Состав для легирования алюминия бором Советский патент 1982 года по МПК C22C1/03 

. „ :

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и сплавов, в частности к производству алюминиевых сплавов, содержащих бор.

Алюминиевые сплавы с добавками бора получили широкое распространение благодаря эффекту измельчения зерна, улучшения литейных и физико-механических свойств.

Введение бора в алюминиевые сплавы с помощью лигатуры дает возможность уменьшить попадание окисных плен, снизить угар бора, избежать перегрева алюминиевого сплава при плавке.

Известны различные составы для введения бора в лигатуру на основе алюминия. Наибольшее применение в качестве источника бора находит в этих составах фторбораг калия tl3Фторборат калия дорогостоящее и дефицитное химическое соединение. Извлечение бора в лигатуру не превышает , так как фториды бора сублимируют в образующиеся шлаки, при этом создаются неблагоприятные санитарно-гигиенические условия.

Известен также состав для получения лигатуры путем введения бора под зеркало металла в виде предварительно укупоренной порошкообразной смеси, содержащей бор, алюминий и графит npv соотношении 1:1:2 2.

Однако использование этого соста10ва для широкого внедрения, в производстве не представляется возможным изза дефицитности бора и его высокой стоимости.

Известен состав для легирования

15 алюминия бором, содержащий борную кислоту и криолит. Алюминий легируют бором путем алюминотермического восстановления бора из его окисла 3).

Борная кислота является более де20 .шевым материалом и содержит 18 бора.

Недостаток известного состава заключается в том, что усвоение бора ие .39 превышает kO-5Q% при перегреве алюминия до 1300-150б С, а также имеет место насыщение лигатуры окислами а следовательно, понижение качества .обрабатываемых сплавов. Кроме того, высокое содержание криолита увеличивает плотность сост ва смеси, приближая к плотности жид кого алюминия, что затрудняет удале ние образующихся . твердых неметаллических включений из расплава, а кри лиt, взаимодействуя с алюминием, пр .водит к значительным безвозвратным потерям металла. Цель изобретения - улучшение качества обрабатываемых алюминиевых сплавов и повышение усвоения бора. Поставленная цель достигается тем что состав для легирования алюминия бором, содержащий борную кислоту и криолит, дополнительно содержит натрий, фтористый калий и хлористый марганец при следующем соотношении ксмипонентов, i вес, %: Хлористый натрий5-10 Фтористый калий5г10Хлористый марганец . Криолит 15-20 Борная кислота Остальное Увеличение содежания борной кислоты {до 60) в составе солей уменьшает объем вводимых солей, снижает продолжительность плавки лигатуры. Понижение содержания криолита, во-первых, понижает плотность состава солей и упучщает удаление неметаллических включений из расплава, во-вторых, снижает безвозвратные Ьотери алюминия. Введение хлористого натрия пони.жает плотность состава,компенсирует содержание натрия в лигатуре взамен .криолита; хлор, взаимодействуя-с алю минием, образует пузырьки хлористого алюминия, которые поглощают в распла ве водород и удаляют окислы и другие неметаллические включения. С введением фтористого калия пони жается плотность состава, компенсиру ется содержание фтора в лигатуре вза мен Криолита. Добавка хлористого марганца в предложенный состав улучшает очистку расплава от окиси алюминия и другихнеметаллических включений. включение в состав солей хлористого натрия, фтористого калия и хлористого марганца в количестве 2035 за счет уменьшения содержания криолитя понижает температуру плавления состава солей на 250-ЗОО С, что значительно повышает процент усвоения бора из его окислов при одновременном снижении перегрева алюминия до ЮОО-ПОО С. Увеличение процента усвоения бора из его окислов позволяет сократить объем вводимой борной кислоты и снизить продолжительность плавки, что понижает насыщение лигатуры алюминийбор неметаллическими включениями. Рафинирование хлористым марганцем и хлористым натрием снижает содержание окисных плен и других неметаллических включений в лигатуре. Снижение 6 лигатуре алюминий-бор неметаллических включений, в том числе и ,окиси алюминия, положительно отражается на качестве обрабатываемых алюминиевых сплавов, а именно, на повышении пластических и прочностных свойств сплавов. Благодаря низкой температуре плавления состав обладает значительной легирующей, и рафинирующей способностью, поэтому при нагреве алюминия до 10001100°С происходит активное усвоение бора из окислов при одновременном рафинировании расплава от неметаллических включений. При обработке алюминиевого расплава искгиочено насыщение его водородом, так как состав вводится в алюминий в расплавленном состоянии, Для выплавки лигатуры алюминий-бор готовят три состава, отличахмцихся . друг от друга содержанием компонентов, вес.: 1 2 3 Борная киблота 60 55 50 Криолит . 20 17,5 15 Хлористый натрий 5 7,5 10 Фтористый калий5 7,5 10 Хлористый марганец 10 12,5 15 Каждый состав в виде расплава вводится в жидкий алюминий при 900, 1000 и с целью сравнения влияния температуры на процент усвоения