Состав для модифицирования литейных аллюминиевых сплавов

,801157104 11 С 2 6 РФзпФФЮВФу ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВТОРСНОМ,Ф ЕТЕЛЬСТ(54)(57) СОСТАВЛИТЕЙНЫХ АЛЮИИНИЕческого типа., вклюо т л и ч а ю щ ис целью повышения.свойств сплава, соно содержит иитридщем соотношении коНитрид бораКарбид бора ельство СССР3, 1980.ьство СССР6, 1979,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) Г.Г. Крушенко, Б.А. Балашов, М.ф. Жуков, И.А, Фильков, А,А. Корнилов, Г.В. Галевский и Ю.Л, Крутский (71) Красноярский ордена Трудового Красного Знамени институт цветных металлов им. И.И. Калинина (53) 669.715(0888),(56) 1. Авторское свидетУ 901323, кл. С 22 С 1/О2, Авторское свидетелР 831840, кл, С 22 С 1/О ДЛЯ КОДИФИЦИРОВАНИЯ ВЫХ СПЛАВОВ эвтектичающий карбид бора,й с я тем, что,механическихстав дополнительбора при следуюмпонентов, мас.Х:24-26Остальное04 1 11571Изобретение относится к металлургии цветных металлов и сплавов иможет быть использовано в производстве Фасонных отливок из алюминиевыхсплавов эвтектического типа. 5Известен состав для модифицированпя алюминиевых сплавов, содержащийоксид бора и вводимый одновременнографит при следующем соотношении компонентов, мас.7.: 1 ООксид бора 94-98ГраФит ОстальноеСмесь вводится в расплав в виде прессованных таблеток либо запаяннойв алюминиевую капсулу 1 1.15Недостатками данного модифицирую"щего состава являются насыщение расплана углеродом, загрязнение расплава продуктами восстановления оксида бора, вследствие чего зерно алюмпния измельчается недостаточно.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту кпредлагаемому является состав длямодифицирования литейных алюминиевых 25сплавов эвтектического типа, Дляизмельчения кремнистой составляющейи макрозерпа сплава расплав модифицируют тройным натриевым Флюсом иультрадисперсным порошком карбида ЗОбора, Состав для модифицированиялитейных алюминиевьи сплавов эвтектического тина содержит карбид бора Г 21,Недостатком известного состава35для:модифицирования, является плохоеусвоение карбида бора в расплавахалюминия что пр 1 пзодит к понижениюэффекта модифицирования структурысплавов н, хак следствие, к понижению их механических свойств.Цель изобретения - повышение механических свойств сплава за счет повьшения эффекта модифицирования структуры, 45Поставленная цель достигается тем,что состав для модифнцирования литейных алюминиевых сплавов эвтектического типа, включающий ультрадисперсный порошок карбида. бора, дополнительно содержит ультрадисперсный порошок нитрида бора при следующемсоотношении компонентов, мас.%:Иитрид бора 24-26Карбид бора Остальное 55 Смесь ультрадисшерсных порошков карбида и нитрида бора получена методом плазмохимического синтеза, размеры частиц этих порошков порядка 0,03-0,4 мкм.При содержании ультрадисперсного порошка (УДП) нитрида бора в смеси более 26 мас.7 эффект модифицирования структуры сплавов АЛ 2 и АЛ 9 снижается вследствие дополнительного насыщения расплавов частицами УДП нитрида бора, которые, соединяясь в крупные конгломераты, при кристаллизации выделяются по границам зерен,ослабляя их, снижая тем самым механические свойства сплавов.При содержании УДП нитрида бора в смеси менее 24 мас.%, также снижается эффект модифицирования сплавов АЛ 2 и АЛ 9 вследствие недостаточного содержания в расплавах частиц УДП нитрида бора, которые, образуя на частицах УДП карбида бора поверхностную пленку, усиливают зарождающую способность последних посредством лучшей смачиваемости частиц УДП нитрида бора (из которых состоит поверхностная пленка) расплавом алюминия по сравнению с частицами УДП карбида бора, Это ведет к усилению эффекта модифицирования и, как следствие; повышению механических свойств сплавов.П р и м е р. Алюминиевые сплавы АЛ 2 и АЛ 9 готовят в индукционной печи ИСТ,06, затем модифицируют тройным натриевым Флюсом МаС 1 45%, НаР 407., БаА 1 Гь 15%) в расчете 1,5% от веса плавки. По достижении максимальногоэффекта модифицирующей обработки(через 10"12 мин с момента введениямодификатора на зерно металла) в расплав вводят 0,05% от веса плавки смеси ультрадисперсных порошков карбида и нитрида бора с различным соотношением компонентов, мас.%: В С 73 и ВИ 27; ВС 74 и ВИ 26; В 4 С 75 и ВИ 25; ВС 76 и ВИ 24: ВС 77 и ВИ 23, Смесь ультрадисперсных порошков содержитсяв объеме прутка, отпрессованного из алюминиевых гранул, обсыпанных смесью 1ультрадисперсных порошков карбида и нитрида бора. После 1-2 минутного выстаивания расплав перемешивают1 мип и при 700 С разливают в кокиль, Из полученных отливок вытачиваются гагаринские образцы для испытания механических свойств. Механические свойства отливок из сплавов АЛ 2 и АЛ 9, отлитых с модифицированием разными составамн, представлены в таблице.11571 ОтносительПределпрочности зИПа Сплав Соотношение компонентов в смесиУДП, мас; % ное удлине .ние, (у % Известный состав 10 АЛ 2 100 224 10,4 Предлагаемый состав 73 27 225 12,6 15 229 13,4 231 13,5 230 13 ь 4 74 25 20 76. 24 23 226 12,4 04 427 мас,%, т,е. за пределами предлагаемого соотношения, снижается эффект модифицирования сплавов АЛ 2 и АЛ 9, и, как следствие, снижаются их механические свойства изэа повышенного содержания в расплавах частиц УДП нитрида бора, которые, соединяясь в крупные конгломераты, при кристаллизации выделяются по границам зерен,. ослабляя их, снижая тем самым механические свойства сплавов.При содержании УДП карбида бора в смеси 74-76 мас.% и УДП нитрида бора 24"26 мас.%, эффект модифицирования сплавов АЛ 2 и АЛ 9 максимальный и, как следствие, высокие их механические свойства, из-за наличия в модифицированных сплавах оптимально необходимого для зарождения и измельчения Ы -твердого раствора алюминия в эвтектической составляющей сплавов колиЧества ультрадисперсных частиц УДП нитрида и карбида бора.Известный состав АЛ 9 100 194 9,8 Предлагаемый состав 27 267 13,2 73 26 29 13,8 74 280 13)8 76 24 280 13,6 23 269 12,8 н и е, Тройной. натриевый флюссостава, %:МаС 1 45;14 аГ 40;ИаА 1 Г 15,берут в количестве1,5% от весаплавки. СмесьУДП карбидаи нитрида боравводят в расп-лав в количестве 0,05% от веса плавки.УДП, карбида бора вУДП нитрида бора Примеча,. При содержании смеси 73 мас.%, а 25При сОдержании УДП карбида бора всмеси 77 мас.%, а УДП нитрида бора23 мас.% снижается эффект модифицирования сплавов АЛ 2 и АЛ 9, что выражается в уменьшении их механическихсвойств из-за недостаточного содержания в модифицированных сплавах ультрадисперсных частиц УДП нитрида бора.Частицы УДП нитрида бора образуютна частицах УДП карбида бора в жидкихалюминиевых сплавах поверхностную 35 кристалЛическую пленку, УДП нитридабора лучше смачивается алюминиевымирасплаваии, чем УДП карбида бора,вследствие этого частицы УДП карбидабора, покрытые пленкой из УДП нитри да бора, являются термодинамическиболее благоприятными подложкамидля зарождения и роста на них алюминиевых кристаллов и эвтектики, чемчастицы УДП карбида бора, не покрытые 45 этой пленкой. При малом содержаниив расплаве частиц УДП нитрида борачастицы УДП карбида бора лишь частично покрываются пленкой из УДП нитридабора и процесс кристаллизации про текает нестабильно, не все частицыУДП карбида бора в этом случае становятся центрамй кристаллизации длякристаллов О-твердого раствора алюминия в эвтектической составляющей 55 сплавов.По сравнению с известным предлагаемьй состав при использовании смеси1157104 Составитель В. БадовскнйРедактор В, Петраш Техред М.Надь Корректор И. Эрдейи Заказ 3287/25 Тираж 583 ПоддисноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ультрадисперсных порошков УДП карбидаи нитрида бора (ВС - ВН) позволяетповысить для сплава АЛ 2 на 3,13 пределпрочности (с 224 до 231 МПа) и в 1,3раза относительное удлинение (с 10,4, 5до 13,53) для сплава АЛ 9 на 44,3 Хпредел прочности (с 194 до 280 МПа)и в 1,4 раза относительное удлинение(с 9,8 до 13,8 Ж). При использовании изобретения возрастают затраты на вспомогательные материалы, однако за счет увеличения выхода годного литья вследствие сокращения брака достигается снижение себестоимости. Годовой экономический эффект от использования изобретения при программе литейного цеха 3500 т отливок в год составит 4200 руб,