Способ рафинирования и модифицирования алюминиевокремниевых сплавов

Союэ СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ 1899698(51) М. Кл. С 22 С 1/06 3 Ъаударетекнны 1 комнтет СССР но делам нзаоретеннй н открытийДата публикования описания 26(72) Автор изобретения В, С. Гребенкин Институт проблем литья АН Украинской ССРИзобретение относится к литейному производству легких цветных сплавов.Известен способ обработки влюминиевокремниевых сплавов флюсами стабильной (без катионного обмена компонентов) солевой системы КСМ - Н йЛ - Йа Г А 1 Ризбыток йаГ в которой сверх количества, необходимого для образования натриевого криолита М А 1 Гь, делает возможным модифицирование О(- Ы эвтектики силуминов натрием, Натриевый криолит Мск. А 1 Гь вводится во флюсы для повышения их рафинирующей способности, например для растворения окиси алюминия А 10 и других неметаллических включений, находящихся в алюминии 13Эффективность адгезионных методов рафинирования алюминиевых сплавов флюсами определяется в основном поверхностными свойствами флюсов, которые зави сят от поверхностных свойств его компонентов, от содержания и соотношения хлоридов и фторидов шелочных металлов в составе флюсов. Известен способ рафинирования и модифишроввния алюминиевокремниевыхсплавов введением в жидкий металл фтористых солей натрия, например фтористого натрия Йд Г и натриевого криолитв 5а А Гь, входяших в состав уннверсяльных флюсов 2Однако эффективность известного способа рафинирования алюминиевых сплавовчасто бывает недостаточной, так квк добввка во флюсы поверхностно-малоактивных и сравнительно тугоплавких ЙаГ иЙа АГГь требует повышения температурынагрева металла до 750 С и выше дляоповышения поверхностной активности 15(смачиваемости) флюса, а это приводитк дополнительному загрязнению сплввовнеметаллическими включениями и газами.Модифицирование силуминов натрием 20из соединения ЙаГ, входяшего в стабильные (без обмена компонентов) солевыесистемы К СХ- йа Сс - "с Г и К И - Ма С 8- оГ -сИГ иногда бывает неполным инепродолжительным из зв повышеннойз 8996тугоплавкости данных систем. При этом,модифицирующий эффект натрия в сплавахсохраняется недолго, примерно 30 мин,после чего при продолжительной разливке металла в формы необходимо повторное модифицирование сплавов,Известен способ рафинирования и модифицирования алюминиевокремниевыхсплавов, включающий обработку .расплаваметалла смесью солей, содержащей фто Ористый калий и хлористый калий. Смесьвводится в расплав совместно с фтористымалюминием. При сплавлении фторидовкалия и алюминия образуется калиевыйкриолит, повышающий рафинирующую способность флюса, При этом значительнсулучшаются механические свойства сплавов и увеличивается длительность модифицирующего действия флюса 33Недостаток способа заключается в щсложности технологии из за необходимости брикетирования фторис того алюминияи повышенных затрат из-за дефицитностинекоторых солей.Бель изобретения - упрощение технологии рафинирования и снижение затрат.Поставленная цель достигается тем,что в способе рафинирования и модифицирования алюминиевокремниевых сплавов,включающем обработку расплава металла Зосмесью солей, содержащей фтористыйкалий и хлористый калий, указанную смесьсолей вводят в расплав совместно с фтористым натрием иили натриевым криолитом.35Сущность поедлагаемого способа заключается в том, что рафинирование и модифицирование алюминиевокремниевых сплавовосуществляется с помощью фтористогокалия, который входит в состав расплавасолей хлорида калия, фторида натрия инатриевого криолита. Применение протеканиясбменных реакций в солевом расплавемежду фтористым калием и натриевымкриолитом приводит к образованию ка 45лиевого криолита (или калиево-натриевогокриолита) и фтористого натрия, что существенно повышает эффективность рафиниро-вания и модифицирования силуминов флюсамии продолжительность модифицирующего дей 50ствия,фтористый калий необходимо предварительно освободить от воды просушкойпри 250-300 С до постоянного веса,затем сплавить с хлористым калием и55натриевым криолитом, после чего егоможно применять в качестве флюса.Калиевый криолит, образующийся всолевом расплаве в результате катионно 98 фго обмена между фтористым калием и натриевым криолитом, по сравнению с последним имеет более высокие ловерхностные свойства: меньшие значения поверхностного натяжения, краевого угла смачивания и времени растяжения капли, что обеспечивает высокую эффективность рафинирования.Кроме того, протекание обменных реакций в солевом расплаве облегчает переход натрия из флюса в металл при его обработке флюсом, способствуя снижению температуры процесса модифицирования и повышению его эффективнос ти ( чему может способствовать также дополнительная добавка в солевой расплав фтористого натрия).Способ рафиниоования и модифицирования алюминиево кремниевых сплавов осуществляется следующим образом .фтористый калий освобождается отоводы просушкой при 250-300 С до постоянного веса, затем он сплавляется схлористым калием в соотношении КР: КС 8 = 2: 3 по весу, близком к эвтектическому составу.В данный солевой расплав добавляется натриевый криолит, а также по необходимости с целью снижения расхода криолита и фтористого калия фтористый натрий,Солевой расплав (флюс) после остывания размельчается.флюс в количестве 2-3 вес.% наносится на поверхность жидкого металла, наогретого до 720-740 С, расплавляется на нем и перемешивается с металлом.Жидкий флюс выдерживается на металле 10-15 мин для его рафинирования и модифицирования, затем при необходимости снимается.Производится разливка металла в формы,Применение предлагаемого способа рафинирования алюминиевокремниевых сплавов позволяет повысить их чистоту по неметаллическим включениям и водороду в 1,5-2 раза, полноту и продолжительность модифицирования до 2 ч, что дает возможность повысить механические свойства сплавов на 10% и удлинениев 1,5 раза.В сравнении с другими способами рафинирования алюминиевокремниевых сплавов флюсами, содержащими калиевый криолит (т, е. образующимися непосредственным введением готового калиевого криолита или путем синтеза из фторидов калия и алюминия), предлагаемый способ имеет экономические преимущесва, так как он предусматривает образование ка5лиевого криолита путем катионного обмена во флюсах между фтористым калием и дешевым техническим Натриевым криолитом, что дает воэможность снизить стоимость материалов при изготовлении флюсов примерно в 1,8-2,2 раза, или на 400 - 500 руб. на 1 т флюса. 899698 6калий, отличаюшийся тем,что, с целью упрошения технологии рафинирования и снижения затрат, указаннуюсмесь солей вводят в расплав совместнос фтористым натрием и/или натриевымкриолитом.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеф ормула изобретения1. Литейное производство, 1959,1 О %5, с,42.Способ рафинирования и модифицирова. Авторское свидетельство СССРния алюминиевокремниевых сплавов, вклю- М 63441, кл. С 22 С 21/04, 1944.чающий обработку расплава смесью солей, 3. Авторское свидетельство СССРсодержащей фтористый калий и хлористый Хо 712451, кл. С 22 С 1/06, 1977.Составитель В. Бадовский Редактор В. Данко Техред И, Гайду Корректор А. Дзятко Заказ 12092/37 Тираж 656 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-З 5, Раушская набд. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4