Способ подготовки шихты для плавки алюминиевых сплавов Советский патент 1982 года по МПК C22C1/02 

1

Изобретение отиосится к цветной металлургии, в частности к металлургии алюминия и его сплавов.

Известно.что состояние шихты для приготовления сплавов, например алюминиевых, оказывает существенное влияние на механические Свойства сплавов 1.

Известен способ подготовки шихты для плавки алюминиевых сплавов, включающий нагрев и пластическую деформацию шихты. Шнхту нагревают до 300-500°С, а пластическую деформацию осуществляют в твердом виде путем обжатия и прокатки на 5-20% 2.

Сплавы, полученные на шихте, обработанной таким способом, имеют механические свойства выше, чем приготовленные на обычной, но уровень этих свойств может быть еще более повышен.

лелью .изобретения является повьпыенне прочности и пластичности алюминиевь1х сплавов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу подготовки шихты для плавки алюминиевых сплавов, включающему

нагрев и пластическую деформацию шихты, шихту нагревают вьпие температуры солидуса. а деформацию осуществляют в жидко-твердок состоянии.

Нагрев выше температуры солидуса необходим для полного расплавления шихтовых металлов и лигатур.

Обработка части шихты предложенным способом обеспечивает получение структуры с более мелкими и сфероидальными выделениями -второй фазы, например для сплавов А1-Си и Al-Fe. Это происходит в связи с изменением содержания газов, оказывающих определяющее влияние на процесс кристаллизации.

Пример 1. Осуществление предлагаемого способа на сплаве алюминия с 5% меди.

Алюминий А99 расплавляют, нагревают до 700-720 С и осуществляют деформацию в жидко-твердом состояннн, для чего алюминий небольшими порциями (5-10 г) подают к прессу и кристаллизуют под давлением со скоростью порядка 10 -10 град/с. Получают i дискообразные пластины толщиной 0,1-2 мм.

Затем обработанный таким образом алюминий используют для приготсплсния сплава в количестве 60% от веса плавки. Из полученных отливок изготовляют образцы для механических испытаний. Эффективность способа оценивают по структуре и механическим свойСплав, приготовленный способом

Известным (шихтовый алюминий

АОО подвергают деформации

до 20%)

Предлагаемым (60% шихтового а)поминйя А99 нагревают до 740-760 С, подвергают деформации в жидко-твердом состоянии)

ствам по принятым методикам. Параллельно изготовлены сплавы с использованием ишхты, обработанной по известному способу. Механические свойства сплава с 5% меди в литом состоянии, приготовленного известным и предлагаемым способами, представлены в табл. 1. Таблица 1

Механические свойства

G , кгс/мм IЬ , %

V ,%

13,1

6,0

16,8

6,6

П р и м е р 2.. Осуществление предлагаемого способа на сплаве алюминия с 7% меци. Медь М 1 расплавляют, нагревают до 11201140°С и подвергают обработке аналотично Сплав, приготовленньт способом Известным (шихтовую медь деформируют на 20% при ЗОО-бОО С) Предлагаемым по примеру 2Пример 3, Осуществление предлагаемого способа на сплаве алюминия с 3% железа. Лигатуру железа (А1 - 3% Fe) расплавляют, нагревают до 920-940С и подвергают Сплав, приготовленный способом Известным (лигатуру ЛЬРе деформируют на 15% при 300- )

Предлагаемым по примеру 3

27,1

9,2 примеру 1. Затем обработанную медь используют для приготовления алюминиевого сплава с 7% меда. Механические свойства сплава с 7% меди в литом состоянии, приготовленной го известным и предлагаемым способами, представлены в табл. 2. Таблица2 Механические свойства бТкГС/мм ГТГгс 7,% 11,63,32,0 18,18,419,4 обработке аналогично примеру 1. Затем обработанную лигатуру используют для приготовлен ния алюмш1иевого ошава с 3% железа. Механические свойства сплава с 3% железа в Литом состоянии, приготовленного известным и предлягаемым способами, приведены в табл. 3. Таблица 3 Механические свойства I Г II, g, кгс/мм S, % I У , % 9,18,618,9 5 89788 Из данных таблиц 1, 2 и 3 видно, что . механические свойства алюминиевых сплавов, выплавляемых на шихте, обработанной предлагаемым способом, повышаются .(предел прочности на 45-55% для сплавов Al-Cu; относи-5 тельное удлинение на 10-160% для сплавов Al-Cu и Al-Fe). Применение предлагаемого способа подготовки шихтовых металлов и лигатур в машиностроении позволяет уменьшить расход коли-10 честна металла на изготовление деталей при сохранении . их прежних служебных свойств, что приводит в конечном итоге к экономии трудовых, материальных и энергетических ресурсов.15 Формулаизобретения Способ подготовки шихты для алюминиевых сплавов, включающий нагрев 1« и пластическую деформацию шихты, о т л и чающийся тем, что, с целые повьпиения прочности и пластичности сплавов, шнхту нагревают выше температуры солидуса, а деформацию осуществляют в жидко-твердом состоянии. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Афанасьев В. К.,,Никитин В. И, Структура и свойства алюминиевых сплавов в зависимости от условий подготовки шихт(жых материалов. Литейное производство, 1976, № 4, с. 16-17. 2. Авторское свидетельство СССР N 476326, кл. С 22 С 1/02; 1972.