Способ получения стекловидного продукта из висмута, алюминия, железа и сплавов на их основе

(61) лнительное к авт, свид(22) Заявлено 04,05,78 (21) 2612558,22-02 51 К, з С 22 Г 1/О с присоединением заявкиГасударственный кемите 1(23) Приоритет -43) Опубликовано 07,10.80. Бюллетень37 45) Дата опубликования описания 07.10.80и еткры 2) Авторы изобрете 3 т т-,1.мфе 1 цф, фФ,Я",1, сф 6п а ю: И, А. Новохатский, В, 3, Кисунько, Ю Н, И. Городничий, И, С, Виткалов и В Всесоюзный научно-исследовательскии институт вторичных цветных металлов политехнический институт(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКЛОВИДНОГО ПРОДУКТА ИЗ ВИСМУТА, АЛЮМИНИЯ, ЖЕЛЕЗ И СПЛАВОВ НА ИХ ОСНОВЕ25 Изобретение относится к области металлургиив частности,к способу получения абсолютных значений свойств - тветрдости, сопротивления изгибу, коррозионной стойкости, электрического сопротивления. 5Известен способ получения стекловидного,продукта из висмута, алюминия, железа и сплавов на их осионе, включающий расплавление исходного металла, перегрев расплава и вьвсокоскоростную закалку его 10 ЯНедостатками известного способа являются возможность стеклования только малых объемов сплавов (до нескольких 15 граммов) и,получение пленак толщиной н" более 100 мк. При стекловании больших объемов сплавов или чистых металлов получаемый конечный продукт неизотропеп, так как,представляет собой неоднородную 20 смесь чешуек толщиной порядка 10 мк из аморфного и кристалличеокого металла.Это объясняется тем, что увеличение объема стеклуемого расплава приводит к онижению эффективной скорости охлаждения, Чистые же металлы при стекловании требуют больших скоростей охлаждения и значительных переохлаждений для фиксации исходного состояния расплава и дос. тижения гомовенного зародышеобразова я, что не,реализуется при данном спбе Целью изобретения является,повышение выхода стекловидного п(родукта.Поставленная цель достигается тем что расплав перед перегревом разделяются на число порций, равное числу структурных модификаций металла или сплава в расплавленном состояниями, перегрев каж. дой порции ведут,раздельно в интервале температур существоваяния соогветствук,- щей модификации и перед закалкой их смешивают.Способ осуществляется следующим образом. Расплавленный металл разделяют на число порций, соопветствующих числу структур модификаций данного металла (или спла 1 ва,на его основе) в жидком состоянии. До настоящего времени установленное число структурных модификаций равно трем у жидкого алюминия (области существованиия структурных модификаций 667 - 775 С, 775 - 855 С, 855 - 920 С), двум у жидкого железа (область существованиия структурных модификаций 1536 - 1670 С, 1670 - 1750 С) и двум у жидкого висмута (области существсвания структурных модификаций 271 - 297 С, 297- 550"С) .В оплатах этих металлов число структурных модификаций сохраняется, но температур.768851 4сливали во вторую (815 С), выдержали2 мин и 1 омесь двух порций слили в третий расплав (885 С) и снова выдержалив течение 3 мии. Через стопорное огвер 5 стие тигля слили в устройство для высокоскоростного охлаждения и охладили с расчетной средней скоростью 1,15 10 град/се,к,Пример 3. 70 г карбони 1 лыново железа10 класса Ааиредварительно дважды переплавили в потоке водорода. Полученныйметалл расплавили в печи Таммани,в атмосфере чистого гелия,в корундовом тиглс отверсгием в дне и переирытым стопо 15 ром; Температуру расплава довели до1590 - 5 С, выдержали при этой температуре 30 мин и,разделили,на две рав 1 ныечасти, Первую порцию оставили при этойже теиперату,ре.20 Температуру второй, довели до 1690+5 С и выдержади ЗО мии. Пе 1 релили первую порцию со второй,и смешали расплавы, выдержали 3 мин,и залили в устройство для высо 1 ко 1 око 1 ростного охлаждения,25 Расчетная средняя скорость охлажденияпри этом сопоставляла 4,1910 градсек.Данные об испытании полученного ко.неч 1 ного продукта по трем примерам п 1 риведены в таблице.30 .Из таблицы видно, что,степень аморфности конечного продукта (чешуек) в 1,5 2,0 раза превышает степень аморфностистеклуемых металлов и сплавов извеспными способами, а по линейным размерам:35 длину в 5 - 7 раз, толщину в 1,3 - 1,7 раза,Технико-экономические преимуществалредложенного способа заключаются в сле.дующем.1. Повышение выхода аморфного изо.40 тронного,продукта в 1,5 - 2,0 раза.2, Увеличение размеров конечного продукта (чешуек). Ф ор мул а из обер ет ения 45 Способ получения стекловидного продукта из висмута, алюминия, железа и оплавов,на их основе, включающий расплавление исходного металла, перегрев расплава и высокоскоростную закалку его, 50 отличающийся тем, что, с целью повып/п,Вид обработки расплава степень аморфности, % толщина чешуек,мкДо 60 Дс 85 До 15 До 92 До 96 До 65 До П 7( До 2 Щ Ло 120 По примеру 1По примеру 2По примеру 3По примеру 1, но без разделения иа порции (и)условиях прототипа)По примеру 2, но без разделения на порциями (вусловиях прототипа)По примеру 3, но без разделения на порции (вусловиях прототипа),1 2 3 4 До )1 П 0До 150До 100 До 36До 47До 1 О До 54 До 59 До 47 3ные области,их существования изменяются под влиянием примесей.После разделения,металла на порции, каждую выделенную порцию перегревают раздельно до появления отличающихся друг от друга структурных модификаций (в пределах температурной области,существованиия каждой из них). Затем перегретые порциями смешивают и стеклуют одним из,известных способов, например, пропусканием струи расплава между вращающимся охлаждаемыми полыми валками,со средней расчетной скоростью охлаждения 1 10 С) сек,Предложенный способ иллюстриру ется следующими,п 1 римерами его выполнения.Пример 1. 80 г висмута марки ВиОО расплавили в графитовом тигле с отверстием в дне, перекрытым стопором, Плавку лроводили в печи сэпротивления в атмосфере аргона. Довели темлоратуру расплава до 280+ 5 С, выдержали,при этой температуре 30 мин, разделили расплав на две,ра 1 вные порции и перелили в другой тигель, подопретый до этой же температу,ры. Первую порцию оставили при температуре 280+5 С вторую перенесли в печь с темнературой 350+5 С и выдержали в течение ЗО мин, Смешали расплав переливом первой порции (с температурой 280+5 С) во вторую (с температу 1 рой 350+5 С), выдержали 3 мии и залили в устройство для высокоскоростного охлаждения, Расчетная средняя ско 1 рость охлаждения,при этосом составляла около 0,31410 град/сек.Пример 2. 120 г алюминия высокой чистоты марки А 995 расплавили в условиях по примеру 1. Температуру расплава до. вели до 720+5 Свыдержалн 30 мин и ,разлили,при этой температуре на три равные порции в подогретые тигли с температурами 720, 815 и 885 С. Тигли с металлом разместили в печах с температурой 720, 815 и 885 С. После выравнивания темперапуры печного,пространства,и,металла (10,мин), выдержали порции,раоплавов в течение 30 ион дри соответствующих температурах. Смешивание расплавов производили по схеме: паровую порцию (720 С) Характеристика получаемого конечного продуктащения выхода стекловидного продукта, расплав перед .перегревом разделяют на число порций, равное числу структурных модификап 1 ий металла или сплава в,расплавленнои состоянии, перегрвв каждой порции ведут дазделыно в интервале температур существованиясоответствуюшей мо 7688516дификации и перед закалкой их смешива.ют.Источники и,нфор ма,ции,принятые во анимавие при экспвртизе5 1. Салли И, В. Кристаллизация присверхбольших скоростях охлаждения,Наукова Думка, Киев, 1972.Составитель А, Кальницкий Текред И, Пенчко Редактор Е, Братчикова Корректор О. Гусева Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома Заказ 6731 Изд,477 Тираж 698 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5