Способ подготовки шихты для приготовления алюминиевых сплавов Советский патент 1980 года по МПК C22C1/02 

(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частно сти к способам ПОДГОТОВКИ шихты перед плавкой, и может быть использовано на машиностроительных и мета лургических предприятиях для приготовления алюминиевых сплавов, применяемых для получения изделий литьем И обработкой давлением. Известно, что состояние шихты и условия ПОДГОТОВКИ ШИХТОВЫХ материа лов оказывают существенное влияние на структуру И свойства алюминиевых сплавов. Это обусловливает необходи мость ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ перед плавкой. Известен способ подготовки шихты для приготовления алюминиевых сплавов, включающий наводороживание 3-50% ШИХТЫ. Наводороживание шихты осуществляют гальваническим методом в 20%-ном растворе серной кислоты п ПЛОТНОСТИ тока 3-5 а/дм в течение 2-4 час 1. Подготовка шихты по известному способу позволяет повысить механичес кие свойства сплавов на 20-30%, однако ОНИ оказываются еще недостаточ но ВЫСОКИМИ. Кроме того, процесс гальванического наводороживания ших ты является трудоемким, неустойчивым И вызывает ряд технических затруднений. Цель изобретения заключается в повышении механических свойств сплава. Поставленная цель достигается тем, что шихту наводороживают в расплавленном состоянии обработкой водяным паром при влажности 100250 г/нм, температуре 750-950°С в течение 0,5-2 час, затем охлаждают, . охлаждение ведут со скоростью 1010 град/сек. Обработка части шихты предложенным способом обеспечивает получение структуры ЛИТЫХ сплавов с измельченными эвтектикой И зернами твердого раствора (например, для алюминиевокремниевых сплавов). Это обусловливает повышение уровня механических СВОЙСТВ алюминия и его сплавов. Указанное происходит в СВЯЗИ с характерным влиянием газов на .процесс кристаллизации. Пример 1. Осуществление способа на алюминии марки А5. АЛЮМИНИЙ А5 яаводороживали водяным паром при в течение 2 час, после чего через 5 мин жидкий гилюминий вводили Б количестве 15% от веса плавки в исходный расплавленный алюминий при 690-700 0. Затем с температуры 710-720°С заливали отливки в кокиль по принятой технологии. Из полученных отливок изготовляли образцы для испытаний. Эффективность способа оценивали по структуре и механическим свойствам по принятым методикам. Параллельно были приготовлены сплавы с использованием обычной шихты и обработанной по известному способу. Полученные результаты сведены в табл.1. Таблица 1 Механические свойства литого алюминия А5, приготовленного известньпли и предлагаемым способами: предел текучести Go предел прочности JQ относительное удлинение (У и относи тельное сужение 4,7 7,4 21,5 50,0 5,0 8,0 29,5 59,5

5,0 8,5 40,0 70,0 Пример 2. Осуществление предлагаемого способа на сплавах с 5 и 7 % меди. Жидкий алюминий А 99 наводороживали в атмосфере водяного пара с влажностью 100-150 г/нм при 820850с в течение 1,5-2 час, после чего разливали в холодные металлические изложницы в чушки толщиной 10-15 мМ, которые охлаждались со скоростью 15-30 град/сек. Затем рас плавляли чушковый алюминий А99,нагревали до и растворяли катод ную медь. Пскеле этого при 730 °С вво дили наводороженный алюминий в коли честве 10% от веса плавки и с 700710с заливали в кокиль по принятой технологии. Испытания образцов проводили аналогично примеру 1. Полученные результаты сведены в табл.2.

Известный способ наводороживания(20% в .течение 3 час) 14,2

Предложенный способ (наводорожив али в течение 1,5 час) 15,0 Таблица 2 анические свойства литых алюо-медных сплавов, приготовленвестными и предложенным спосоИзвестныйспособ наводороживания(обработке подвергали 20% алюминия в течение 3 час) 13,5 17,1 12,5 20,0 Пр едложе н н ый способ (наводороживалив течение 1 час) 14,5 1&,5 20,0 29,5 Пример 3. Осуществление предлагаемого способа на сплавах с кремнием. .Жидкий алюминий А99 наводороживали в атмосфере водяного пара с влажностью 200-250 г/нм при 900-920°С в течение 0,5-2 час, после чего разливали в холодную проточную воду ., (скорость охлаждения 10-10 град/сек). Затем расплавляли чушковый алюминий А 99; нагревали его до 800°С И растворяли кремний полупроводникочой чистоты. этого при 720° С вводили наводороженный алюминий в количестве 5-10% от веса плавки и с 700-710°С заливали в кокиль по принятой технологии. Испытания образцов проводили аналогично примеру 1. Полученные результаты сведены в табл.3.

Механические свойства литых алюминиевокремниевых сплавов, приготовленных известным и предлагаемым способом.

Известный способ наводсроживания (обработке подвергали 10% алюминия в течение 2 час)

Предложенный способ {наводороживали в течение 0,5 час - 5%)

Известный способ наводороживания10,5 14,5

Предложенный способ (наводорожинали в

Предлагаемый способ (наводороживали в течение 2 час - 10%)

Пример 4. Осуществление предлагаемого способа на сплаве АЛ9.

Жидкий алюминий А7 наводороживали в атмосфере водяного пара с влажностью 150-200 г/нм при 75-0-800°С в течение 1 час, после чего разливали в холодную проточную воду (скорость охлаждения 10-10 град/сек). Затем расплавляли чушковый алюминий

Механические свойства сплава АЛ9 (Тб), приготовленного известным и предлагаемыми способами

Известный способ н анодорожи в ани я (обработке подвергали 5% алюминия в течение 3 час) 23,8

Предлагаемый способ (наводороживали в течение 1 час - 5%) 25,5

Таблица 3

6,0 12,0 16,5 32,5

6,5 13,0 22,5 40,0

11,3 20,5

13,5 18,5 17,5 32,3

А7, нагревали до 720°С и расплавляли чушковые силумин марки СИЛО и магний. После этого вводили наводороженный алюминий в количестве 5% от веса плавки и с 700-710с заливали отливки в кокиль. Отливки подвергали термической обработке по режиму Тб, Полученные результаты механических испытаний сведены в табл.4.

блица 4 7 -73912 Как видно из табличных данных,, эффективно::ть предлагаемого способа подготовки шихты достаточно высокая. Испольэование предложенного способа подготовки шихты позволяет повысить, например, пластичность литыхj алюминиевых сплавов в 1,5-2,0 раза. Кроме того, осуществление предлагаемого способа не вызывает технологических затруднений. Формула изобретения 1. Способ подготовки шихты для приготовления сплавов на основе алюминия, включающий наводорожива«л28 ния 3-50% шихты, отличающн и с я тем, что, с целью повышения механических свойств сплава, наводороживают шихту в расплавленном состоянии обработкой водяным паром при влажности 100-250 г/нм температуре 750-950с в течение 0,5-2 час,затем охлаждают, 2. Способ по п.1, отлича ющ и и с я тем, что охлаждение ведут со скоростью 10-10 град/сек. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 527479, кл. С 22 С 1/02, 1975.