Способ получения лигатур для приготовления алюминиевых сплавов Советский патент 1982 года по МПК C22C1/02 

I

Изобретение относится к металлУр гии, а именно к производству сплавов цветных металлов, и может быть использовано при получении лигатур для приготовления алюминиевых сплавов.

Лигатуры - промежуточные сплавы применяют для введения в рабочие сплавы тугоплавких и легкоплавких (легкоиспаряющихся) компонентов с целью модифицирования и легирования. Лигатуры, как часть шихты, должны иметь однородный химический состав и достаточно дисперсные включения первичных интерметаллидое.

Известны различные способы подготовки шихты для получения лигат р алюминиевых сплавов, включающие пластическую деформацию, термическую обработку и т.д.

Известен способ подготовки шихты для получения алюминиевых сплавов, включающий нагрев шихты до температуры на ДО-100 С ниже температуры

солидуса, выдержки при этой температуре и охлаждение в воде ..

Данный способ не позволяет получать лигатуры с повышенным содержанием легирующих компонентов, приводит к образованию крупных первичных интерметаллидов.

Известен также способ получения лигатур с невысоким перегревом расплава над температурой ликвидуса и

10 разлив в подогретые или водоохлаждаемые изложницы 2 .

-ч

Однако эффективность его в отношении однородности и измельчения

15 кристаллов интерметаллидов недостаточно высокая, вследствие невысоких скоростей охлаждения расплава лигатур в указанных условиях (скорость охлаждения не более 10-50 С/с)

20 Применение таких лигатур снижает эффект модицирования сплавов и требует повышенного расхода дефицитных материалов.

Цель изобретения - повышение однородности, усвояемости лигатуры и механических свойств легируемых сплавов.

Цель достигается тем, что согласно способу получения лигатур для приготовления алюминиевых сплавов, включающий расплавление шихты, ее нагрев выше температуры плавления и последую щую кристаллизацию расплава, расплав шихты нагревают до температуры на 100-400 0 выше температуры плавления, выдерживают при этой температуре мин и кристаллизуют под давлением 3-2000 кгс/см со скоростью 10-10 °С/с.

П р и м е р 1. Получают лигатуру Si из алюминия А99 и кремния полупроводниковой чистоты. При этом варьируют температурой перегрева, давлением при кристаллизации и скоротью охлаждения.

Параметры полумения лигатуры по известному и предлагаемому способам приведены в табл. 1.

Таблица 1

Исследование микроструктуры лигатуры, полученной известным и предлагаемым способами, показало, что размер первичных кристаллов кремния уменьшается в 10-100 раз при использовании перегрева (300-400 0), повышенной скорости охлаждении С/с) и давлении при кристаллизации (100-1700 кгс/см).

Полученную лигатуру используют для получения сплава Si.

Плавку ведут следующим образом.

В разогретый тигель загружают алюминий А99 и при 730-750°С вводят расчетное количество лигатуры А 25 Si. Расплав не рафинируют и не модифицируют. Заливку осуществляют с 720-730°С в кокиль с получением плоских отливок и образцов для механических испытаний.

Механические свойства литого сплава А€.9 Si, приготовленного с ислоль зованием лигатуры Si, полученной известным и предлагаемы способами приведены в габл. 2.

Известный

ПредлагаемыйКак видно из табл. 2 механические свойства сплава АЕ-9% 5 заметно возрастают при использовании лигатуры, полученной по предлагаемому способу: предел прочности на 25-35, относительное удлинение в 1,6-2,0 раза.

tnep 397

8,3

11,5

12,0 13,5 16,5Таблица 3 П р и м е р 2. Получают лигатуру ,2 Мп и силумин СИЛ 1, приготовленных по известному и предлагаемому способам. . Параметры получения лигатур по известному и предлагаемому способам приведены в табл. 3.

Полученные лигатуры используют для приготовления стандартного сплава АЛ+ по цеховой технологии. Сплав заливают в кокиль в немодифицированном и модифицированном виде.

Пластические свойства сплавов, приприготовленных с использованием полученных лигатур, возростают в 1,6-1,8 раза и одновременно несколько возрастает прочность сплава.

Использование лигатур, полученных по предлагаемому способу, позволяет заметно повысить механические свойства сплава при минимальном (0,40,6%) количестве модификатора.

Предлагаемый способ позволяет ликвидировать операции дробления лигатуры, повысить точность ее дозировки, сократить количество легирующих металлов за счет достижения гомогенного состояния расплава и интенсификации процесса модифицирования. Наряду с этим повышаются механические свойства получаемых алюминиевых сплавов,

что дает значительный эффект народному хозяйству.

Формула изобретения Способ получения лигатур для приготовления алюминиевых сплавов, вклочающий расплавление шихты, ее нагрев выше температуры плавления и последущую кристаллизацию расплава, о тличающийся тем, что, с целью повышения однородности, усвояемости лигатуры и механических свойст легируемых сплавов, расплав шихты нагревают до температуры на 100400 с выше температуры плавления, выдерживают при этой температуре мин и кристаллизуют под давлением 3-2000 кгс/см со скоростью 10-10 с/с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Альтман М.Б. и др. Плавка и литье алюминиевых сплавов. М., Металлургия, 1970, с. 162.