06, опублик. 02,02.79) 3-15.

Однако известное средство характеризуется невысоким качеством получаемого продукта.

Целью изобретения является новы-, шение качества продукта.

Поставленная цель достигается тем, что средство содержит смесь гексахлорбензола и хлоридов щелочных металлов в соотношении 1:(0,05- -3) у предпочтительнее хлорид калия или хлорид калия и натрия в соотношении 1:1.

Кроме приведенных соединений средство может содержать до 20 весД соединений из группы, состоящей из фторидов калия, натрия, кальция, гек сафторалюминиевокислого калия или натрия и их смеси.

.Дополнительной составной частью может быть до 40 вес.% добавок из группы, состоящей из натриевых или калиевых комплексных фторидов титана, бора, циркония, металлического титана, сплава алюминия и титана и/или бора, сплава алюминия и циркония и их смесей. Эти вещества улучшают прочность и ковкость. Титан и цирконий положительно влияют на выделение газов, особенно водорода, из расплавленного алюминия и его сплавов.

По изобретению используют технический гексахлорбензол, получающийся при ряде процессов хлорирования, где в качестве примесей могут присутствовать некоторые полихлориро- ванные углеводороды, как, например, гексахлорэтан, гексахлорбутадиен, гексахлорциклопентадиен, пентахлор- бензол, октахлорстирол и т.п.

Преимущества предлагаемого твердого рафинирующего средства заключаются прежде всего в том, что оно при нормальной температуре является стабильным, а разложение гексаЮ

12866372

хлорбензола в расплавленном алюминии и его сплавах проходит по сравнению с гексахлорэтаном менее бурно. В результате этого происходит выделение хлора и хлористого алюминия в форме маленьких пузырьков, а рафинирование протекает совершеннее и с высшей эффективностью, что касается использования выделенного хлора. Особенно хороших результатов достигают при отстранении растворенного и главным образом химически присоединенного водорода. Это преимущество проявляется в производстве листов и фольги. В случае неполного отстранения газов остаются в отливке мик- роскопически е пузырьки газа, которые при прокатке вызывают разрыв материала и перфорацию производимой фоль- |Ги. Совершенно очищенный от газов алюминий и его сплавы приобретают лучшие механические свойства, как, например, прочность, ковкость и антикоррозийную стойкость.

15

20

30

35

40

25

Предлагаемое средство можно применять в твердой форме в небольших количествах, лучше всего упакованных в алюминиевой фольге, или, в случае полного решения вопросов оборудования, и в форме дозировки сыпучей смеси. Пример 1. 50 вес. ч. гексахлорбензола было смешано с 25 вес.ч. хлорида калия и 25 вес.ч. хлорида натрия. Возникшая гомогенная смесь была спрессована на изостатическом прессе давлением 150 МРа в брикеты весом 4 кг. В этой форме средство было применено для рафинирования сплава алюминия и 2% магния. Рафинирование было проведено при 730 С с помощью корзин, в которых погрузили брикеты на дно печи, содержащей расплавленную массу. Рафинирующее сред- 45 ство бьшо применено в количестве 0,4%, По окончании процесса рафинирования содержание водорода уменьшилось на

Я -1

1 см кг сплава. Был получен материал с составом, %: медь 0,02; марганец 0,10) кремний 0,23; железо 0,33j титан 0,01 магний 1,99; алюминий 97,32. Прочность на растяжение повысилась на 10%, ковкость на 15% по сравнению с материалом, который был рафинирован средством на базе гекса- хлорэтана. Сплав имел повьш1енную антикоррозийную стойкость.

Пример 2. 90 вес, ч, технического гексахлорбензола, содержаще50

55

хлорбензола в расплавленном алюминии и его сплавах проходит по сравнению с гексахлорэтаном менее бурно. В результате этого происходит выделение хлора и хлористого алюминия в форме маленьких пузырьков, а рафинирование протекает совершеннее и с высшей эффективностью, что касается использования выделенного хлора. Особенно хороших результатов достигают при отстранении растворенного и главным образом химически присоединенного водорода. Это преимущество проявляется в производстве листов и фольги. В случае неполного отстранения газов остаются в отливке мик- роскопически е пузырьки газа, которые при прокатке вызывают разрыв материала и перфорацию производимой фоль- |Ги. Совершенно очищенный от газов алюминий и его сплавы приобретают лучшие механические свойства, как, например, прочность, ковкость и антикоррозийную стойкость.

0

5

0

5

Предлагаемое средство можно применять в твердой форме в небольших количествах, лучше всего упакованных в алюминиевой фольге, или, в случае полного решения вопросов оборудования, и в форме дозировки сыпучей смеси. Пример 1. 50 вес. ч. гексахлорбензола было смешано с 25 вес.ч. хлорида калия и 25 вес.ч. хлорида натрия. Возникшая гомогенная смесь была спрессована на изостатическом прессе давлением 150 МРа в брикеты весом 4 кг. В этой форме средство было применено для рафинирования сплава алюминия и 2% магния. Рафинирование было проведено при 730 С с помощью корзин, в которых погрузили брикеты на дно печи, содержащей расплавленную массу. Рафинирующее сред- 5 ство бьшо применено в количестве 0,4%, По окончании процесса рафинирования содержание водорода уменьшилось на

Я -1

1 см кг сплава. Был получен материал с составом, %: медь 0,02; марганец 0,10) кремний 0,23; железо 0,33j титан 0,01 магний 1,99; алюминий 97,32. Прочность на растяжение повысилась на 10%, ковкость на 15% по сравнению с материалом, который был рафинирован средством на базе гекса- хлорэтана. Сплав имел повьш1енную антикоррозийную стойкость.

Пример 2. 90 вес, ч, технического гексахлорбензола, содержаще0

5

го, %: гексахлорбензол 85, гексахлор этан 10, гексахлорбутсдиен 3, пента- хлорбензол 1, гексахлорциклопентади- ен 0,5, октахлорстирол 0,5 было смешано с 8 вес. ч. хлорида калия и 2 вес. ч. хлорида натрия. Смесь была спрессована давлением 80 МРа в бри- кетм весом 3 кг. Рафинирование расплавленной массы неочищенного алюми- ния была проведена, как в примере 1 с такой только разницей, что бьшо применено 0,3% средства, а температура рафинирования была 740 С. После рафинирования бып алюминий отлит в слитки, а отливки прокаткой бьши переработаны в фольгу толщиной. 0,10 мм. Пористость фольги уменьшилась на 20% по сравнению с материалом, который был рафинирован аналогичным средством, содержащим гексахлорэтан.

Пример 3. 60 вес. ч. технического гексахлорбензола с составом, приведенным в примере 2, было смеша- но с вес.ч,: хлорид натрия 15, хлорид калия 15, гексафторалюминиевый натрий 20, а возникшая смесь была спрессована давлением 60 МРа в брикеты весом 3 кг. Брикеты были применены для рафинирования расплавленного неочищенного алюминия в количестве 0,45% от веса загрузки. Температура рафинирования быпа в интервале 740-750 С. Брикеты быпи погружены в расплавленный алюминий с помощью корзин на дно печи. Медленным разложением рафинирующего средства бьшо достигнуто полное удаление газов из сплава (содержание во 1

дорода уменьшилось с 3 на 1 см - кг алюминия) и отстранение большей части металлических и неметаллических нечистот. Литьем .был получен качественный материал с тонкозернистой кристаллической структурой, содержащий, кроме алюминия, 0,12% кремния, 0,18% железа и 0,023% титана,

:который бып более, стойкий по отношению к коррозии и обладал повьштен ной прочностью на растяжение 188,5 МРа

Пример 4. 20 вес. ч. гексахлорбензола, содержащего 1% пента- хлорбензола, было смешано с вес.ч.: хлорид калия 50; гексафтортитанат калия 15, порошкообразный металлический титан 5; тетрафтороборный калий 10. Возникшая гомогенная смеСь была спрессована давлением 40 МРа в брикеты весом 3 кг. Средство указанO

5

0

5

0

ноге состава было применено для рафинирования расплавленного алюминия в количестве 0,25%. Температура была в пределах 740-750°С. После проведения рафинирования уменьшилось содержание водорода на 0,8 см кг алюминия, кремния на 0,08%, железа на 0,16%. Содержание титана составляло 0,03%, а бора 0,003%. Расплавленная смесь алюминия быпа переработана на -непрерывном оборудовании на полосы, а прокаткой на фольгу толщиной 0,006 мм. Средняя степень пористости составляла 500 дырок на м, что на 10% меньше, чем при применении подобного средства на базе гекса- хлорэтана.

Пример 5. 70 вес.ч. гексахлорбензола бьшо смешано с вес. ч.t хлорид калия 10J гексафторотитанат калия 10; гексафтороалюминиевый натрий 5; фтористый кальций 5. Полученная смесь быпа спрессована на изоста- тическом прессе давлением 50 МРа в брикеты весом 1 кг. Брикеты бьши при- менены для рафинирования сплава алюминия с магнием. Температура рафинирования держала:сь в интервале 725- 735 С. Бьшо применено 0,3% средства на вес загрузки. Содержание водорода

5

уменьшилось с первоначального количества 6 на 1,2 см. сплава. Сплав составом, %: медь 0,01; магний 4,90; марганец 0,10j кремний 0,27; железо

5 0,32, титан 0,02j алюминий 94,38 бып отлит в форме слитков и переработан прокаткой в ленты толщиной 7 мм. Поверхность прокатных лент была чистая, без пузырьков, края лент бьши глад0 кие, без трещин. Прочность на растяжение составляла 284 МРа.

Формула изобретения

1.Средство для рафинирования алюминия и его сплавов, содержащее смесь

5 твердых хлоридов щелочных металлов, отличающееся тем, что. оно дополнительно содержит твердый гексахлорбензол при его отношении к хлоридам щелочных металлов, равном 0 1:(0,05-3,00), при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Гексахлорбензол

Хлориды щелочных

металлов

2.Средство по п.

25-96

1,

с я

тем, что

4-75 т л и - в качестчающееве хлоридов щелочных металлов оно содержит хлорид калия или хлориды калия и натрия при их соотношении 1:1.

Изобретение решает проблему очистки алюминия и его сплавов от нежелательных примесей,присутствие которых ухудшает конечные механические свойства металла. Согласно изобретению средство для рафинирования алюминия и его сплавов состоит из гексахлорбензрла и смеси неорганических солей. Гёксахлорбензол в условиях, существукяцих в расплавленном металле, разлагается с вьщелением элементарного хлора. Хлор очищает расплавленную массу как механическим способом (флотация), так и химическим, так как соединяется с некоторыми нежелательными элементами в соединения, которые переходят в шпак. Неорганические соли снижают межфазное напряжение между металлом и шлаком, повышают растворимость нежелательных примесей в шлаке. Восстановленные некоторые компоненты действуют как центры кристаллизации при литье алюминия и его сплавов, что обеспечивает возникновение тонкой кристаллической структуры, а этим и улучшение механических свойств. Изобретенное средство может содержать дополнительно добавки фтори- ,дов щелочных и щелочно-земельньк металлов или комплексных фторидов редких металлов. 1 з.п. ф-лы. с 3 (Л