Способ получения лигатуры на основе алюминия

Союэ Соввтсве Соцналистичвсник РвслублмкОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДИВЛЬСТВУ ц 657074(22) Заявдено 15.11,76 (21) 2420165/22-02с присоединением заявки Кф 51) Кл.2 С 1/02 рстееявюк квететСССРлам кзобретекккн открытка(088. 8) Дата опубликования описания 17,04,79, Г 1. Веш и А, В. Вешняков машиностроительный институт) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИГАТУ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯсплавлен Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частностик получению лигатур на основе алюминия,содержащих медь и кальций, сппавпениемИзвестен способ получения лигатурына основе алюминия, содержащей медь изкальций, включающий загрузку компонентов в плавильник, сплавление их нодслоем флюса, перемешивание и разливку,Медь вводят в перегретый расплавленныйоалюминий при температуре 750-850 С, 1 Окальций вводят колокольчиком под зеркало расплава 11.При получении лигатуры по известному способу неизбежны потери кальция,для расплавления всех компонентов требуются значительные затраты энергиии времени,Цель изобретения - снижение расходаэнергии, сокращение потерь кальция и26продолжйтельности плавки,Поставленная цель достигается тем,что в плавильник загружают раный медно-кальциевый сплав, в расплав вводят подогретый алюминий и затемподогретую медь, Алюминий подогревзютодо 150-200 С, медь - до 300-350 Са сплавление осуществляют при 740800 С,Медно-кальциевый сплав получают электролизом хпорида кальция на жидком медном катоде. Нагрев компонентов необходим для удаления влаги, из-за которой в лигатуру могут быть внесены газовые примеси. Плавку осуществляют в тигельиой или отражательной печи. Указанная последовательность операций необходима ввиду того, что расплавленный медно- кальциевый сплав, получаемый эпектропизом хлорида кальция на жидком медном катоде, имеет плотность 2,1 - 2,2 г/см поэтому при загрузке алюминий будет находиться под зеркалом расплава, что способствует быстрому его растворению и снижению потерь.Плавление компонентов осуществляют под слоем флюса СаС 1 - КС 1, взятом в количестве 2-37 о от веса щихты, В ка657074 честве флюса может быть использованэлектролит производства кальция электропизом хлорида. Плавку осуществляютопри температуре 740-800 С, послерастворения алюминия и меди лигатуру 5перемешивают и разливают в слитки,Способ проведен в лабораторных условиях. Лигатуру готовят в шахтной лабораторной печи СШОЛ, 16/И -М 1Используют медно-кальциевый сплав с 36содержанием кальция 62%Плавку проводят под слоем флюса СаСГ - КС 1 привесовом соотношении 4:1 (эвтектическаясмесь солей, применяемая в качествеэлектролита при производстве металлического кальция электролизом хлоридана -жидком медном катоде),оВ разогретый до 660 С тигель заливают расплавленный флюс и медно-кальциевый сплав с температурой 680 С,затем загружают подогретый до 180 Салюминий, а после его растворения ввоодят нагретую до 300 С медь, Плавкуопроводят при 780 С, после растворениявсех компонентов расплав перемешиваюти лигатуру разливают в чугунную изложницу,Йля сравнения проводят выплавкулигатуры такого же состава методомрастворения кальция и меди в расплав 36ленном алюминии.Результаты испытаний представленыв табл.1.Т35 блица 496 11,20 492.0 498,0 1,50 1,30 4 11,00 2 8,0 0,650 85 0,665 482,0,8 Из табл,2 следует, что механические45 свойства алюминиевых сплавов, приготовленных с использованием лигатурь 1, полученной по предлагаемому способу выше,чем по известному способу,Технико-экономическая эффективность50 применения данного изобретения заключается в следующем;медно-кальциевый сплав и покровныйфлюс применяются в расплавленном виде(из электролизера для приготовления55 кальция), что приводит к значительномуснижению расхода энергии при производстае лигатур за счет использования тепла жидких сплава Са - Сц и покровно,5 0 0 32 12,6 30 12,0 5 и меди в вый сплав альция и плавок состйв- еруюший Примечание,В проводят загрузку алюминия расплавленный медно-кальци и плавках 4,5-сплавление к меди в алюминий. Вес шихты в каждой из яет 0,5 кг, шихта имеетостав, Ъ; Кальций 10Медь 35Алюминий Остальное Из табл.1 следует, что время процесса и расход энергии при проведении плавки предлагаемым способом меньше, чем по существующему в настоящее время способу; снижаются также и потери кальция при плавке.Полученные лигатуры были использованы для приготовления сплавов системы М -Сц - Мо -Ве - Са, Было приготовлено 5 сплавов, содержащих каждый, вес, %;Медь4,0Магний 0,8Бериллий 0,05Кальций 0,5Алюминий Остальное Три сплава (1,2,3) готовят из лигатур, полученных по предлагаемому способу, а два (4,5) с применением лигатур, полученных по существующей технологии. Механические испытания образцов из сплавов проводят после обработки давлением, закалки и старения сплавов; результаты испытаний приведены в табл.2.Таблица 2657074 Составитель В. БадовскийРедактор Н, Потапова Техред С. Мигай Корректор С, Шекйар Заказ 1737/29 Тираж 726 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал Г 1 ПП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ГО флюса (по приближенному расчету на нагрев и расплавление 1 кг медно- кальциевого сплава необходимо 802 ккал без учета теплоты перегрева);в связи с применением расплавленных 5 медно-кальциевого сплава и флюса для приготовления лигатур сокращается время плавки;потери кальция при производстве лигатур незначительны, так как медно-коль циевый сплав извлекается из электролиэера и заливается в плавильный агрегат при помощи вакуум-ковша, при этом практически исключаются потери за счет окисления, а также насыщение сплава газовыми примесями;данный способ приготовления лигатур позволит снизить количество газовых примесей в них, а следовательно и в алюминиевых сплавах, так как электролиз хлорида кальция на жидком медном катоде проводится под слоем электролита СаС 1- КСтолшиной 19-24 см, что практически исключает проникновение газов в сплав;25полученные лигатуры имеют низкую химическую активность, особенно по сравнению с металлическим кальцием и безопасны при работе и хранении, Так, при хранениив течение 6 мес.сплава с содержанием кальция 12,3%, меди 34,1%, остальное - алюминий, в неотапливаемом помещении оказалось, что никаких заметных качественных превращений с ним не произошло, в то время как хранениеЭ металлического кальция, применяемого в настоящее время для получения алюмокальциевых лигатур, требует особых мероприятий по технике безопасности; лигатуры системы А 1 - Си - Са предлагаемого состава достаточно хрупкии прн подготовка шихты могут быть измельчены до любых требуемых размеров;медно-кальциевый сплав является полупродуктом при получении металлического кальция электролизом его хлорида на жидком медном катоде, поэтому стоимость кальции в нем ниже стоимости металлического кальция,Формула и зобретения 1, Способ получения лигатуры на основе алюминия, содержащей медь и кальций, включающий загрузку компонентов в плавильник, сплавление их под слоем флюса, перемешивание н разливку, о т и и ч а юш и й с я тем, что, с целью снижениярасхода энергии, сокрашения потерь кальция и продолжительности плавки, в плавипьник загружают расплавленный медно- кальциевый сплав, в расплав вводят подогретый алюминий и затем подогревают медь.2,Способпоп.1, отличающ и й с я тем, что алюминий подогрео4 вают до 150-200 С, медь - до 300- 350 С, а сплавление осуществляют при 740-800 С. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе 1. Курдюмов А. В, и др. Литейноепроизводство цветных и редких металлов,М 1972, с. 125-128.