Способ приготовления алюминиевых деформируемых сплавов с марганцем Советский патент 1982 года по МПК C22C1/03 

тью 30-40°С/мин до 770-780°С, выдерживают при этой температуре 510 мин, затем вводят лигатуру в сплав, охлаждают его со скоростью 80-100°С/мин до yiO+S C и выдерживают при этой температуре 25-30 мин. Способ осуществляют следующим образом. В процессе вьщержки лигатуры с содержанием марганца 6-8% под слоем криолит-глиноземного расплава в нее вводят титан в виде титановой губки при соотношении с марганцем 1:10, после чего переливают лигатуру с помощью вакуумного ковша в литейный ковш. Для обеспечения охлаждения лиг туры до ПОг780°С со скоростью 3040С/мин в литейный ковш либо в про цессе заливки в него лигатуры, либо предварительно загружают твердую лигатуру того же состава в необходимом количестве. Дают выдержку в тече ние 5-10 мин для выравнивания температуры по всему объему ковша,затем охлаждают лигатуру со скоростью 80100°С/мин до 710±5°С. Охлаждение с указанной скоростью ведут путем смешивания лигатуры с основой сплава - жидким алюминием, имеющим темпе ратуру 690-700С. При таком смешивании снимается оставшаяся часть перегрева и обеспечиваются условия для образования ме/1кодисперсных кристал лов интерметаллида . Затем дается выдержка 25-30 мин. Пример. Жидкую лигатуру с содержанием марганца 6% выдерживают в тигле под слоем криолит-глиноземно го расплава (NajAl 1 +4%А120з)при 965°С в течение 3-5 ч, вводят Ъ нее титан в соотношении от 1:5 до 1:15, охлаждают с скоростями от 5 до . 100°С/мин до температуры, на 50-70°С превышающей температуру ликвидуса (.для 6% лигатуры 770°С}, выдерживают 10-15 мин, а затем осуществляют охлаждение лигатуры до температуры перитектического превращения с образованием интерметаллического соединения AEgMn (.11Q°C) путем заливки .лигатуры при 770°С в жидкий алюминий, имеющий температуру 670680 С, чтобы после заливки в него лигатуры обеспечивалось снижение тем пературы лигатуры до 710°С, причем с различной скоростью охлаждения. В табл.1 представлены результаты исследования влияния соотношения титана и марганца в лигатуре на дендритной ячейки сплава. Из табл.1 видно, что оптимальным соотношением титана и марганца является 1:10, так как в этом случае размер дендритной ячейки минимальный В табл.2 представлены результаты изучения влияния скорости охлажде«ия посде первой изотермической выдержки на механические свойства сплава Л Из табл.2 следует, что максимальная пластичность сплава АМЦ достигается при охлаждении лигатуры после первой выдержки при 965С со скоростью 30-40С/мин. В табл.3 представлены результаты исследования влияния скорости охлаждения в конечный период обработки лигатуры на механические свойства сплава. Из табл.3 видно, что при скорости охлаждения лигатуры АЕ-Мп в конечный период обработки 80-100°С/мин пластичность сплава получается максимальной . Таким образом, для обработки жидкой лигатуры на основе полученных результатов можно принять следующие параметры: соотношение титана и марганца 1:10, скорость охлаждения лигатуры после первой изотермической выдержки 30-40°С/мин; скорость охлаждения в конечный период обработки 80-100°С/мин. Температура 965°С взята на основании того, что при этой температуре криолит-глиноземный расплав находится в состоянии минимально необходимого перегрева. Время выдержки при 965±10°С 3-4 ч взято на основании того, что при данной температуре, как показали опыты, за это время происходит полное дорастворение марганца. Увеличение выдержки при температуре перитектического превращения 710°С свыше 30 мин приводит к нежелательной коагуляции фазы АЕ(,Мп Так, эксперименты показали, что увеличение выдержки до 45 мин несколько увеличивает размер интерметаллидов;. в сплаве, а увеличение до 60 мин и более приводит к исходному состоянию (без обработки жидкой лигатуры ). Выдержка лигатуры в течение 5-10 мин необходима для достижения равномерности температуры по всему ее объему. Пример2. В лабораторных условиях готовят деформируемый сплав с марганцем марки АМЦ по ГОСТ 4784-74 по .известному и предлагаемому способам. По известному способу жидкую лигатуру, содержащую 7% марганца, выдерживают под слоем криолит-глиноземного расплава (К О 2,7, содержание глинозема 4% при 965±10°С в течение 3-5 ч, извлекают из тигля при этой температуре и добавляют к жидкому алюминию. После приготовления сплава производят заливку проб в алюминиевый разъемный плоский кокиль для изготовления образцов на испытание механических свойств и анализа структуры.

По предлагаемому способу жидкую лигатуру с тем же содержанием марганца выдерживают в тигле под слоем аналогичного криолит-глиноземного расплава при 965tlO°C, вводят в нее титан до соотношения титана к марганцу 1:10, охлаждают лигатуру со скоростью 30-40°С/мин до no-lBQ C, выдерживают 5-10 мин, а затем проводят охлаждение лигатуры со скоростью 80100°С/мин до TlOtS C путем смешивания лигатуры с алюминием, имеющим температуру GSO-TOO C, и выдерживают при этой температуре 30 мин.

Полученные данные приведены в абл.4.

. Использование предлагаемого способа позволит существенноулучшить механические свойства сплавов.

Т а б л и ц а 1

Размер дендритной ячейки сплава АМЦ, мкм

10 20 30 40 60 80 100

Скорость охлаждения лигатуры, С/мин

10 20 30 40 60 80

100

20,1

5,0

3,4

Таблица 2

25,6 , 25,6 29,0 30,1 27,8 27,8 27,8

Таблица 3 Механические свойства iлитое состояние)

Относительное

Предел прочности, кгс/мм удлинение, %

26,7

11,5 26,7 11,5 27,1 11,4 26,2 11,3 26,2 12,1 30,1 11,9 30,1 11,9 Формула изобретения Способ приготовления алюминиевых деформируемых сплавов с марганце включающий выдержку жидкой лигатуры алюминий - марганец с 6-8% марганца при 965110 С под слоем криолито-глиноземног.о расплава, ее охлаждение и введение в сплав, отличающийся тем, что, с целью улучшения механических свойств сплавов путем измельчения кристаллов интерметаллидов в сплаве, в лигатуру вводят титан до его соотношени с марганТаблица 4 цем Is 10, охлаждают эту лигатуру со скоростью 30-40 С/мин до 710-1ВО°С, ВЕадерживают при этой температуре 5-10 мин, затем вводят лигатуру в сплав, охлаждают его со скоростью 80-100°С/мин до 710+5 с и выдерживают при этой температуре 25-30 мин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Плавка и литье алюминиевых сплавов. Справочник, М., Металлургия, 1970, с. 171-175, 2. Авторское свидетельство СССР № S69632, кл, С 22 С 1/02, 1976,