Способ подготовки шихты для приготовления алюминиево- кремниевых сплавов

Способ подготовки шихты для приготовления алюминиево- кремниевых сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических .Республик н»973652 фЪ

// ", I/

: /— (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18. 05. 81 (2! ) 3289946/22-02 1) М g> 3 с присоединением заявки ¹â€”

С 22 С 1/02

Государственный комитет

СССР. no делам изобретений и открытий . (23) Приоритет— (S3) УДК 669. 71. .5.14 (088.8) Опубликовано 15.1132,Бюллетень ¹ 42

Дата опубликования описания 15.11.82 р „, В.К.Афанасьев, Г.Т.Коровин, С.A.Строганова и Б.О.ЗахаРов /1е, " 3Pgq

" е," -6 "р",."о

1 "° . t юъ cj .;, !

Сибирский ордена Трудового Красного Зн металлургический институт им. Серго Орджоник (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ШИХТЫ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

АЛВ)ИИНИЕВО-КРЕМНИЕВЫХ CIIJIABOB

Изобретение относится к метал- . лургии цветных металлов и может быть использовано для приготовления алю-. миниево-кремниевых сплавов.

Состояние шихты перед плавкой оказывает существенное влияние на механические свойства получаевых сплавов.

Известен способ подготовки шихты для получения алюминиевых сплавов, включающий наводораживание шихты в расплавленном состоянин путем ее обработки при 750-960оС.в течение 0,52,0 ч водяным паром влажностью 100250 г/м и последующее охлаждение сплава со скоростью 10-10Ч /с (1 .

Недостатком этого способа язляется невозможность получения сплавов с высокими механическими свойствами, Известен также способ подготовки шихты для приготовления алюминиевокремниевых сплавов, включающий электрохимическую обработку шихчы в 350%-ном растворе кислоты. При этом за счет катодной обработки шихты в

20%-ном растворе серной кислоты при плотности тока 3»»5 A/äè в течение

2-4 ч происходит наводораживание шихты, что пожпаает механические свойства получаеьых сплавов 121., Однако подготовка шихты этим способом позволяет повысить механические.свойства сплавов в недостаточной степени.

Целью изобретения является повышение механических свойств сплавов.

Цель достигается тем, что согласно способу подготовки шихты для приготовления алюминиево-кремниевых сплавов, включающему электрохнмическую обработку части шикты в растворе кислола, производят анодную обработку шихтового кремния в растворе плавиковой кислоты.

При этом анодную обработку производят в 1030%-ном растворе кислоты при плотности тока 10-20 А/дм

2 в течение 1-3 ч.

Нижний предел концентрации кислоты обусловлен недостаточным насыщением шихтового кремния фтором, верхний — агрессивностью среди, в которой ведется процесс насыщения.

Выход за пределы предложенной плотности тока нежелателен, так как при плотности тока меньше ZO A/äì необходимо значительно увеличивать вре.— мя травления, а при плотности тока больше 20 A/ä .- увеличивается интенсивность травления, что в условиях

973652 агрессивности среды небезопасно.

Травление менее 1 ч не дает желательного эффекта, т.е. повышения механических свойств, увеличение времени травления более 3 ч нежелательно в связи с агрессивностью среды. 5

Обработка части шихты (шихтового

;кремния) Предложенным способоМ Приводит к повышению уровня механических свойств алюминиево-кремниевых спла- вов в литом и термически обработан- 10 ном состояниях. Указанное связано с тем, что при электрохимическом травлении в растворе плавиковой кислоты кремний насыщается фтором, что приводит к изменению гаэосодеркания !5 сплавов, оказывающего существенное влияние на поведение сплавов при кристаллизации и термообработке.

Пример 1. Осуществление предлагаемого способа на сплаве АР»11% щ

S1. Шихтовый кремний подвергают электрохимическому анодному травлению в

20-ЗОВ-ном растворе плавиковой кислоты при плотности тока 10-20 A/äì в течение 2,5-3 ч. Эатем расплавляют чушковый алюминий А7, нагревают его до 900 С и растворяют обработанный кремний. Эаливку сплава осуществляют с 670-7500С в металлический ко1

Таблица 1. Способ подготовки шихтового кремния

В термообработанном состоянии

В литом состоянии кгс вр „ъ кгс ьр,-,у

Шихтовый кремний без обработки

3,9

6,5

6,4

11,7

2,3

Известный способ (электрохимическое катодное травление) 12 9

7,5

16,6 2,3 О

18 7 3 0 6 5 14 5

13i1

11,5

15,8 3,2 5,1 15,0

7,2

16,6

Предлагаемы способ

Электрохимическое анодное травление в 20%-ном растворе плавиковой кислоты при плотности тока

10 A/äì в течение 2,5 ч

Электрохимическое анодное травление в

30%-ном растворе плавиковой кислоты при плотности тока

20 А/дм в течение 3 ч киль, подогретый до 150-200 С. Изго- товление образцов для испытания механических свойств проводят по ГОСТ

1497-73. Эффективность способа оценивают по структуре и механическим свойствам в литом и термически обработанном состояниях по принятым методикам. При этом термическую обработку проводят при температуре нагрева 5500С времени выдержки 5 ч, охлаждение осуществляют на воздухе.

Параллельно приготовлены сплавы с использованием обычного шихтового кремния и обработанного по известному способу, т.е. подвергнут го электрох.комическому катодноьц травлению в рас воре сернОй кислоты. Полученные результаты сведены в табл.1.

Пример 2. Осуществление предлагаемого способа на сплаве A --15%

S1 Шихтовый кремний подвергают электрохимическому анодному травлению в 10-ЗОЪ-ном растворе плавиковой кислоты при плотности тока 10-15 A/äì в течение 1-2 ч. Приготовление. сплавов, термическую обработку и испыта,ние образца проводят аналогично при меру 1. Полученные результаты сведены s табл.2.

Механические свойства

973652

Таблица 2

Механические свойства

Способ подготовки шихтового кремния

В литом состоянии

В термообработанном состоянии кгс

@ВР 1 .

%, %, . Ф М кгс вР мм

Шихтовый кремний без обработки

l5,3

14,9

2,1 0

5 0

3,5

Электрохимическое катодное травление в

20%-ном растворе н„яо

18,0

4,5

2,0 0

5,3

15 0

Электрохимическое анодное травление в 10%-ной

HF при плотности тока 10 A/äì в течение 1 ч

18,5

6,9 7,8

1,8 0

14,9

Электрохимкческое анодное травление в 30%-ной

HF при плотности тока 15 A/äì в течение 2 ч

1,1 0

7,9

20,3

16,2

8,0

Составитель A.Aðíîëüä . Техред М.коштура Корректор Г.Решетник

Редактор И.Мктровка

Заказ 8620/31 Тирах 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Укгород, ул. Проектная, 4

Из данных табл.1 и 2 видно, что механические свойства алюминиево кремниевых сплавов, приготовленных на шихтовом кремнии, обработанном предлагаемым способом, повьаааются как в литом, так и в термически обработанном состояниях по сравнению с приготовлением известным спосбом.

Предел прочности увеличивается в

1„2 раза, относительное удлинение в 1,5 раза, относительное сумение в 1,5 раза.

Применение предлагаемого способа подготовки шихтового кремния позволяет увеличить долговечность изделий из алюминиево-кремниевых сплавов.

Формула изобретения

1. Способ подготовки шихты для приготовления алюмкниево-кремниевых сплавов, включающий электрохнмическую обработку части шихты в растворе кислоты, о т л и ч а ю щ и й-, с я тем, что, с целью повышения механических свойств сплавов, анодную обработку шихтового кремния проводят в растворе плавиковой кислоты.

2. Способ по п.l, о т л и ч а ю-.

45 шийся тем, что используют 1030%-ный раствор плавиковой кислоты, а обработку проводят при плотности тока 10«20 А/дм в течение 1-3 ч.

50 Источники информации, принятые во внкмание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ю 739122, кл. С 22 С 1/02, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

9 527479, кл. С 22 С 1/02, 1975.