Способ обработки расплава алюминия и его сплавов

Союз СоветскихСоциапистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. свид-ву 22)Заявлено 12.01.81 (21) 3233796/22-02 51)М, К С 22 С 1/06 С 22 В 9/02 и исоединеннею заявки теоударотвеииый квинте СССР ио делан изобретений и открытий.А.Новохатский чно-исследовательский институт техно криогенного машиностроения 71) Заявител 5) СПОС ЛАВА АЛЮМИНИЯ РАБОТКИ Р ГО СПЛАВО т л натрия,некоторо воист аойсте вляетс увел3),ци рующего и, след 30 мин ханицес оле ме метлиЦель аницестся тем, отки о В вклю слоем качестьэуют . енная цель достига стном.способе обра люминия и его спла дувку расплава под содержащим газом,ержащего газа испо оста в из лава т рас чаю флю ем пра аэозотсось аз аспла ью за ве за та. может приси азота аться такжеейтральным е Изобретение относится к металлургии и цветным металлам, в ч астности, .к получению алюминиевых сплавов и может быть использовано при производстве алюминиевых отливок, обладающихповышенными механическими свойствами.Известен способ рафинирования алюминиевого сплава путем продувки егоазотом, При продувке барботирующиерасплав пузырьки молекулярного азотаовыводят на поверхность расплава неметаллические включения и удаляют раст.воренный в жидком алюминии водород,что повышает плотность отливок, нопрактически мало влияет на повышение15механических свойств 1,Известен способ обработки жидкогоалюминия и его сплавов с применениемазота, заключающийся в том, что поверхность расплава покрывают флюсом,в состав которого входят соли натрия,объем расплава продувают молекулярнымазотом. При этом осуществляется эффективное рафинирование расплава и Попов и И.И,Карбовский тся модифицирующий эффечто в результате приводму увеличению механичесС 2,татком известного спосото, что механические счиваются незначительновремя сохранения модифэффекта не превышает 30вательно, при выдержкахе наблюдается увеличениих свойств отливок.изобретения -,повышениеих свойств алюминиевых3 93957газом, а перед продувкой в расплавмогут быть введены нитридообразующиеэлементы,При обработке расплава продувкойгазообразной закисью азота происходит частичный пиролиз последней собразованием атомарных азота и кислорода, которые вступают во взаимодействие с атомами алюминия с образованием в расплаве микровключений тугоплавких соединений: нитрида и окисиалюминия.Включение тугоплавких соединений прикристаллизации резко увеличивают количество мгновенных центров кристаллизации, что приводит к измельцению матрицыи, соответственно, повышает механические свойства отливок. Часть .закиси азота, не прореагировавшей с жидким алюминием, барботирует его, удаляя олены и растворенный водород,т.е,производит адсорбционное рафинирование,Данное изобретение предусматриваетодновременную продувку расплава закисью азота и одним из известных нейтральных газов, например, аргоном илиазотом либо их смесью.Использование закиси азота при рафинировании совместно с нейтральнымгазом позволяет значительно повыситьпроцент усвоения азота при одновременном сохранении высокого рафинирующегоэффекта, так как рафинирование производится нейтральным газом, а азот,образующийся при разложении закиси35азота, используется практически полностью для образования тугоплавкихсоединений, оставшихся в расплаве. Эффективность образования ми кродис40персных тугоплавких нитридов и окислов в жидком алюминии повышается введением в расплав нитридообразующихэлементов одним иэ известных способов, например, введением лигатуры. Наиболее предпоцтительны такие элементы как хром, титан, ванадий и т.д, образующие с атомарным азотом микро- включения прочных тугоплавких соединений, а именно нитридов соответству . ющих элементов, которые становятся дополнительными центрами кристаллизации, в процессе затвердевания измельчают матрицу сплава и значительно увеличивают механические свойст ва отливок.Дополнительное увеличение механических свойств отливок у техничес 8 фких алюминиевых сплавов достигаетсяпутем уменьшения вредного влиянияфаз Ы (АВ 5 Ге) и 9 (АИ 51 Ге).П р и м е р . Производят обработкусплавов марки АВ продувкой азотом,азотом под слоем флюса, закисью азота, одновременной продувкой закисьюазота и аргона. Проводят также плавки с предварительным легированиемтитаном и ванадием (0,384 Т 1+0,449).Определяют содержание водорода в расплаве и отливают в кокиль образцы дляопределения механических свойств поГОСТ 2685-75Изготавливают также шлифы для проведения рентгеноструктурного анализана рентгеновской установке Дрон.Полученные данные показывают, чтоосуществление предлагаемого способарафинирования алюминиевых сплавовпозволяет улучшить механические свойства: предел прочности на 11-223, относительное удлинение на 14-19,твердость на 9-123 в сырых образцахи на 7-203, 16-373 14-22/ соответственно в термообработанных.При рентгеноструктурном и металлографическом анализе обнаружены микровключения нитридов алюминия титана,ванадия и железа с поперечным размером 0,5-2,5 мкм, модифицирующих струк.туру подобно натрию, содержание водорода в расплаве уменьшается практически вдвое,Таким образом, предлагаемый способ рафинирования алюминиевых сплавов позволяет резко повысить механические свойства и плотность отливок и может использоваться для производства тяжелонагруженных отливок.Формула изобретения1, Способ обработки расплава алюминия и его сплавов, включающий продувку расплава под слоем флюса азот- содержащим газом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения механических свойств отливок, в качестве азотсодержащего газа используют закись азота.2. Способ по и.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что расплав продувают смесью закиси азота и нейтрального газа,3. Способ по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что перед проСоставитель В.БадовскийРедактор И.Ковальчук Техред И.Гайду Корректор А.ференц Заказ 4603/41 Тираж 660 ВНИИПИ Говударственного комитета СССР по делам иаобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д.4/5 7Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4. 939578 Ь дувкой в расплав вводят нитридообразу, Альтман И.Б, и др. Плавка и ющие элементы. литье легких сплавов, И., "Металлургия" 1969, с.288.Источники информации, 2. Патент фРГ й 1174512, принятые во внимание при экспертизекл. С 22 В 21/06, 1971