Способ обработки алюминиевых сплавов

" СОЮЗ СОВЕТСКИХ пеп РЕСПУБЛИК ПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ТОР СНОМ Н ЕТЕЛЬСТВУ др. Модифицивов. М.,105.флюсовая облюминиевыхургияф 1, 1980,ера Высокопрочныеснове вторичлургия 1, 1979 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЗФ(56) 1. Бондарев Б.И. ирование алюминиевых спла1 фМеталлургияф, 1979, с2, Курдюмов А.В.И др;работка и фильтрование арасплавов. М., фМеталлс. 97, 130.3. Ершов Г.С. и др,алюминиевые сплавы на оного сырья. М., фМеталс, 129-130. 3(511 С 22 В 9/10; С 22 В 21/О(54)(57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЕВЫХСПЛАВОВ, включающий легнрование. расплава алюминийкремниевой лигатурой,.рафинирование флюсом,.о т л и ч а ющ и й с я тем,что,с целью повышениякачества оливок за счет снижения усадоч,ной пористости, сплав легируют при тем;пературе на 130-150 ф С выше температурыплавления, затем при температуре на90-100 С выше температуры плавлениярафинируют,.флюсом, после чего притемпературе на 75-85 С выше темптуры плавления повторно легируютИзобретение относится к литейному производству и может использоватьсяпри изготовлении фассонных отливок из вторичных алюминиевых сплавов.Доэвтектические алюминиевокремниевые сплавы имеют широкий температурщ цвай интервал кристаллизации. При зат" вердевании сплава по внешней зоне от" ливок образуются первичные разрозненные кристаллы, окруженные частью не- застывшей жидкой фазы, которая не 10 обеспечивает достаточного равномерного питания формирующегося сплошного фронта кристаллизации. Между зернамипервычных кристаллов возникают вначале микроскопические, а затем и макро скопические пустоты - дефекты усадочного характера, что приводит к браку отливок по усадочной пористости и рыхлоте. Такие недостатки наиболее часто проявляются при изготовлении 20 Фасонных отливок из вторичных сплавов, имеющих в химическом составе до 4 различных примесей, в том числе до 1.,5 меди, которые увеличивают интер.вал температур кристаллизации на 22" ,30 С, что приводит к обраэозанию усадочной пористости и рыхлоты в различных сечениях отливок.Перечисленные недостатки можно устранить путем такой обработки алюминиевых сплавов, которая позволит уменьшить склонность сплава к образованию усадочной пористости в отливках при уменьшении интервала температурй кристаллизации после обработки сплава.Известен способ снижения пористости и повышения плотности отливок путем перегрева расплава перед литьем на20-30 от температуры ликвидуса 1 .Хотя способ и способствует увели чению значений механических свойств, обеспечивает максимальную плотность и минимальную пористость, однако при этом теоретически температурный интервал кристаллизации сплава практщ 5 чески не изменяется, несмотря на изменения некоторых его наследствен. ных свойств.Поэтому механические свойства и плотность сплава, перегретого на 20- 50 30 выше линии ликвидуса, невысоки.Известен способ рафинрования алюМиниевых сплавов путем перелива металла при 700-720 С в ковш с флюсом 2.Способ позволяет удалять неметал 1 лические примеси, но недостаточно эф . Фективен и не сужает температурный интервал кристаллизации сплава.Известен также способ. введения в алюминиевый расплав твердого сплава 60 с целью снижения пористости сплава (3)Однако и этот способ не позволяет существенно изменить температурный интервал кристаллизации сплава. 65 Цель изобретения - повышение качества отливок за счет снижения усадочной пористости.Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки. алюминиевых сплавов, включающем легирование расплава алюминийкремниевой. лигатурой, рафинирование флюсом, сплав легируют при температуре на 130-150 С выше температуры его плавления, затем при температуре на 90-100 фС выше темпера;туры плавления рафинируют флюсом, после чего при температуре на 75-85 фС выше температуры плавления повторного легируют.П р и м е р. Плавку и предварительную обработку сплава АК 7 П следующего состава, мас. : Я 8,0; Мр 0,3; АВ основа, производят в.печи Колеман емкостью 180 кг, При этом содержание меди в сплаве находится в пределах 1,5, а .железа до 0,8 по сертификатным данным.При температуре 740-750 С в печь вводят в металлическом колоколе дробленую алюминийкремниевую лигатуру с содержанием 22 с размерами кусков 3-5 мм в поперечнике в каличестве 2,5-4, 2 от веса жидкого металла. После перемешивания и выдержки в печи в течение 12-15 мин отливают пробы для определения механических свойств и химического состава. Затем переливают металл из плавильной печи в раздаточный тигель через слой жидкого флюса следующего состава, мас. : ЯаСР 57,0 у КСО 35,0 у Йа 6 8,0 следующим образом.В пустой нагретый раздаточный тиель засыпают на дно просушенныйлюс в количестве 0,3-0,5 от веса ,жидксгб металла при 690-710 С После полного расплавления Флюса в ковш заливают алюминиевый сплав при 710 С и выдерживают в течение 10- 12 мин. После рафинирования алюминие вый сплав переливают в раздаточную печь САТ,26 при 675-680 С, на дно которой помещают 0,2-0,4 дробленой". алюминийкремниевой лигатуры. Корректировку температуры выдержки и заливки осуществляют термопарой погружения. Помимо Фасонных отливок отливают пробы для определения механических свойств и химического состава. Определение интервала кристаллизации осуществляют прибором ЭПП-3 градуировки ХА асс шкалой 0.-850 С со скоростью передвижения диаграммной ленты 960 мм/ч и скоростью отбоя точек 0,75 с.Исследование температурных интервалов кристаллизации сплавов АК 7 П (ГОСТ 1583-73),перегретых выше темпе- ратуры ликвидуса на 30 (780 С), без ввода кремний-магниевой лигатуры (в соответствии со ссылкой 1), последующее его рафинирование в раздаточ10 14949 Таблица 1Варианты обработки сплавов и механические свойства Количество введен ного Флюса МХЗ в раздаточныйковш,(РОСТ, ТУ) Механические свойства Количество введенной лигату ры в раздаточную печь,Количество введен иной лига туры при предварительной обработке сплава в плавильной печи,14,2 21,0 0,46 3,2 14,3 21,0 0,30 0,48 4,2 ном тигле при температурах (в соответствии со ссылкой 2) от 700 до720 С позволяет установить, чтотеоретический температурный интервалпрактически не изменяется от зафик.сированного экспериментального и составляет соответственно 25-23 С. Приэтом механические свойства сплаваАК 7 П имеют следующие значения:бэ 17,5 кгс/мм, бо 11,6 кгс/ми(,2,0, и ниже механических свойствопытных сплавов 16,18 и 27 соответственно табл, 1,. Плотность этого сплавапрй 20 фС меньше плотности опытныхсплавов, приведенных в табл.2, исоставляет 2,62 г/см . 153уменьшение количества модификатора.вводимого при предварительной обработке в плавильной печи, менее2,5 не обеспечивает снижения упадочной рыхлоты.и пористости, а увеличение количества лигатуры, вводимой при предварительной обработкеметалла в печи, свыше 4,2 не изменяет практичесйи плотности сплавовпри гидростатическом взвешивании. 25Граничные значения температурных интервалов при последовательной обработке обосновываются рядом процессовимеющих место при модифицировании,рафинировании и затвердевании спла-ва.Так, предварительная обработкасплава в плавильной печи модифика"тором при температувах выше линииликвидуса более 150 С (высокий перегрев) вызывает склонность алюминиевого сплава к образованию дефектов усадочного характера таких,как трещина, увеличиваются размерыэвтектических зерен сплава, что приводит к снижению механических 40 свойств, а понижение температуры ни же 130 фС приводит к неполному усвоению модификатора, снижению эффекта модифицирования, а соответственно, механических свойств и герметичности. Рафинирование через слой жидкогофлюса в раздато ом тигле после предварительной обработки для удаления газов, шлаковых включений производитсяв интервалах температур выше линииликвидуса на 90-100 С дляпредлагае.1мого сплава, так как превышение температуры свыше 100 С приводит; к ин"тенсивному растворению газов в жидкбмсплаве из атмосферы печи и окисленийего, а снижение ее ниже 90 С повыаа-..ет вязкость жидкого сплава, чть зат;ьруднаяет выход газов, шлаковых инеметаллических включений из сплаваОкончательная обработка сплава дляснижения интервала температуры кристаллизации эвтектики алюминиевыхсплавов путем переохлаждения передначалом затвердевания производитсяв раздаточной печи при температурах.,выае линии ликвидуса на У 5-85 С. Уве.личение температуры свыяе 85 фС при-,водит к образованию трещин при высо.кой скорости затвердеваиия,сплавав металлических формах или усадочныхраковин при низкой скорости затвердева-.ния сплава в песчано-глинистый"Фор-:мах, а снижение ее ниже 75 С уменьша.ет жидкотекучесть сплава, что приводит к браку сложных фасонных отливок по недоливам,Применение предлагаемого способапозволяет испольэовать в качествешихтовых материалов вторичные алю,миниевые сплавы и снизить брак отливок на 25.1014949ФЕв а аМарка снлааа (ГОСТ, Ту) Теинератураюй ннтервал крнсталлнеацнн, еС Плотность снлааоалрн 20 еС, т/(ат теоретнческнй ллл снлааснснстева Мэкснерние нталънма ЛК 7 П ГОСТ 1503"73Олмтны 250 24,0 2,61 25,0 2,64 15,0 25,0 266 120 25,0 о2,66 1Составитель А.АрнольдРедактор П.Макаревич Техред И,Тепер Корректор И.Шароши Заказ 3139/24 Тираж 627 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., дс 4/5 филиал ППП Патент, г.Ужгород. Ул.Проектная,4 Таблнаа 2.значеннк тющературнмк ннтервалоа Йрнсталлнэа 3 нн и плотностн сйлааса