Способ получения прутковой лигатуры алюминий-титан-бор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 078 А 1/О 1)5 С ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУДАР СТ 8 Е ННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬ К АВТОРСКО производства отливок. Целью изобр является повышение качества и мод рующей способности лигатуры, Дости это тем, что при 1000 - 1200 С осущес совместное введение титана и бора ношении (2,0 - 2,4):1, затем расплав дают до 750 - 810 С со скорость 14 град/мин и вводят дополнительну цию титана до его соотношения с б лигатуре (3 - 5):1, Способ позволяет шить расход лигатуры при отливке с из алюминия,и его сплавов вследствие высокой модифицирующей способн повысить качество отливаемых сл 1 табл. где Ь - температура солидуса, С; Л ткр - температурный интервал кристаллизации,С, и охлаждают го температуры солидуса. со скбростью 5 х 10 - 5 х 10 град/с.Недостатком такого способа является высокое содержание элементов-модификаторов в твердом растворе, тэк, например, содержание титана превышает 10/О, что в значительной степени снижает модифицирующую способность лигатуры. Высокое содержание элементов-модификаторов в твердом растворе определяется высокой скоростью охлаждения лигатурного сплава после его выдержки при т = ь+(О 5 - 0 8) Ьткр, когда объемная доля выкристаллизовавшихся частиц модификаторов не превышает 600 равновесной,Наиболее близким к предлагаемому является способ получения лигатуры для модифицирования алюминия и его сплавов, согласно которому лигэтурный расплав в(71) Братский алюминиевый завод(56) Авторское свидетельство СССРМ 1615210, кл, С 22 С 1/02,.1988.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРУТКОВОЙЛИГАТУРЫ АЛЮМИНИЙ-ТИТАН-БОР(57) Изобретение относится к металлургиицветных металлов, конкретно к получениюлигатур для модифицирования алюминия иего сплавов, и может быть использовано для Изобретение. относится к металлургии цветных металлов, конкретно к получению лигатур для модифицирования алюминия и его сплавов, и может быть использовано при производстве отливок,Известен способ получения лигатур для модифицирования алюминия и его сплавов прямым сплавлением компонентов при 1000-1200 С и последующей разливкой в изложницы небольших сечений,Недостатком известного способа является образование в процессе кристаллизации грубых первичных интерметаллических соединений, что снижает модифицирующую способность лигатуры и при ее использовании может быть причиной брака отливок,Известен также способ получения лигатуры для модифицирования алюминия и его сплавов, согласно которому выдержку расплава осуществляют при перемешивании в течение 3-5 мин при т = ь+ (0,5-0,8) Ьткр,етения ифицигается твляют в соот- охлажю 7 - ю порором в уменьлитков более ости и итков.процессе выдержки и перемешивания охлаждают до температуры (1,1 - 1,2) ь, где Ь - температура солидуса,оС, а затем подают в кристаллизатор, в котором охлаждают до температуры (0,70-0,85) с 1),Недостатками известного сп 5 а являются большой контактный период между компонентами лигатуры и металлов для достижения модифицирующего эффекта и недостаточно высокая модифицирующая способность лигатуры при литье отливок по причине присутствия в ее составе интерметаллических частиц в форме "чешуек" и "лепестков". Целью изобретения является уменьшение контактного периода модифицирования металла лигатурой и повышение модифицирующей способности лигатуры.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения прутковой лигатуры алюминий-титан-бор, включающему введение в расплав алюминия легирующих титана и бора при 1000 - 1200 С, охлаждение до 750 - 810 С при перемешивании и кристаллизации, введение титана и бора осуществляют при их массовом соотношении (2,0-2,4);1, охлаждение до 750-810 С осуществляют со скоростью 7 - 14 град/мин и перед кристаллизацией в расплав дополнительно вводят титан до его соотношения с бором в лигатуре (3-5),1.Сущность способа заключается в том, что введение в алюминий титана и бора в соотношении (2,0 - 2,4):1 (по массе) при 1000-1200 С обеспечивает образование ТВ 2, Введение избытка титана в жидкий раствор с готовыми центрами кристаллизации диборида титана при 750-810 С обеспечивает объемный рост компактных кристаллов;алюминида титана "блоковой" формы, заканчивающийся при кристаллизации расплава. Интерметаллические кристаллы "блоковой" формы, имея хорошее кристаллографическое соответствие с алюминием по плоскостям (001) и (011), при соотношении титана и бора в лигатуре (3-5):1 гарантируют высокую эффективность модифицирования при введении лигатуры в алюминий непосредственно в период литья отливок. Скорость охлаждения расплава лигатуры от 1000-1200 до 750-810 С в пределах 7 - 14 град/мин обеспечивает оптимальный расмер и состав интерметаллидов.Выбранные интервалы параметров лимитируются следующими факторами: введение титана и бора в расплав алюминия при 1000 в 12 С в соотношении менее 2,0 или более 2.5 ведет к наличию избыточных количеств соответственно бора или титана,что благоприятствует росту "лепестковых"и/или "чешуйчатых" кристаллизаторов, которые ориентированы по отношению к алю 5 минию только плоскостью (001) (привведении в алюминий лигатура с кристаллами интерметаллидов такой формы проявляет свои модифицирующие свойства последлительного контактного периода); охлаж 10 дение расплава от 1000 - 1200 до 750-810 Ссо скоростью менее 8 град/мин ведет к росту крупных, преимущественно игловидныхкристаллов, что увеличивает контактный период модифицирования металла лигатурой,15 при скорости охлаждения более 14 град/минзначительная часть легирующих компонентов остается в твердом растворе, что снижает модифицирующую способностьлигатуры.20 Проверку предлагаемого способа проводят в лабораторных условиях. В тигельной электропечи сопротивлениянаплавляют 500 г алюминия, на поверхность которого наводят флюс, а затем при25 1000 - 1200 С вводят титан (ТГ) и фторборат калия в отношении титана к бору 2,22,4, затем при перемешивании расплавохлаждают до 750-810 С со скоростью 7-14град/мин и вводят дополнительную порцию30 титана до его оотношения с бором в лигатуре (3-5):1, после чего расплав охлаждаютв водоохлаждаемой изложнице. -Полученную лигатуру подвергают химическому и микроструктурному анализу, по 35 сле чего полученные образцы проверяют намодифицирующую способность, Модифицированию подвергают алюминий А 7 с исходным содержанием титана 0,003 мась ибора 0,0002 мас, 6, В расплав алюминия при40 740-750 С вводят полученную лигатуру досодержания титана и бора в количествах0,015-0,016 мас. и 0,003-0,005 мас,% соответственно, После выдержки в течение30 - 60 с расплав охлаждают в кольцевой из 45 ложнице, Поверхность пробы фрезеруют итравят на выявление макроструктуры.Параметры приготовления лигатуры имодифицирования алюминия представленыв таблице (примеры 4 - 6 в предлагаемых50 пределах, а примеры 1 - 3 и 7-9 - запредельные значения),Применение предлагаемого способа позволяет уменьшить расход лигатуры при отливке слитков из алюминия и его сплавов вследствие уменьшения контактного периода модифицирования металла и повысить качество отливаемого металла за счет более высокой модифицирующей способности лигатуры,1700078 целью повышения качества и модифициру ющей способности лигатуры, введение титана и бора осуществляет при их массовоМ соотношении (2,0-2,4):1, охлаждение до 5 750 - 810 С осуществляют со скоростью 7-14град/мин и перед кристаллизацией в рас плав дополнительно вводят титан до его соотношения с бором в лигатуре (3 - 5):1 Формула изобретения(Способ получения прутковой лигатуры алюминий-титан-бор, включающей введение в расплав алюминия легирующих титана и бора при 1000-1200"С, охлаждение до 750 - 810 С при перемешивании и кристаллизации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с л ( Ю 4Мрактеристика лигатуры и еедифыцирукшая способность Технологические параметры приготовления лигатуры Структураотливки,верен/сма Количеств компонент в алвиини 120011 С, г Способприготовленилигатуры С корость охпакдения расплава до, 750-810 с град/мин форма крис" аллов в лигатуре, вводимыхпри 000 мер Прелла гаемый 1,76 . 73:1 1,43 1 о 3:.Кравцова Заказ 4444 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 2,00 г,го г,4 о 2,3 з,оо г,5 о ОтношениетС/В влигатурепосле введения врасплавТ 1 при 7 ОоИпввиднаяИгловиднаяИгловилПериод контах та при модиф- ициро нии,мин