Способ рафинирования алюминия и его сплавов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСЙУБЛИН у) С 22 В. 21/06 1 0 ИЦ АВТОРСК ВИДЕТЕЛЬСТ 3 в ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР(71) Сибирский ордена Трудового Краного Знамени металлургический институт им. Серго Орджоникидзе(56) 1. Гохщтейн М.Б. и Морозов Я,ИРаФинирование первичного алюминияот окйсных включений и газов. М"Металлургия", 1979, с. 49.2. Авторское свидетельство СССР(54) Ь 7) СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ АЛОМИНИЯ И Ц О СПЛАВОВ, аключаюий обра.-ботку расплава углеродсодержащимреагентом, о т л и ч а ю щ и й с .ятем, что, с целью повышения механи"ческих свойств металла и снижениятоксичности отходящих газов, в канестве углеродседержащего реагентаиспользуют углеводороды в количестве0,2-1,0 от веса расплава и обработ-ку ведут в течение 2-10 мин..агиоминия и его сплавов, и может быть,использовано для удаления газообразных и. неметаллических включений при 5изготовлении деталей с помощью ли"1тья.Известен и широко применяется впромышленности способ рафинирования алюминия и его сплавов, включающийобработку расплава гексахлорзтаном1Известен также способ рафинирова"ния алюминия и его сплавов. включающий обработку расплава смесью гексахлорзтана и полимера тетрафторэтилена в соотношении 1:9 - 4:1 2.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ рафинирования жидкого алюминия фреоном"12. 20 ,При взаимодействии с расплавом Фреонразлагается с выделением газо"образных хлора и.фтора 3.При применении известного способа достигается высокая зффективностЬ 25 очистки алюминия и его сплавов. Однако рафинирование расплава указан" ным способом позволяет получить .недостаточно высокий уровень механических свойств в литом состоянии. Недо" З 0 статками данного способа являются так же высокая токсичность отходящих газов и высокая стоимость реагента.Целью изобретения является повышение механических свойств металла и снижение токсичности отходящих га- З 5 зов.Указанная цель достигается тем, что согласно способу рафинирования алюминия и его сплавов, включающемуобработку расплава углеродсодержащим 40 реагентом, в качестве углеродсодержащего .реагента используют углеводороды в количестве 0,2-1,0от веса расплава. и обработку ведут в течение 2- . 1 О мин. 45Рафинирование расплава углеводоро" дами в .меньших количествах недостаточ но. эффективно, а использование углеводородов в количествах, превышающих 1,03 приводит к нежелательному увели 50 чению шлака на поверхности расплава без повышения механических свойств металла. Время рафинирования зависит :от количества углеводорода, незначительная скорость подачи углеводорода приводит к насыщению алюминия и его сплавов водородом, слабому удалению неметаллических включений, высокая скорость подачи неэффективна из-за бурного перемешивания расплава, Поэто. му для указанного количества углеводо. рода оптимальное время рафинирования 2"10 мин.Обработка алюминия и его сплавов предложенным способом приводит к изме нению газосодержания в расплаве, оказывающему влияние на процессы .кристал. лизации, Это обуславливает .повышение общего уровня механических свойств алюминия и его сплавов, в особенности пластических.Токсичность отходящих газов по сравнению с известным способом значительно понижена вследствие отсутствия в них особо вредных для людей и окружающей среды хлора и Фтора.П р и м е о 1. Технически чистый алюминий марки А 7 рафинируют соляро" вым маслом в количестве 0,2 и 0,53 от веса расплава в течение 2 и 5 мин соответственно. Температура раФинирования 750 рС, После рафинирования расплав отстаивают 1 О мин,с поверхности расплава снимают шлак и производят заливку.,в металлический кокиль, нагретый до 150-200 ОС. Па" раллельно готовят алюминий без рафинирования и с рафинированием фреономпо известному способу. Расход фреонасоставил 0,2.л/мин на 1 кг расплава. Время рафинирования 5 мин.Эффективность рафинирования оцени" валвсь по плотности и результатам механических испытаний отливокГОСТ 1197-73)Своиства алюминия А 7 в литом состо" янии, рафинированного известным и предложенным способами, приведены в табл. 1.П р и м е р 2. Проводят рафинирование сплава А 7 93 Ир. В качестве реаген" та применяют .бензол в количестве 0,7 и 0,83 от веса расплава. Время рафинирования соответственно 4 и 1 О мин. Остальное по примеру 1.Свойства сплава А 7 + 93 Ио. в литов состоянии, рафинированного известным и предложенным способами, представлены в табл. 2. П р.и м е р 3. Проводят рафинирование сплава А 7 + 1 Ф Ив., В качесте реагента применяют керосин .в количестве 0,5 и, 1,03 от веса расплава. Время рафинирования 5 мин. Остальное по примеру 1.Свойства сплава А 7 + 13 Ивов литом состоянии, рафинированного известнымПлотность,г/см Способ рафинирования Иеханические свойства тащета те теееетттатеб, кг/мм Д, Ф е е а е а в е е е 2,6777 12 7 Без рафинированияИзвестный. 2,7087 реагент-фррвон-.12 23,6 Предлагаемый реагент - .соляровое масо в коли" честве 0,5 от веса расплава 25,8 время 5 мин 7,0 2,7132 в количестве 0,2от веса расплава 25,5 27106 время 2 мин Таблица 2 Способ рафинирования Плотность,г/см Иеханические свойства Ватаевватеа еюееттеюю бв, кг/мм Д, 3 Без рафинированияИзвестный 1 ь 8 1 8, 0 реагент - Фреонт 1 2 20, 1 2, 5233 3 1 018995 . 4 . и предложенным способами, приведены плава при принятой температуре.Выв в табл 3 плавленный аломиний показал следующие механические свойства:бя=Табличные. данные показывают, что. 6,0 кг/мм, К 22,01, плотность. эффективность предлагаемого способа2,7013 г/см. .достаточно высокая: прочность повы" Таким образом; эффективность рафисилась на 5-10, пластичность - в 1,1- нирования гексахлорэтаном ниже, чем 1,М раза. Плотность отливок повыша- Фреономт 12, По сравнению с применяеется, что характеризует рафинируюий .мым в промышленности предлагаемый споэффект способа. 10 соб позволяет повысить прочность и9 промышленности широко применя- пластичность алюминия в 1,1-1,2 раза ется рафийирование алюминия гекса- кроме того, улучшить условия труда, .хлорэтаном, Для сравнения выплавляют избавиться от особо токсичных газов алюминий А 7 с использованием гекса- ( хлора и фтора) и снизить стоимость хлорзтанв. Реагент вводят "колоколы 1 обработки в несколько раз за счет, часом" вколичестве 0,3 от веса рвс- поименения более дешевого реагента.ТаблицаЮ Л т е е а тете тютееюееюее1018995 Продолжение табл. 2 Способ рафинирования Иеханические свойства Плотность,г/смбр, кг/мм д, 3 Предлагаемый реагенг - бензолколичество 017от веса расплава 4,65 2,Я 84 21,2 время 4 мин количество 0,83 отвеса расплава 21,4 время 10 мин 2)5376 вава т а а .Таблица 3 Способ рафинирования Иеханические свойства Плотность,г/см е е е Ф вв те еО, кг/мм Д, 4в тает тат ее евтеева Без рафинированияИзвестный 2,6414 2,6451 реагент - Фреонт 12 8,6 11,4 Предлагаемый реагент - керосин в.коЛичестве 0,53 отвеса расплава.время рафинирования 5 мин 27036 17,0 реагент - керосин вколичестве 1,03 отвеса расплававремя рафинирования5 мин 2,6886 10,0 Составитель В, Бадовский . Редактор О. Половка ТехредИ.Тепер . Корректор С. Иекмар Заказ 3639/21 Тираж 527 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 ИОЗБ Иосква ЖРаушская наб. д, 4/5 Веваеетееттвттвтюъйв Вееаеевавеевадеаатее вфилиал. ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Ч