Способ переработки отходов алюминиевых сплавов

(19) Е ИЗОБ Т И ВТОРСКОУУ ЕТЕЛЬСТВ нологических возможностей способа и повышение качества полуфабрикатов, В способе переработки отходов алюминиевых сплавов плавление отходов ведут при пропускании через расплав переменного электрического тока напряжением 2-11 В, силой (2-12) 10 А с наложением магнитного поля3напряженностью (2-9) 10 А/м, после рас 3плавления осуществляют диспергирование расплава с последующей закалкой и компактирование порошка, причем корректировку состава ведут перед компактированием, Корректировку состава ведут путем введения в порошок отходов деформируемых сплавов, полученных диспергированием расплава с последующей закалкой, Корректировку состава ведут путем введения в порошок инертных наполнителей. выбранных из группы нитрид бооа, углерод, оксид алюминия в количестве 0,1-2 мас,%.2 з.п. ф-лы, 5 табл,отхолавы,ХО(57) Изобретение от ной металлургии и м но для переработки сплавов, Целью явл ти цвет- ользоваосится к обла ожет быть исп отходов алюм ется расшире ниевых те Изобретени аллургии и мо ереработки о ов,дит с меньповышаетсярошкд.В процессе корректировки сос уфабрикатэ применяют отходы де емых сплавов. Корректировка вед достижения качественного сосг уфабриката, близкого к составу ста го деформируемого сплава. В многосортных отходов, где достич венного состава деформируемого всегда возможно, корректировка о ляется для снижения общего (сум содержания переходных металл 120/ а в случае литейных многосо ходов до " 12 мас.% кремния,льтате сть поЦель техн ераб Под рическо легирую ветстви к сниже стеров н плав мн кластер ГОСУДАРСТВЕ 61 ЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР.762,4(088,8)и др, ПереработАлюминиевыеиз. 1963, с,153-15детельство СССРС 1/02, 1979. 54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ относится к цветнои мет быть использовано для одов алюминиевых сплаю изобретения является рагширеологических возможностей способа отки,воздействием переменного злекто тока происходит перемещение щих элементов в расплаве в соотс полярностью поля. Это приводит нию размеров и разрушению клаа одной полярности, а так как расогокомпонентный, то образование в при смене полярности происхо(5)5 В 22 Е 1/00, 9/О шеи скоростью и в р термическая стабиль тавд пол- формируется для два пол- ндаргнослучае качестплава не существмарного) в до 7 -тных от 1680442Корректировка состава полуфабриката ведется как путем изменения состава расплава, так и изменением состава порошковой шихгы перед холодным компактированием, Корректировка состава шихты перед холодным компактированием проводится в случае переработки многосортных отходов с высоким содержанием переходных металлов и кремния. В шихту в процессе корректировки вводится порошок, полученный из отходов односортных деформируемых сплавов закалкой из жидкого состояния. Такой порошок более пластичен и обтекает более твердые частицы с высокой концентрацией легирующих элементов, снижает усилие прессования, а также дает возможность получить более плотную заготовку при холодном йомпактировании, При последующей операции горячего выдавливания порошковой заготовки происходит более полное залегание пор в прессовке, Корректировка состава полуфабриката путем введения в шихту инертных наполнителей не изменяет относительного содержания легирующих элементов, а служит для дальнейшего выравнивания механических и технологических свойств полуфабриката и детали, При горячем деформированииинертные частицы (ВК, С, А 20 з) стирают" окисную пленку на частицах и улучшают схватывание частиц между собой.Углерод в форме графита и ВМ-гексагональной модификации снижает усилие деформирования порошка и повышает плотность заготовки, одновременно повышая качество механической обработки полуфабриката.П р и м е р 1, Сплав, содержащий примеси железа, никеля и кремния, плавят и подают в зону распыления, варьируя значения силы тока, напряжения, напряженность магнитного поля. Затем проводят корректировку состава и последующее компактирование, После холодного брикетирования прогревали брикет ф 60 мм до температуры прессования в течение 15 мин и осуществляли экструдирование, при температуре 670 К. Механические свойства полученных прутков приведены в табл, 1. Снижение напряжения менее 2 В и силы тока менее 2 10 А снижает скорость3плавления брикетов отходов, Увеличение напряжения более 11 В и тока более 10 10з А дестабилизирует процесс распыления изза перепадов давления в потоке перекачиваемого расплава, К этому же эффекту ведет и повышение напряженности магнитного поля более 9 10 А/м.3 Г р и м е р 2. Многосортный состав,содержащий 10 "металлических примесей(М 1, Ге, Си и т,д,). Распыление осуществлялось при значениях О = 4 В; 1= 3 10 А,з5 Н = 3 10 А/м, Обработка проводилась позописанной технологии,Переработка отходов, содержащих более 12 мас, металлических примесей(, Ю, Ге, Сг, Сц и т.д,) осуществляется10 распылением расплава с последующей егокорректировкой порошком, полученным закалкой из жидкого состояния, напримерсплава Д 16 до снижения суммарного содержания примесей 7 - 12 мас,.15 Как видно из данных табл. 2, корректировка шихты распыленного порошка с высоким содержанием легирующих элементовпозволяет переводить в деформируемыесплавы практическое большинство про 20 мышленных отходов с высоким содержанием легирующих включений.П р и м е р 3, Сплав на основе алюминиясостава А + 5 мас,Ре + 2 мас, / М 1+ 2мас,Сг распыляли с реализацией скоро 25 стей охлаждения 10 К/с на бронзовыйдиск. Распыление осуществлялось при значениях О =- 4 В; = 3 10 А; Н = 3 10 А/м,Обработка давлением проводилась по предлагаемой технологии с введением в шихту30 графита 0,1-2,0 мас,при коэффициентевытяжки 16 с диаметра 40 на 10 мм, Пригорячей обработке давлением снималисьпоказатели прессования, затем из пруткабыли изготовлены образцы на растяжение,35 Определялось значение предела прочности,Экспериментальные данные приведены втабл. 3.Как видно из данных табл. 3, с повышением концентрации графита в шихте умень 40 шаются удельные усилия при прессованииполуфабриката. Однако увеличение концентрации графита выше 2 мас,ухудшает механические характеристики материала,сужая область применения его.45 П р и м е р 4, Сплав А 1+ 6,5 Ее+ 3,5 М + 1 Сг распыляли на медный диск среализацией скоростей охлаждения 10 К/с,После разделения на фракции была приготовлена шихта с добавлением ВМ. Содержа 50 ние Вч варьировалось ат 0,1 до 2,0 .Коэффициент вытяжки составил 12 при выдавливании в изотермических условиях при400 С, Данные по полученным свойствамполуфабриката представлены в табл, 4.55 Сплав с содержанием С менее О,1 малоотличается по своим механическим свойствам от сплава этого же состава без Вй.Присутствие ВМ более 2,1;6 существенновлияет на схватывание частиц при прессо1680442 Таблица 1 Таблица 2 вании, так как начиная с этой концентрации, пруток начинает расслаиваться.П р и м е р 5. Сплав А+ 4% Ее+ 3% ч + 0,8 Сг распыляли на медный диск с реализацией скоростей охлаждения 10 К/с. По сле разделения на фракции была приготовлена шихта с А 20 з. Содержание А 20 з варьировалось от 0,1 до 2 мас Коэффициент вытяжки составлял 16. Данные по полученному материалу заносим в табли цу.Как видно из данных табл. 5, наиболее предпочтительный интервал концентраций А 20 з при переработке отходов алюминиевых сплавов 0,1-2 мас. . 15Известный способ не позволяет перерабатывать отходы с высоким содержанием Ее, И, Си, Мп, Сг и т,д., поэтому данные о механических свойствах не приводим в связи с их низкими значениями, не выходящими, 20 например, для о, за пределы 110 - 114 МПа.Формула изобретения1. Способ переработки отходов алюминиевых сплавов, включающий плавление от 25 ходов, корректировку состава, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей способа и повышения качества полуфабрикатов, плавление отходов ведут при пропускании через расплав переменного электрического тока напряжением 2-11 В, силой тока (2 - 12) 10 А3 с наложением магнитного поля напряженностью (2-9) 10 А/м, после расплавленияЭосуществляют диспергирование расплава с последующей закалкой и контактирование порошка, причем корректировку состава ведут перед компактированием,2. Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что корректировку состава ведут путем введения в порошок отходов деформируемых сплавов, полученных диспергированием расплава с последующей закалкой,3, Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что корректировку состава ведут путем введения в порошок инертных наполнителей, выбранных из группы нитрид бора, углерод, оксид алюминия в количестве 0,1-2 мас,%.Таб 4 Г Удельные усилия редел прочно прессования,МПа МПа380 стави.гель С Ьагровахред М,Моргентал Ю,Серед Реда рек ерявая Заказ 3269 ВНИИПГираж Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 1 Удельные услилияпрессования, МПа00 э т-,0 300 ЯО 220