Способ дегазации легированных алюминиевых сплавов Советский патент 1992 года по МПК C22B9/04 C22B21/06 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения высококачественных алюминиевых отливок.

Цель изобретения - улучшение условий труда, повышение качества и увеличение выхода годного метапла.

В качестве рафинирующего агента при дегазации легированных алюминиевых сплавов используют плав ванадиевого хлоратора с содержанием 20 - 40% хлористого алюминия в количестве 0,05-0,15% от массы металла причем введение в расплав осуществляют при 840 - 880°С, а выдержку - в течение 5-7 мин.

Нижнее содержание хлористого алюминия в плаве для рафинирования не менее 20 % выбрано из условий наиболее оптимального количества, способствующего повышению тугоплавкости смеси и уменьшению выбросов в атмосферу. Более низкое содержание хлористого алюминия снижает техно- логические свойства плава и требует повторного рафинирования с повышением расхода дегазатора.

При содержании хлористого алюминия более 40% или при количестве плава больше, чем 0,15%, увеличиваются выбросы в атмосферу с ухудшением экологичности.

Нижний предел по времени рафинирования не менее 5 мин и количество плава не менее 0,05% выбраны с учетом минимально необходимого времени для протекания процессов газовыделения из жидкого расплава для получения плотных отливок.

Нижний предел по температуре рафинирования не менее 840°С определен исходя из условий заливки отливки поршня дизеля из сложнолегированного сплава АК21МЗН1 с целью повышения технологических свойств за счет перегрева. Более высокая температура, чем 880°С. увеличивает вредные выбросы в атмосферу с увеличением окисления металла и уменьшением выхода годного.

Плав ванадиевого хлоратора подготавливают следующим способом. Куски размерами 30 - 50 мм просушивают при 150 - 200°С. Подготовленный таким образом дегазатор в количестве 250 - 300 г погружается колокольчиком под поверхность жидкого

(Л

с

2

ю со

4

ел

алюминиевого расплава на дно тигля раздаточной печи емкостью 140 кг после слива из ковша погрузчика.

В процессе обработки алюминиевого сплава происходит интенсивное выделение парообразных и жидких продуктов разложения, которые удал я ют пузырьки водорода и неметаллических включений из расплава, а плав, представляющий собой сложный комплекс хлоридов, вступает в контакт с жидким шлаком при значительно меньшем газовыделении. При достаточно длительном времени реагирования плава при позы- шенной температуре образуется на поверхности металла сухой, легко снимав- мый шлак и сокращается брак отливок.

В таблице представлены варианты осуществления предлагаемого способа дегазации в сравнении с известным. Из приготовленного по различным вариантам способа дегазации металла заливают технологические пробы на жидкотекучесть, усадку и пористость, а также определяют выход годного и выбросы в атмосферу. Результаты также приведены в таблице.

При обработке сплава АК21МЗН1 по опытам дегазации 2 3, 5 и 6 наблюдается увеличение выхода годного, уменьшение выбросов в атмосферу и более высокие технологические свойства. Опыты 1 и 5 и изве- стный менее эффективны в связи с большим количеством выбросов в атмосферу, повышенным окислением алюминиевого сплава и большей пористостью отливок.

Результаты испытаний предлагаемого способа дегазации показали, что технологические свойства сплава превышают свойства сплавов, обработанных по известным . способам. Увеличивается--жидкотекучесть алюминиевого сплава в результате понижения вязкости после обработки плавом ванадиевого хлоратора. Литейный брак отливок, выявленный после механической обработки, составляет 1,3 против 4,5% по серийной технологии. Выход годного металла 95,1 - 96,7 вместо 95,0% по ранее применяемым способам, и газовыделение по сравнению с известным дегазатором меньше в 1,5-2 раза.

Формула изобретения Способ дегазации легированных алюминиевых сплавов, включающий введение в расплав рафинирующего агента, содержащего хлористый алюминий, и выдержку, о т- личающийся тем, что, с целью улучшения условий труда, повышения качества и выхода годного металла, в качестве рафинирующего агента используют плав ванадиевого хлоратора с содержанием 20 - 40% хлористого алюминия в количестве 0.05 - 0,15% от массы металла, введение в расплав осуществляют при 840 - 880°С, а выдержку - в течение 5-7 мин.

Использование: литейное производство для получения высококачественных отливок. Сущность изобретения: в расплав металла вводят плав ванадиевого хлоратора с содержанием 20 - 40% хлористого алюминия в количестве 0,05 - 0,15% от массы металла при 840 - 880°С с последующей выдержкой 5-7 мин. Повышена степень дегазации, улучшены условия труда, качество и выход годного. 1 табл.

1Рафинирование- 0,03$ плава

с 30 хлористого алюминия84t0,462,93,0

сплава АК21МЗН1 при 820°С и выдержке 4 мин

2Рафинирование 0,15 плава

с 20 хлористого алюминия 850 0,47 2,8 2,0 сплава АК21МЗН1 пр-и 840° С и выдержке Ъ мин

3Рафинирование 0,05% плава

с 40 хлористого алюминия8490,465,33,0

сплава АК21НЗН1 при 860°С и выдержке 6 иин

4Рафинирование 0,1 плава

с 30 хлористого алюминия 849 0,49 5,1 4,0 сплава AK21H3HI при 880°С и выдержке 6 мин

5Рафинирование 0,2 плава

с 30 хлористого алюминия8590,495,14,0

сплава AK2IM3H1 при 900° С и выдержке 10 мин

6Рафинирование 0,1 плава

с 30 хлористого алюминия3610,473,01,0

сплава АК21НЗН1 при 850°С

и выдержке 6 мин

7Рафинирование 0,05 плава

с 30 хлористого алюминия8700,482,92,0

сплава АК21ИЗН1 при 880°С и выдержке 7 мин

8Рафинирование 6,3 хлдрис-

з- того алюминия сплава8500,506,03,0

ст- АК21МЗН1 при 850°С и вы- й) держке 10 мин

&,г

95,2

96,0

95,2

95,2

96,4

95,1

95,0