Способ получения алюминиево-кремниевых сплавов

СО 103 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК И 9) И 2 В 9/ 2,51 4 С 2 САНИ ОБРЕТЕНИЯ ВТОВСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ вов силуминов). Цель изобретения улучшение качества сплавов путем повьппения механических свойств, плотности, электропроводности и формоэаполняемости сплавов за счет улучшения морфологии кристаллизации эвтектического кремния и железосодержащей фазы, что достигается введением в расплав сульфида сурьмы. При разложении этого соединения происходит равномерное распределение в расплаве сурьмы и серы. Сурьма модифицирует кремниевую составляющую, а сера способствует кристаллизации железосодержащей фазы в компактной Форме, чтог% благоприятно сказывается на комплек- Я се физико-механических свойств сплавов. 1 табл. Бюл.й пол итехниче М.И,Стрижеюшенко ов,1.494(54) СПОСОБ ПОЛУ КРЕМНИЕВЫХ СПЛАВ (57) Изобретение металлургии цвет вов, в частности цирования алюмин ЕНИЯ АЛЮМИНИВ 0 тносится к о х металлов и ст спла ифиспособам м во-, кремниевых спл сплав с помощью колокольчи го вроисх к металл лавов, в фицирова авов (сил дит разложение этого соединеыделением серы, которая споует равномерному распределению по всему объему расплава.стно также, что сера является е эффективной добавкой для эации железосодержащей фазы бствует ее кристаллизации в й форме. особам мо мниевых с частности к салюминиево-крминов). Цель изобр обстурьмыИз ач тения - улучшени утем повышения и наиболнейтралии спосокругл ани ства сплавовческих свойст ости, электрополняемости о водностиминиево-к рмо одифичшесплаво а счет евых модинамический анализ возмо ьмои кри цированных сур ния морфологии тического крем аллизации железосоде ных реакций вза газами (кислоро ром, фтором и с интервале темпе а ия и тосурь-.ст Изобретение со расплав обрабатыв мы (БЬ, Б) в коли ю вие вз имо ествисходит. Это по их совместный в временного моди т массы расплав Сульфид сурьмь авляется в видепосоде имее орош ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Патент Франциикл, С 22 С, 1961. Изобретение относитии цветных металлов и имодействия сурьмы с ом, водородом, хлорой) показал, что в атур 8501100 К урьмы с серой не проволяет осуществитьод в расплав для оцноицирования включенийэвтектического кремния и железосодержащей фазы.В качестве примера приводится обработка сурьмой и БЬ Бвторичных сплавов АК 5 М 2 и АК 9 М 2 СХ в состоянии5 поставки-, Плавки проводили в печи сопротивления в графитовом тигле марки ТГ 75. Для оценки механических свойств в кокиль отливали разрывные образцы с диаметрбм рабочей части 12 мм и базовой длиной 60 мм. Перед заливкой кокиль нагревали до температуры 250 С и окрашивали кокильной краской. Для одного состава сплава отливали 10 об разцов. Предел прочности при растяжении ( ) и относительное удлинение И) определяли на разрывной машине УММна образцах .в литом и термообработанном состояниях. Использовали 20 следующий режим термической обработо ки: закалка с температуры 515 С и старение при 175 С в течение 9 ч.Из технологических свойств определяли формозаполняемость (ФЗ) по про бе Энглера-Эллерброка и плотность Я). Для оценки эффективности рафинирования и модифицирования проводили измерение удельного электросопротивленияобразцов на установке УЗОЗ. ЗО Добавки сурьмы и БЬ Бвводили в расоплав при 770 С. Заливку образцов и проб проводили при 730 С, Результаты исследований приведены в таблице. 40 Анализ полученных результатов показывает (таблица), что предлагаемый способ модифицирования обеспечивает получение более высоких механических свойств в литом и термообработанном состояниях по сравнению с известным способом ввода сурьмы в расплав. Зависимость прочности и пластичности от величины добавок сурьмы носит экстремальный характер. Оптимальная добавка сурьмы не должна превышать 0,050,1 Е. В случае увеличения добавки механические свойства сплава снижаются. Это можно обьяснить несколькими причинами: предельная растворимость сурьмы в алюминии при температуре эвтектического превращения составляет 0,05 Я., поэтому при увеличении добавки сурьма, как сильно ликвирующий элемент, способна образовывать самостоятельные соединения с алюминием А 1 БЪ, которые, кристалли-.зуясь в форме пластин, отрицательно влияют на свойства сплава. Кроме того, сурьма хотя и незначительно, но снижает плотность сплавов.В случае обработки сплава сульфидом сурьмы механические свойства сплавов АК 5 М 2 и АК 9 М 2 СХ имеют более высокие значения из-за комплексного воздействия сурьмы и серы на структурные составляющие сплава. Такая обработка устраняет некоторые недостатки, свойственные сплавам, модифицированных сурьмой. Это достаточно убедительно показывает измерения плотности образцов, где независимо от величины добавки сульфида сурьмы плотность сплавов не уменьшается. Можно предположить, что при взаимодействии сульфида сурьмы с расплавом выделяются соединения серы, которые оказывают рафинирующее действие на расплав.Кроме того, соединения серы благоприятно воздействуюг на форму железо- содержащих фаз А 1 Б 1 РеМпСг и А 1 С 1 ГеМп, способствуя их кристаллизации в компактной форме. Изменение формы железосодержа цих фаз с разветвленной на компактную улучшает условия питания отливки и обеспечивает получение более плотного литья. Сера является также модификатором и для соединения А 1 БЪ, поэтому увеличение добавки сульфида сурьмы практически не снижает свойства исследуемых сплавов. Более высокая степень рафинирования и модифицирования сплавов подтверждается снижением удельного электросопротивления, т.е. ростом злектропроводности, Данные по формозаполняемости при напоре 80 мм для оптимальных добавок сурьмы и сульфида сурьмы подтверждают эффективность предлагаемого способа. Рекомендуемая величина добавки сульфида сурьмы определенная, исходя из эффективности ее воздействия и экономической целесообразности, составляет 0,10,27 от массы расплава. Ввод сульфида сурьмы в количестве менее 0,12 обеспечивает слабый модифицирующий эффект. Добавка более 0,2% экономически нецелесообразна, так как аналогичный эффект достигается меньшей добавкой.Приведенные данные показывают, что предлагаемый способ модифицирования алюминиевых сплавов сурьмой позволяет получать на вторичных силуминах высокие физико-Механические свойства, что дает возможность использовать их взамен первичных спла5 1470799 6вов типа АЛЗ и АЛ 5. Разница в стоимос- рование расплава и последующую кристи 1 т сплава АК 5 М 2, модифицирован- таллизацию, о т л и ч а ю щ и й с я ного 0,157 БЬ Б и сплава АЛ 5, обра- тем, что, с целью улучшения свойств ботанного универсальным флюсом, сос- сплавов путем повышения их механитавляет около ,20 руб,5ческих свойств, плотности и электроф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я проводности отливок, в качестве модификатора используют сульфид сурьмыСпособ получения алюминиево-крем- в количестве 0,1-0,27. от массы распниевых сплавов, включающий модифици лава. Сплав АК 9 М 2 СХ Состав, % р 10 ,Ом м У. 1 О,кг/мз После Т.О. Литые МПа б, 7 б МПа б, Х 2,740 6,36 0,85 310 208 1,5 ИсходныйИзвестный0,050,01О, 150,30,5Предлагаемый0,050,1О, 150,20,3 6,27 6,20 6,17 5,96 5,80 2,737 2,734 2,732 2,729 2,725 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 ЭЗО 333 315 293 285 2,1 1,8 1,7 1 ф 7 1,4 223 200 197 195 180 2,741 2,742 2,742 2,741 2,740 6,18 5,98 5,90 5,78 5,75 1,2 1 ф 5 1,7 1,75 1,6 332 353 355 359 354 1,8 2,3 2,2 2,2 2,2 217 226 238 237 234 Продолжение таблицы Сплав АК 5 М 2 Состав, Х1 О, р.10 ,кг/м Ом мПосле Т.О,Литые МПа б, У , МПа б, Х 2,780 6,66 0,5 1,0 186 ИсходныйИзвестный0,050,01О, 15О,З0,5ПредлагаемыйО, 05.0,1О, 150,20,3 2,775 6,51 2,772 6,43 2,770 6,35 2,760 6,26 1,1 1,2 1,1 1,0 305 310 301 282 1,751,61,45 209 212 210 205 1,4 315 1,2 2,781 6,43 1,85 330 1,4 2,783 6,29 1,95 330 1,4 2,784 6,25 2,05 325 1,4 2,782 6, 17 2,0 324 1,25 2,780 6, 17 187 209 217 218 217