Способ получения отливок из алюминиевых сплавов Советский патент 1991 года по МПК C22B21/06 C22B9/05 

Изобретение относится к литейному - производству и может быть использовано при получении отливок с повышенными требованиями по качеству.

Цель изобретения - повышение качества получаемых отливок.

Повышение качества отливок достигается тем, что при изготовлении отливок из алюминиевых сплавов после расплавления шихты расплав насыщают водородом, а затем производят обработку электрическим током при пониженном давлении,,выстаивание и заливку форм.

Насыщение водородом расплава вызвано тем, что окись алюминия и водорода взаимодействуют между собой. Эксперименты и теоретические данные показывают t что водород и окисные включения существуют в алюминиевых сплавах в форме заряженных частиц. Неме- таллические включения несут отрица- - тельный заряд, водород, находящийся в виде протонов, - положительный. Поэтому при обработке постоянным

электрическим током ионы водорода и окисные включения, перенасыщенные ионами водорода, перемещаются к като- ,ду, откуда они удаляются вакуумирова- нием. В то же время окисные включения , не перенасыщенные ионами водорода, имея более электроотрицательный заряд, перемещаются к аноду, одновременно являясь также транспортером водорода, адсорбированного на окислах, и тем самым затрудняют удаление газовых и окисных включений из расплава.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

После расплавления шихты алюминиевый расплав насыщают водородом более 0,5 см9/100 г мокрым асбестом, затем подвергают совместной обработке постоянным электрическим током с плотное- тью на аноде 0,4 А/см2 и вакуумом с остаточным давлением над поверхностью расплава 10 мм рт.ст. в течение 15 мин. После рафинирования расплав выстаивают 15-20 мин и разлива-1(Я

с

оэ со

00

со

N)

31638192

ют по формам при 700-710tfC, При обработке электрическим током анодом служит тигель печи, катодом - стержень

с т 1

электрода, выполненный из титанового прутка и погруженный на 1/3 глубины ванны расплава.

Исследования проводились на корпусных деталях из сплава Ал-9, работающих не герметичность.

При изготовлении отливок по старой технологии (расплавление шихты, рафинирование постоянным электрическим током при пониженном давлении, выета- ивание и заливка форм) была выявлена следующая закономерность.

Если после расплавления шихты газосодержание в расплаве было менее 0,24 см3/ЮО г, то увеличивалась ве5 выстаивали 15-20 мин и разливали по формам при 700-710°С для испытания на газосодержание, механические свойства и для получения отливок. Полученные отливки проверялись на герметичЮ ность.

Результаты проверки газосодержание в расплаве менее 0,05 см /100 г; предел прочности при растяжении в пределах 21,0-22,0 кг/мм2, а относиts тельное удлинение 6,0-7,0%; брак отливок на герметичности стабилизировал-- ся - в некоторых случаях он сократился до 0%, а в случае отливок, работающих под давлением в пределах 10 кг/см

роятность резких выпадов брака по га- 20 находился в пределах 8-10% (ранее наблюдались выпаДы до 40-50%) ,

Предлагаемое изобретение позволило стабилизировать качество получаемых отливок за счет более полного удаления газовых и твердых неметаллических включений из расплава.

25

зовым раковинам и негерметичности. Например, при изготовлении детали типа корпуса массой 1,050 кг с толщиной стенки 2,5 мм, работающей под давлением до 10 кг/см2, и стабильных 8- 10% брака из 10 плавок в 3-4 плавках наблюдались резкие выпады брака до 40-50%, При изготовлении тех же самых отливок по предлагаемому способу резких выпадов брака не наблюдалось (он зо находился на одном уровне 10%).

Пример, Сплав Ал-9 расплавляли в электрической печи сопротивления типа ВРП-1о После достижения 720-740°С расплав газонасыщался водородом более 0,5 г мокрым асбестом (проводили газоанализ расплава). Далее расплав подвергали совместной обработке постоянным электрическим током с плотностью на аноде 0,4 А/см2 и вакуумом ,Q

Формула изобретения

Способ получения отливок из алюминиевых сплавов, включающий плавление шихты, рафинирование расплава постоянным электрическим током при пониженном давлении, выстаивание и заливку расплава в формы, о т л и - . чающийся тем, что, с целью повышения качества отливок, перед рафинированием расплава его насыщают водородом до содержания не менее 0,5 см3/100 г.

с остаточным давлением над поверхностью расплава 10 мм рт.ст. в течение 15 мин. После рафинирования.расплав

выстаивали 15-20 мин и разливали по формам при 700-710°С для испытания на газосодержание, механические свойства и для получения отливок. Полученные отливки проверялись на герметичность.

Результаты проверки газосодержание в расплаве менее 0,05 см /100 г; предел прочности при растяжении в пределах 21,0-22,0 кг/мм2, а относительное удлинение 6,0-7,0%; брак отливок на герметичности стабилизировал-- ся - в некоторых случаях он сократился до 0%, а в случае отливок, работающих под давлением в пределах 10 кг/см

находился в пределах 8-10% (ранее наблюдались выпаДы до 40-50%) ,

Формула изобретения

Способ получения отливок из алюминиевых сплавов, включающий плавление шихты, рафинирование расплава постоянным электрическим током при пониженном давлении, выстаивание и заливку расплава в формы, о т л и - . чающийся тем, что, с целью повышения качества отливок, перед рафинированием расплава его насыщают водородом до содержания не менее 0,5 см3/100 г.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении отливок с повышенными требованиями по качеству. Цель изобретения- - повышение качества отливок. Расплав перед рафинированием постоянным электрическим током при пониженном давлении предварительно насыщают водородом до содержания не менее 0,5 см3/100 г.Стабилизируется качество за счет более полного удаления газовых и твердых неметаллических включений из расплава.