Способ приготовления борсодержащего модификатора для модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов с содержанием кремния 10% Советский патент 1992 года по МПК C22C1/06 C22C1/02 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и сплавов, в частности, к модифицированию алюминиевых сплавов.

Известен способ приготовления модификатора для модифицирования алюминиевых сплавов Модификатор подают в алюминиевый расплав в потоке инертного газа, азота или аргона в порошкообразном виде. Дополнительно в состав порошка вводят компоненты для дегазации расплава и удаления неметаллических включений. Давление транспортирующего газа 0,2-0,35 бар (20-30 кПа), в течение 5-15 мин в расплав вводится 0,2-0,5% вещества. Количество модификатора усваивается на нижнем пределе допустимой величины от максимального по расчету. Большое количество металла при этом способе удаляется в шлак за счет интенсивного перемешивания. Сплав засоряется неметаллическими включениями и элементами типа К и Na, которые не всегда желательны, в частности именно для таких сплавов как В124.

При этом способе практически невозможно регулировать содержание бора в.

объеме сплава, что, соответственно, увеличивает расход борсодержащей соли, удорожает себестоимость металла.

Наиболее близким к изобретению является способ приготовления борсодержащего модификатора для модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов с содержанием кремния 10%, включающий смешивание борсодержащего компонента с медью и прессование таблеток. Модификатор состоит из борсодержащего компонента и меди-утяжелителя, готовится в виде самопогружающихся таблеток.

Однако известный способ не обеспечивает достаточной степени усвоения бора, так как бор находится в соединении с солями, которые являются дополнительными источниками не всегда желательных компонентов типа калия, а также вновь образуемых фтористых и других соединений, отрицательно влияющих на свойства сплава.

Целью изобретения является повышение степени усвоения бора.

со

с

VI ь о ю

00

со

Цель достигается тем, что согласно способу приготовления борсодержащего модификатора для модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов, с содержанием кремния 10%, включающему смешивание борсодержащего компонента с медью и прессование таблеток, в качестве борсодержащего компонента используют ферробор или лигатуру никель-бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ферробор или никель-бор 70-80

Медь20-30

а прессование таблеток осуществляют под давлением 250-350 Па.

В предлагаемом способе медь является не только утяжелителем, но и гарантом сохранения поверхности порошинок соединений металл-бор, которые затем расходуются на интенсификацию усвоения бора металлом

Прессование в предлагаемом способе необходимо не только для удобства осуществления процесса, но и с точки зрения физико-химического процесса усвоения бора алюминием, т.е. для сохранения поверхностной энергии порошинок, которая интенсифицирует процесс усвоения бора сплайом,

. Способ осуществляется следующим путем

Борсодержащий сплав измельчают до определенной фракции, просеивают через определенный размер сита. Затем в определенном соотношении с наполнителем перемешивают длительное время в бегунах и на прессе под определенным давлением прессуют таблетки. Таблетки загружают в алюминиевый, окончательно приготовленный для разливки металл.

Пример I, Лигатуру NIB весом 600 г измельчают в шаровой мельнице и просеивают через сито с ячейками 0,063 мм. Просушивают при 110°С и смешивают с порошком меди фракции 0,0001мм в бегунах в течение 2 ч. Затем развешивают по 100 г и прессуют таблетки ф 20 мм высотой 15 мм при давлении 300 кПа на прессе. В приготовленный сплав В124 погружают таблетки (6 шт.) на 200 кг расплава. Сплав механически перемешивают без нарушения поверхности ванны. Взятые пробы через 5- 40 мин показывают стабильное содержание бора в сплаве 0,05% по массе. Коэффициент усвояемости бора алюминиевым сплавом достигает 0,98.

Данные по физико-механическим свойствам сплава и усвояемости после введения бора приведены в таблице.

Пример 2, В качестве модифицирующего компонента используют ферробор,

технология подготовки порошка аналогична примеру 1 Прессование таблеток осуществляют при давлении 300 кПа, вводят в расплав В124, приготовленный для разливки.

После погружения таблеток в расплав, последний перемешивают без нарушения поверхности ванны. Пробы, взятые через 5-40 мин, показывают стабильное содержание бора и полное его усвоение.

0 Данные таблицы свидетельствуют о том, что введение бора через борсодержа- щее вещество и медь обеспечивает наиболее полное усвоение бора Введение в виде пррссованных таблеток способствует усвое5 нию При изготовлении таблеток под давлением прессования ниже 250 кПа последние недостаточно прочны, рассыпаются, что отражается на усвояемости, которую можно объяснить тем, что при переходе через жид0 кий расплав порошкообразные составляющие теряют часть поверхностной энергии, которая расходуется на усвоение бора алюминием. Применение давления прессования выше 350 кПа неэффективно, так как

5 при этом усваиваемость бора остается на одном и том же уровне, а при прессовании создает дополнительные трудности по извлечению таблетки.

Борсодержащий компонент в пределах

0 70-80 мас.% обеспечивает оптимальные условия при изготовлении таблеток, а соотношение в них таких компонентов как Ml и Fe при этом не ухудшает свойства сплава. Так, введение менее 70 мас.% борсодержащего

5 вещества снижает процент усвоения бора, о чем свидетельствуют колебания в размерах структурных составляющих. Применение борсодержащего вещества более 80 мас.% затрудняет удаление таблетки при прессо0 вании и снижает эффект усвоения. Снижение эффекта усвоения объясняется тем, что борсодержащий компонент на поверхности таблетки имеет большее количество борсо- держащей лигатуры (т.е. менее защищен

5 медью) и сгбрает бор при переходе из атмосферы в ванну, при этом медь еще практически не начинает растворяться (замечается искрение). Применение меди в концентрации менее20 мас.% не обеспечи50 вает эффект перекрытия борсодержащих порошинок при контакте таблеток с жидким расплавом, а более 30 мас.% не увеличивает усвоение, хотя извлекаемозть таблеток отличная, Усваиваемость бора остается опти

55 мзльной при использовании меди до 2Q-3Q мас.%.

Формула изобретения Способ приготовления борсодержащего модификатора для модифицирования

Л/1юминиево-кремниевых сплавов с содержанием кремния 10%, включающий смешивание борсодержащего компонента с медью и прессование таблеток, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения степени усвоения бора, в качестве борсодержащего компонента испбльзуют ферро- бор или лигатуру никель-бор, при

следующем соотношении компонентов, мас.%;

Ферробор или никель-бор 70-80;

Медь20-30,

а прессование таблеток осуществляют при давлении 250-350 кПа.

Сущность изобретения: смешивают борсодержащий компонент с медью, прессуют таблетки при давлении 250-350 КПа, в качестве борсодержащего компонента состав содержит феррробор или лигатуру никель-бор при следующем соотношении компонентов, мас.%: ферробор или ни- кель-бор 70-80, медь 20-30. 1 табл,