Флюс для модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов Советский патент 1980 года по МПК C22C1/06 

(54) ФЛЮС ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВО-КРЕМНИЕВЫХ изобретение относится к технологии обработки сплавов специальными средствами,. в частности флюсами и может быть использован в литейном производстве при изготовлении отливок с повышенными физико-механическими свойствами. Известен флюс для обработки алюминиево-кремниевых сплавов, содержа щий 10% фторцирконата .калия, а остальное - хлориды натрия и калия в соотношении 1:1 1. Недостатком известного флюса явл ется отсутствие в его составе компо нента, способного эффективно измени эвтектические кристаллы кремния, чт необходимо при обработке алюминиево кремниевых сплавов с повышенным содержанием железа. , Известен также флюс, содержащий фторцирконат калия и хлористый кали для увеличения модифицирующего эффе та введен хлористый кальций/ металлический кальций и гексахлорэтан пр следующем соотношении компонентов, вес.%; Хлористый калий 15-42 Хлористый кальций 10-30 Фторцирконат калия5-15

СПЛАВОВ Кальций металлический0,5-2,0 Гексахлорэтан Остальное Недостатками этого флюса являютсясложность приготовления реагента из порошкообразных хлористых солей и металлического кальция, требующего соблюдения специальных мер предосторожности, усложняющих техпроцесс, а также наличие гексахлорэтана, повышен ное содержание которого в силумине приводит к огрублению эвтектического кремния и снижению прочностных свойств металла. Кроме того, высокая хикшческая активность кальция приводит к его сильному окислению, способному загряз нить металл окисными включениями. Цель изобретения - повьлиение эффективности модифицирования сплавов с улучшением их свойств. Поставленная цель достигается тем, что флюс, содержащий хлориды калия, натрия и фторцирконат калия, дополнительно содержит фторид натрия при следующем соотношении компонентов, вес.%: Фторид натрия 15-20 Хлористый калий 30-40

Фторцирконат калия 30-38 Хлористый натрий Остальное В предлагаемом флюсе фторид йатрия (NaF) Предназначен для,измельчения . эвтектического кремния, процесс которого осуществляется путем перехода натрия в сплав по такой схеме: 3NaF + А1 + 3Na

С ПОМОЩЬЮ фторцирконата калия () в силумин вводится цирконий, образуюошй тугоплавкие частицы, способные измельчить ai твердый раствор и железосодержащие фазы, всегда присутствующие в силумине.

Хлориды калия и натрия способствуют улучшению поверхностных свойств флюса и снижают температуру его плавления.

Таким Образом, предлагаемый соста флюса модифицирует-как эвтектику, так и твердый раствор, т.е. оказывает комплексное воздействие на структуру сплава.

При содержании во флюсе фторида натрия менее 10% эвтектическая соста ляющая измельчена недостаточно, что приводит к снижению пластичности сплава. Если фторида натрия свыше 20%, то это приводит к повышению температуры плавления флюса и перемодифицированию эвтектики.

.Пределы фторцирконата калигя выбирают из условия оптимальных значений механических свойств, а именно введение фторцирконата калия ниже 30% снижает прочностные характерис.тики силумина, а выше 38ухудшает поверхностные свойства флюса.

Содержание хлоридов и калия выбирают из условий баланса смеси, причем отношение,КС1:NaCl 2.

В табл. 1 приведены составы предлагаемого флюса, которые приготавливают в лабораторных условиях для определения его эффективности. Таблица

Наименование

Состав, вес.% компонентов

I II III IV V

15 18 20 22

т

2G 30 34 38 40

20 30 35 40 45

Остальное

Кроме того, приготавливают один состав известного со средним содержанием его компонентов, вес.%; калий хлористый 35, кальций хлористый 15, Фторцирконат калия 10, кальций 1, гексахлорэта н остальное.

Указанными в табл.1 составами редлагаемого фЛюса и известным обабатывают сплав АЛ-2 состава, вес.%: кремний 10,50, железо 0,45, марганец 0,33, алюминий остальное.

Плавки проводят в электрических печах сопротивления емкостью тигля 1,0 и 60 кг.

Флюсы готоврт смешиванием компонентов, предварительнб просушенных, и перед обработкой сплава их выдерживают в печипри 200с.

Далее насыпают модификатор на зеркало металла в количестве 3% от веса последнего и после его расплавления выдерживают силумин при 7 О ОС в течение 1ч.

После снятия флюса заливают стандартные образцы диаметром 12 мм в кокиль, подогретый до 200°С. После отливки заготовки обрабатывают по . режиму старения: нагрев до , выдержка 8 ч, охлаждение на воздухе.

Результаты исследования механических свойств сплава АЛ-2 после обработки предлагаемым флюсом и известным приведены в табл.2.

Таблица 2

Из табл. 2 видно, что предлагаемый флюс позволяет повысить предел прочности при растяжении на 40-50%, а относительное удлинение в 2-2,5 раза по сравнению с обработкой алюминиево-кремниевых сплавов известным модификатором.

Кроме того, предварительные расчеты показывают, что экономический эффект от замены известного флюса г предлагаемым составит 30-50 руб, на тонну годного литья.

Формула изобретения

Флюс для модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов , содержащий хлористый натрий, хлористый калий и Фторцирконат калия, о т л и ч а ющ и 9 с я тем, что, с целью повышения эффективности модифицирования

S7308526

сплавов с улучшением их свойств, онИсточники информации, дополнительно содержит фторид натрия pинятыe во внимание при экспертизе при следующем соотношении компонен- 1. Курдюмов А.В. и др. Исследоватов, вес.%: ,нйе межфазных характеристик - ЦветФторид натрия 15-20ная металлургия (Известия ВУЗов) Хло{ истый калий 30-40 5 2, 1977, с.64-68. Фторцирконат .

калия30-382. Авторское свидетельство СССР

Хлористый натрий Остальное 569633, кл. С 22 С 1/С6, 1975.