Способ получения лигатуры для модифицирования алюминиевых сплавов

Способ получения лигатуры для модифицирования алюминиевых сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к способам получения лигатур на основе алюминия. Целью изобретения является повышение степени извлечения бора и титана, уменьшение потерь исходного сырья и сокращение выбросов вредных примесей в окружакн дую среду. Цель достигается тем, что после расплавления алюминия вводят компонент, образующий эвтектикус алюминием . Затем загружают фторборат и губчатый титан. Понижение, температуры приготовления лигатуры приводит к достижению поставленной цели.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4764235/02 (22) 01.12.89 (46) 07.12.91. Бюл. ¹ 45 (71) Сибирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе и Новокузнецкий . алюминиевый завод (72) Т.K,Äåìûêèíà, M.Ñ.Êîëåñîâ, В.П.Кадричев, В.А.Дегтярь, М,Я.Минцис и С.M,Ïèðoгов (53) 669.715.018(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1271908, кл. С 22 С 1/02, 29.12.84. (54) СПОСОБ ПОЛУЧ ЕНИЯ ЛИГАТУРЫ ДЛЯ

МОДИФИЦИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ

СПЛАВОВ

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к способам получения лигатур на основе алюминия, предназначенных для модифицирования деформируемых и литейных алюминиевых сплавов, одним из компонентов которых может быть кремний, магний или медь.

Известен способ получения лигатуры для модифицирования алюминиевых сплавов, содержащей в своем составе, мас.,ь: бор 1 и титан 5 путем нагрева расплавленного алюминия до 760 С и добавления к нему гранулированной смеси фторбората и фтортитаната калия, Недостатком данного способа получения лигатуры является использование большого,избытка фторсодержащих солей, так как уже при 530 и 700 С фторборат и фтортитанат соответственно разлагаются по реакциям:

„„SLY „„1696551 А1 (57) Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к способам получения лигатур на основе алюминия.

Целью изобретения является повышение степени извлечения бора и титана, уменьшение потерь исходного сырья и сокращение выбросов вредных примесей в окружающую среду. Цель достигается тем, что после расплавления алюминия вводят компонент, образующий звтектикус алюминием. Затем загружают фторборат и губчатый титан. Понижение температуры приготовления лигатуры приводит к достижению поставленной цели.

530" С

2KBF4 К2ВЕ5+ ВЕЗ; (1)

700ОС

К2Т! Р6 2KF + TIF4, (2) ъ что сопровождается выделением вредных О» выбросов легколетучих фторидов бора и ти- О тана, G

Наиболее близким к предлагаемому по (у технической сущности результату является способ получения лигатуры для модифицирования алюминиевых сплавов, включающий расплавление алюминия, введение фторбората калия и губчатого титана.

Способ включает расплавление апюми- — а ния и введение в расплав фторбората калия и губчатого титана под слой жидкого флюса из хлорида калия. Температура процесса равна 950 С, Недостатком известного способа является низкая степень извлечения бора и титана, повышенный расход исходного сырья, 1696551 в частности, фторбарата калия, и большой выброс вредных фторидов бора в окружающую среду. Это обусловлено высокой температурой процесса (950 С), при которой происходит разложение фторбората калия по реакции (1). Используемый покровный флюс хлорида калия, защищая алюминий и титан от окисления, не защищает фторборат калия от разложения. Поэтому для выхода на заданный состав по бору требуется избыток фторсодержащих солей из-за их больших потерь.

Цель изобретения — увеличение степени извлечения бора и титана в лигатуру, сокращение потерь исходного сырья, уменьшение вредных выбросов фторидов в окружающую среду.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения лигатуры для модифицирования алюминиевых сплавов, включающему расплавление алюминия, введение фторбората калия, губчатого. титана, перед введением фторбората калия и губчатого титана в расплав дополнительно вводят компонент, образующий с алюминием эвтектику в количестве, обеспечивающем получение сплава алюминий компонент с температурой г!лавления сплава, не превышающей температуры плавления алюминия.

Обоснование предлагаемого способа основано на следующем; в двойных системах алюминий — компонент, образующих с алюминием эвтектику, например, AI-Cu, ИSi, AI-Mg, имеются эвтектические сплавы с содержанием компонента Cu, Si и Mg, мас,%: 33,2; 12,5; 34,0 с температурами плавления, С, соответственно 547, 577, 450. Введение фторбората калия в расплав алюминий — компонент при составах, близких к эвтектическому(доэвтектическому или заэвтектическому), имеющих температуру плавления ниже, чем у алюминия, позволяет избежать нежелательного разложения фторбората калия и глубже провести процесс восстановления, Так как титан реагирует с бором с образованием очень прочного интерметаллида ПВг (Al+i в =

-324,5 кДж/моль), то усвоение титана зависит от усвоения бора. Кроме того, образующийся по реакции

А! + KB F4 = В + KF + А1 Рз (3) калиевый криолит выполняет роль покровного флюса, под слой которого, вводят губчатый титан при 800--950 С в зависимости от его содержания, На основании изложенного очевидно, что проведение процесса при более низких температурах по сравнению с известным

10 способом позволит увеличить степень усвоения бора и титана, снизить расход исходного сырья и сократить вредные выбросы фторида бора в окружающую среду (за счет уменьшения разложения фторбората калия), В случае использования компонентов в. . количестве, обеспечивающем образование сплава алюминий — компонент с температурой плавления выше температуры плавления алюминия, поставленная цель не достигается из-за активного разложения фторбората калия

Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от известного, не выявлены и в других технических решениях при изучении данной и смежных областей техники.

Пример 1, В графитовом тигле рас20 плавляли 280 r алюминия технической час- тоты марки А6 (ГОСТ 11069-74) и при

680 — 700 С вводили предварительно нагретую до 300 — 400 С катодную медь марки MQОк (ГОСТ 859-78) массой 170 г. Для

25 снижения температуры расплава до требуемой (600 — 620 С) добавляли твердый алюминий массой 70 r. После растворения меди при перемешивании вводили 50 г фторбората калия марки "ХЧ" (ГОСТ 9532-75). Восста30 новление бора из фторбората калия осуществляли в течение 20-30 мин. Затем повышали температуру расплава до 800—

850 С и пол слой обоазовавшегося флюса загружали губчатый титан марки ТГ 110 (ГОСТ

35 17746-79) массой 30 r. Расплав выдержива ли при перемешивании 30 — 35 мин и производили разливку, В лигатуре определяли содержание бора, титана и меди, и рассчитывали степень усвоения бора и титана.

40 Пример 2, В графитовом тигле расплавляли 450 r алюминия при 700-720 С, загружали предварительно нагретый до

100 — 200 С кремний марки Кр1 (ГОСТ 216969) массой 60 г. После растворения кремния

45 при пергмешивании вводили 50 r твердого алюминия для снижения температуры расплава до 600 — 620 С; Затем при перемешивании загружали 50 r фторбората калия. В дальнейшем процесс вели как описано в

50 примере 1, Пример 3, В графитовом тигле расплавляли 450 г алюминия при температуре

670-690 С, загружали 30 r магния марки МГ (ГОСТ 804-74). При растворении магния при

55 температуре расплава не выше 650 С, которую получали, вводя 50 г твердого алюминия, загружали 50 r фторбората калия, непрерывно перемешивая. В дальнейшем опыт вели как описано в примере 1.

1696551

Составитель А. Кальницкий

Техред М.Моргентал Корректор Т. Малец

Редактор Е. Папп

Заказ 4280 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производс ванно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Г г рина, 101

Для сравнения на том же оборудовании получена лигатура по известному способу.

В графитовый тигель загружали алюминий (500 г) и расплав нагревали до 950 С, затем на его поверхность засыпали технический хлорид калия марки К(ГОСТ 4568-74) высотой слоя 60-70 мм. Под слой флюса вводили фторборат калия (50 г) и губчатый титан (30 г) при перемешивании, Спустя 3-5 мин проводили разливку, Полученные результаты приведены в таблице.

Как видно из приведенных примеров, применение предлагаемого способа по сравнению с известным обеспечивает снижение температуры процесса, повышает степень усвоения бора и.титана, исключает использование дополнительного флюса.

Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает большую экологическую чистоту процесса, так как уменьшает расположение фторбората калия и образование легколетучего фторида бора, в то время, как в известном способе образующийся при более высокой температуре процесса фторид бора попадает в атмосферу и загрязняет окружающую среду. Применяя предлагаемый способ, можно получить лигатуру с меньшими потерями фторбората калия.

Полученная лигатура может найти применение для модифицирования сплавов на основе алюминия.

В процессе модифицирования при вве5 дении лигатуры в сплав содержание дополнительного компонента (кремния, магния или меди) уменьшается до уровня примеси и поэтому полученную лигатуру можно использовать вместо лигатуры Al-Nl-В для мо10 цифицирования сплавов, не содержащих кремний или магний, или медь в основных компонентах.

Формула изобретения

Способ получения лигатуры для моди15 фицирования алюминиевых сплавов, включающий расплавление алюминия, введение фторбората калия и губчатого титана, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени извлечения бора и титана, 20 уменьшения потерь исходного сырья и сокращения выбросов вредных примесей в OKружающую среду, перед введением фторбората калия и губчатого титана в расплав дополнительно вводят компонент, об25 разующий с алюминием эвтектику, в количестве, обеспечивающем температуру плавления сплава не выше температуры плавления алюминия.