Спосб рафинирования алюминиевых сплавов Советский патент 1976 года по МПК C22B21/06 

1

Изобретение относится к получению сплавов и касается способа рафинирования ме таллов, преимущественно алюминиевых сплавов вакуумированием.

Известен способ дегазации расплава при закрытом переплаве за счет вакуумирования струи металла IL

Недостатком этого способа рафинирования является увеличение поверхности дегазируемого расплава, что приводит к дополнательному окислению алюминиевых сплавов и образованию окисных включений в слитках и деформированных полуфабрикатах.

Известен также способ вакуумирования алюминиевых сплавов в миксере, состоя- щий в выстаивании расплава при 680720°С и остаточном давлении 1-10ммрт.с с перемешиванием расплава 2. Этот спо соб является наиболее близким по технической сущности и достигаемым результа- там.

Однако такой способ не обеспечивает необходимой степени дегазации для устранения газовых расслоений в деформированных полуфабрикатах из-за достаточно высокой растворимости водорода при температзфе вак умирования и металлостатическом давлении расплава в глубине ванны вакуумного миксера.

Цель изобретения - улучшение качества металла за счет повышения степени дегазации и снижение содержания водорода в сплве.

Это дост1-1гается тем, что в предлагаемом способе при вакуумировании алюминиевых сплавов в миксере расплав последовательно в направлении снизу вверх охлаждают до температ ры ниже точки ликвидуса на О,01-О,3 интервала кристаллизации, доводя количество затвердевшей фазы до 1-30% от массы металла в течение 0,5- 2,0 час при остаточном давлении 1Юммрт.ст., затем в среде инертного газа металл последовательно в направлении сверху вниз расплавляют и нагревают до температуры литья. Снижение тe шepaтypь вакуумирования приводит к уменьшению растворимости газа и,следовательно, к увеличению степени дегазации. Для алюминия снижение температ фы ниже точки ликвидуса уменьшает растворимость газа более, чем в 2О раз, что по эффективности вакууми- рования соответствует дегазации тонкого споя расплава. Для сплавов кристаллизующихся .в интервале температур, достаточно проведение вакуумирования при температуре ниже точки ликвидуса с тем, чтобы образовалось не менее 1% твердой фазы. Оптимальный эффект дегазации получен при 515% твердой фазы. Затвердевание более 30% металла нерационально из-еа увеличения продолжительности процесса. Проведение операции кристаллизации расплава последовательно в направлении снизу вверх обуславливает ускорение массопереноса водо рода в верхние слои расплава, что способст вует ускорению кинетики дегазации. Аналоги но влияет направленное расплавление сверху вниз. Предлагаемый способ отличается от известного технического решения тем, что после создания вакуума расплав последовательно в направлении снизу вверх охлаждают до температуры ниже точки ликвидуса, доводя количество затвердевшей фазы до 1-ЗО%, в течение 0,5-2,0 час при остаточ ном давлении 1-10 мм рт.ст. а затем в среде инертного газа металл последователь но в направлении сверху вниз расплавляют и нагревают до температуры литья. Пример 1. Вакуумирование сплава В93 проводили при температуре ликвидуса сплава 635 С, температуре солидуса47О С интервал кристаллизации 165 С, Дегазацию сплава проводили в вакуумном миксере ем: костью 12 тн. После перелива расплава из плавильной печи в BaKjyMHb миксер при 720 С создавали разряжение 10 мм рт.ст. Затем расплав охлаждали до 633 С ниже

Способ

Содержание водорода,

0,10/100 0,09/100

О,16/1ОО

Наличие дефектов при ультразвуковом контроле

Не обнаружено

24 точки ликвидуса на 0,01% интервала кристаллизации). Время выдержки под вакуумом составляло 30 мин. После окончания выдержки в миксер пускали инертный газ до атмосферного давления и разогревали металл до исходной температуры 720 С. Отливку слитков производили непрерывным методом диаметром 650 мм. Пример 2. Вакуумирование сплава В93 проводили в вакуумном миксере емкостью 12т. После перелива расплава из плавильной печи в вакуумный миксер при 720 С создавали разряжение 10 мм рт.ст. Затем расплав охлаждали до 585 С (ниже точки ликвидуса на О,3 интервала кристаллизации) . Время выдержки под вакуумом составляло 2,0 час. После окончания выдержки пускали инертный газ до атмосферного давления и разогревали металл до исходной температуры 7 20 С. Отливку слиткО производили непрерывным методом диаметром 650 мм. В обоих примерах охлаждение расплава в вакуумнок миксере производили снизу вверх. Направленность охлаждения обеспечивали за счет объема тепла от расплава водоохлаждаемым корпусом миксера при выключенном обогреве . Разогрев металла производили сверху вниз включением электрическо1 о обогрева, расположенного в крышке миксера. Для сравнения качества металла, полученного по предлагаемому способу были отлиты слитки сплава В93 по известному способу вакуумирования. Результаты исследования слитков и деформированных полуфабрикатов штамповок приведены в таблице.

Предлагаемый способ позволяет изготавливать крупные деформкроБаниые попуфабрикаты без внутренних дефектов.

Экономическая эффективность изобретения состоит в увеличении выхода годного в металлургическом и машиностроительном производстве.

Формула изобретения

Способ рафинирования алюминиевых сплавов, включаюший создание вакуума над pacnnaBOMj отличающийся тем, что с целью повышения степени дегазации и снижения содержания водорода в сплаве,

5 5326426

расплав после создания вакуума поспедо-Источники информации, принятые во вни

вательно в направлении снизу вверх охлаж-мание при экспертизе:

дают до температуры ниже точки ликвидуса1. Патент Франции, № -1589176, кл. С

на 0,01-0,3 интервала кристаллизации, в22 1Э 9/00, 1970,

течение 0,5-2,0 час, а затем в среде инерт-. 2, Применение вакуумной обработки в

ного газа металл последовательно в направ-миксере, СССР, Технологическая рекомендалении сверз у вниз расплавляют и нагреваютция, ВИЛС, № ТР-53-1-70, 197О (продо температуры литья,тотип).