Способ рафинирования и модифицирования алюминиевокремниевых сплавов Советский патент 1982 года по МПК C22C1/06 

(54) СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ И МОДИФИЦИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВОКРЕМНИЕВЫХ СПЛАВОВ

I

Изобретение относится к литейному производству легких геетных сплавов.

Известен способ обработки алюминие- вокремниевых сплавов флюсами стабильной (без катионного обмена компонентов) солевой системы КСР - NaC MaFА F , избыток NaF в которой сверх количества, необходимого для образования натриевого криолита Noi At Ft , делает возможным модифицирование оС- Si эвтектики силуминов натрием. Натриевый криолит NJ((, вводится во флюсы для повышения их рафинирующей способности, например для растворения окиси алюминия A-tj,Oj и других неметаллических включений, находящихся в алюминии l3 .

Эффективность адгезионных методов рафинирования алюминиевых сплавов флк сами определяется в основном поверхностными свойствами флюсов, которые зависят от поверхностных свойств его компонентов, от содержания и соотношения хлорвщоБ я фторидов щелочных металлов в составе флюсов.

Известен способ рафинирования и модифиш рования алю :иниевокремниевых сплавов введением в жидкий металл фтористых солей натрия, например фтористого натрия NctF JJ натриевого криолита NdjAcF , входящих в состав универсальных флюсов 21 .

Однако эффективность известного способа рафинирования алюминиевых сплавов часто бывает недостаточной, так как до10бавка во флюсы поверхностно-малоактивнь х и сравнительно тугоплавких NaP и NttjA Fb требует повышения температуры нагрева металла до и вьшде для повышения поверхностной активности

15 (смачиваемости) флюса, а это приводит к дополнительному загрязнению сп.паБов неметаллическими включениями и газами.

Модифищфование силуминов натрием из соединения NIcnF, входящего в стабиль20ные (без обмена компонентов) солевые системы КC -NaCf-Nc.F иКМ-NaCfNciF - Nc«}fl F иногда бывает неполны т и непродолжительным повышенной тугоплавкости данных систем. При этом, модифиш1рующий эф()ект натрия в сплавах сохраняется недолго, примерно 30 мин, после чего при продолжительной разливке металла в формы необходимо повтор- ное модифицирование сплавов. Известен способ рафинирования и моди(1зицирования алюминиавокремниевых сплавов, включающий обработку -расплава металла смесью солей, содержащей фто- ристый калий и хлористый калий. Смесь вводится в расплав совместно с фтористы шюминием. При сплавлении фторидов калия и алюминия образуется калиевый криолит, повышающий рафинирующую способность флюса. При этом значительнс улучшаются механические свойства сплавов и увеличивается длительность модифицирующего действия флюса зЗ . Недостаток способа заключается в сложности технологии из-за необходимос та брикетирования фтористого алюминия и повьппенных затрат из-за дефицитности некоторых солей. Цель изобретения - упрощение технологии рафинирования и снижение затрат. Поставленная цель достигается тем, что в способе рафинирования и модифицирования алюминиевокремниевых сплавов, включающем обработку расплава металла смесью солей, содержащей фтористый калий и хлористый калий, указанную сме солей вводят в расплав совместно с фтористым натрием и/или натриевым криолитом. Сущность предлагаемого способа закл чается в том, что рафинирование и модифицирование алюминиевокремниевых сплав осуществляется с помощью фтористого калия, который входит в состав расплава солей хлорида калия, фторида натрия и натриевого криолита. Применение протека обменных реакций в солевом расплаве фтористым калием и натриевым криолитом приводит к образованию калиевого криолита (или калиево-натриевог криолита) и фтористого натрия, что су- HiecTBeHHO повьппает эффективность рафини вания и модифицирования силуминов флюса и продолжительность модифицирующего дей ствия. Фтористый калий необходимо предварительно освободить от воды просушкой при 250-ЗрО°С до постоянного веса, затем сплавить с хлористым калием и натриевым криолитом, после чего его м;ожно применять в качестве флюса. Калиевый криолит, образующийся в С1элевом расплаве в результате катионного- обмена между фтористым калием и натриевым криолитом, по сравнению с последним имеет более.высокие поверхностные свойства; меньщие значения поверхностного натяжения, краевого угла смачивания и времени растяжения капли, что обеспечивает высокую эффективность рафинирования. Кроме того, протекание обменных реакций в солевом расплаве.облегчает переход натрия из флюса в металл при его обработке флюсом, способствуя снижению температуры процесса модифицирования и повышению его эффективности (чему может способствовать также дополнительная добавка в солевой расплав фтористого натрия). Способ рафинирования и модифицирования алюминиевО; кремниевых сплавов осуществляется следующим образом . Фтористый калий освобождается от воды просушкой при 250-300 С до постоянного веса, затем он сплавляется с хлористым калием в соотношении KF : КС-Е 2 : 3 по весу, близком к эвтектическому составу. В данный солевой расплав добавляется натриевый криолит, а также по необходимости с целью снижения расхода криолита и фтористого калия фтористый натрий. Солевой расплав (флюс) после остывания размельчается. Флюс в количестве 2-3 вес. % наносится на поверхность жидкого металла, нагретого до 72О-74ОС, расплавляется на нем и перемешивается с металлом. Жидкий флюс выдерживается на металле 10-15 мин для его рафинирования и модифицирования, затем при необходимости снимается. Производится разливка металла в формы. Применение предлагаемого способа рафинирования алюминиевокремниевых сплавов позволяет повысить их чистоту по неметаллическим включениям и водороду в 1,5-2 раза, полноту и продолжительность модифицирования до 2 ч, что дает возможность повысить механические свойства сплавов на 10% и удлинение Б 1,5 раза. В сравнении с другими способами рафинирования алюминиевокремниевых сплавов флюсами, содержащими калиевый криолит (т.е. образующимися непосредственным введением готового калиевого криолита или путем синтеза из фторидов калия и алюминия), предлагаемый способ имеет экономические преимущества, так как он предусматривает образование калиевого криолита путем катионного обмена во флюсах между фтористым калием и дешевым техническим натриевым крио- литрМд что дает всхэможность снизить стоимость материалов при изготовлении флюсов примерно в 1,8-2,2 раза, или на 4ОО - 500 руб. на 1 т флюса. Формула изобретения Способ рафинирования и модифицирования алюминиевокремниевых сплавов, включающий обработку расплава смесью солей, содержащей фтористый калий и хлористый 986 калий, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии рафинирования и снижения затрат, указанную смесь солей вводят в расплав совместно с фтористым натрием и/или натриевым криолитом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Литейное производство, 1959, № 5, с. 42. 2. Авторское свидетельство СССР NO 63441, кл. С 22 С 21/04, 1944. Я. Авторское свидетельство СССР № 712451, кл. С 22 С 1/06, 1977.