Комплексный модификатор для кремнийсодержащих алюминиевых сплавов Советский патент 1981 года по МПК C22C1/06 

t

Изобретение относится к металлургии литейных алюминиевых сплавов и направлено на разработку состава модификатора.

Известны модификаторы,, используемые для модифицирования литейных алюминиевых сплавов с целью повышения их механических свойств, содержащие сурьму, фтористые соли (или лигатуры) титана, циркония, бора.

Известен модифицирующий флюс 1 для обработки алюминия и его сплавов, содержащий, вес.%:

80-90

Гексахлорэтан ( )

Борфтористоврдородный калий (КВРф)

Фтортитанат калия 0,5-3 ()

Борная кислота 0,5:

Н.ВОз

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является модификатор 2 содержащий, вес.%:

Фтортитанат калия 30-40

Борфтористоводородный калий (KBFj) 2-30

Гексахлорэтан5-10

Фторцирконат калия ОстальОднако данный модификатор применяется только в линейном производстве, а именно для сплавов типа твердый раствор (АЛ 19, ВАЛЮ, АП27-1, АП23-1 и др.). Эффективность воздействия этого модификатора на сплавы . систем Al-Si,Al-Si-Cu,Al-Si-Mg,кристаллизующиеся с образованием значительного количества эвтектики,снижает10ся, так как ингредиенты, входящие в состав модификатора, не оказывают практического влияния на условия кристаллизации эвтектики, форму, размеры и равномерность распределе15ния частиц эвтектического кремния.

Цель изобретения - повышение ме8-15ханических свойств сплавов путем одновременного воздействия в процессе кристаллизации на формирование кристаллов твердого раствора и

20 эвтектической составляющей структуры.

Поставленная цель достигается тем, что в модификатор, содержащий фтортитанат калия, Фторцирконат калия,

25 Гексахлорэтан и борфтористоводородный калий, дополнительно введена сурьма при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

Фторцирконат калия 10-25

Фтортитанат калия 10-25

30 ное

Гексахлорэтан

5-10 Сурьма 10-25

Борфтористоводородный калий

Остальное.

Выбранное соотношение ингредиентов способствует активной реакции модификатора с расплавом при 71073Q°C. Реакция протекает одновременно по двум направлениям. При взаимодействии расплава с солями, входящими в состав модификатора, титан,цирконий и бор переходят в расплав, образуя дисперсные частицы тугоплавких интерметёшлических соединений. Эти частицы при затвердевании сплава служат дополнительными активными центрами кристаллизации твердого раствора, способствуют формированию мелкозернистой структуры.

Сурьма, растворяясь в расплаве, усиливает эффект модифицирования. Являясь поверхностно-активн9й добавкой, сурьма воздействует при кристаллизации сплава на формирование эвтектической составляющей структуры, предотвращает рост кристаллов кремния, способствует их выделению в дисперсной компактной форме и равномерному распределению в эвтектике. В результате комплексного воздействия предлагаемого модификатора на формирование структуры эвтектических сплавов достигается значительное повышение и прочностных,и пластических характеристик сплавов.

Пример, в лабораторных условиях приготовлены и .опробованы несколько составов модификаторов.Модифицирование сплава проводят при 710730 С по двум вариантам,смесью ингре. диентов,завернутой в алюминиевую фольгу, вводимой в расплав с помощью кодокольчика; таблетками модификатора, приготовленными из смеси ингредиентов в разборном штампе на гидравлическом прессе. Для приготовления

смеси под прессование используют тон.ко размолотый порошок сурьмы.

Эффективность модифицирования оценивают по уровню механических свойств и характеру микроструктуры на образцах, вырезанных из отливок,, полученных из модифицированных сплавов АЛ4, АЛ4М, АЛ5-1, В124, АЛ9, ВАЛ8, отлитых в металлические формы.

Результаты исследований предлагаемого и известного модификатора проведенных на сплаве ВАЛ8, представлены в таблице (характер изменения структуры и свойств сплавов АЛ4, АЛ4М, АЛ5-1, В124, АЛ9 аналогичны).

Обработка литейных алюминиевых сплавов эвтектического типа предлагаемым модификатором оказывает большой модифицирующий эффект по сравнению с обработкой известным модификатором, выражающийся в повышении прочности отливок6g из сплава ВАЛ8 на 10-15% и относительного удлинения (Of) в 1,5-2 раза.