Способ приготовления алюминиевых деформируемых сплавов с марганцем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХРЕСПУБЛИК У 659 А 19) 1.1(я)5 С 2 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМИ ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ й завод, Л;П.КасьяССР АЛ ЮМИЛАВОВ С металлургии может быть а 21) 4814451/0222) 19,02.90(57) Изобретение относится кцветных. металлов и сплавов и Изобретение относится к металлургии алюминиевых сплавов и может быть использовано при приготовлении алюминиевых деформируемых сплавов, легированных преимущественно марганцем.Известен способ приготовления алюминиевь 1 х деформируемых сплавов с марганцем на основе твердых первичных металлов и твердых лигатур.Недостатком известного способа является необходимость значительного перегрева алюминия и легирующих компонентов, что приводит к их потерям в виде угара до 15-20%.Известен способ приготовления алюми- ниевых деформируемых сплавов с Марганцем путем введения жидкой лигатуры алюминий-марганец, 1 приготовленной в люминиевом электролизере,Недостатком известного способа является получение сплавов с крупными включеиспользовано при приготовлении алюминиевых деформируемых сплавов, легированных марганцем. Цель иэобретения - улучшение качества поверхности и трещиноустойчивости сплава, Поставленная цель обеспечивается оптимальным сочетанием пластичности и эффективного интервала кристаллизации сплава, что достигается введением кремния в расплав лигатуры алюминий - марганец под слоем криолитоглиноэемного расплава до соотношения кремния к марганцу, равного 1:(5 - 10). 2 табл,ниями интерметаллидов, что отрицательно сказывается на их механических свойствах.Наиболее близким к изобретению является способ, включающий выдержку жидкой лигатуры алюминий-марганец с.6 - 8 мараеаей ганца при 965 + 10 С слоем криолитоглино земного расплава, введение в лигатуру титана до его соотношения с марганцем 1:10, охлаждение лйгатуры и введение в О сплав.Недостатком известного способа является низкое содержание кремния в лигатуре, получаемой в алюминиевом электролизере, что обуславливает горячеломкость и закальную .ликвацию алюминиевых сплавов. Это снижает качество отливаемых слитков, приводя к образова-. нию трещин и появлению на поверхности грубых лицвационных наплывов.Целью изобретения является улучшение качества поверхности и трещиноустойчивости сплава, 1717659Поставленная цель достигается тем, что согласно способу приготовления алюминиевых деформируемых сплавов с марганцем, включающему выдержку жидкой лигатуры алюминий-марганец при 955-975 С под слоем криолитоглиноземного расплава, ее охлаждение и введение в расплав алюминия, в расплав лигатуры во время выдержки вводят кремний до его соотношения с марганцем 15 - 1:10 по массе,Введение в лигатуру кремния до его соотношения с марганцем в предлагаемом интервале обеспечивает приготовление алюминиевых деформируемых сплавов с марганцем (например, АЦМ) с содержанием кремния в пределах 0,2-0,4% по массе, что обеспечивает оптимальное сочетание пластичности сплава (определяет склонность к горячеломкости) и эффективного интервала кристаллизации (определяет возможность йоявления ликвационных наплывов), Это позволяет получать алюминиевые деформируемые сплавы с марганцем с высокой трещиноустойчивостью и качественной поверхностью, на которой отсутствуют ликвационные наплывы.Введение в лигатуру кремния до его соотношения с марганцем более 1:5 обуславливает получение сплавов с содержанием кремния более 0,4%, вследствие чего в результате сужения аффективного интервала кристаллизации резко возрастает относительное количество жидкой фазы в формирующемся кристаллическом каркасе при температуре начала линейной усадки, При этом образуется каркас из игольчатых и пластинчатых интерметаллидов, который усиливает склонность сплавов к появлению ликвационных наплывов.Введение в лигатуру кремния до его соотношения с марганцем менее 1:10 обуславливает получение сплавов с содержанием кремния менее 0,2%, вследствие чего в результате расширения интервала хрупкость заметно падает запас пластичности в твердожидкостном состоянии, что.ухудшает сопротивляемость сплавов к образованию горячих усадочных трещин.Введение кремния в лигатуру во время выдержки ее под слоем криолитоглинозем.ного расплава благодаря высокой температуре расплава (955-975 ОС) обеспечивает возможность достаточно полного перехода кремния в жидкую лигатуру без дополнительного перемешивания. Введение кремния в лигатуру в остальных случаях - в транспортировочный ковш (температура расплава 770-780 С) или миксер (температура расплава 710 . 5 С) - из-за низкой температуры обуславливает низкую скоро 50 55 повысить пластичность (относительное удлинение) сплава в литом состоянии на 0,4- 4,6% в сравнении с известным и обеспечить получение сплавов с содержанием кремния 0,22-0,36%, Это улучшает качество поверхности за счет уменьшения величины ликвационных наплывов с 5-7 мм до 2-4 мм и2размера неслитин,а также предотвращает образование трещин во время литья слитков. Отсутствие трещин снижает их отбраковку под деформацию, а улучшение сть растворения кремния и необходимость интенсификации процесса путем дополнительного перемешивания, В противном случае возможно осаждение части кремния на 5 стенках транспортировочного ковша илимиксера, что может привести к получению сплавов с содержанием кремния до 0,2% (это обуславливает образование горячих усадочных трещин).10 Способ осуществляется следующим образом.В опытно-промышленных условиях готовят алюминиевый деформируемый сплав .с марганцем марки АМЦ по предлагаемому 15 способу, Жидкую лигатуру, содержащую 68% марганца, выдерживают под слоем криолитоглиноземного расплава (криолитовое отношение 2,7; содержание глинозема 40/о) в алюминиевом электролизере на 150 кА 20 при 955-975 ОС в течение 3-5 ч. Вводят в неекремний до соотношения кремния к марганцу от 1.3 до 1-20, охлаждают лигатуру со скоростью 30-40 ОС/мин до 770-780 С путем забора лигатуры из электролизера в 25 вакуумный ковш и перелива ее в транспортировочный ковш, выдерживают в нем в течение 5 - 10 мин, Затем лигатуру охлаждают со скоростью 80-100 С/мин до 710.5 С путем заливки ее в миксер с алюминием (содержание, 30 кремния 0,15%), имеющимтемпературу 690700 С. Производят выдержку полученного сплава при этой температуре в течение 30 мин и отливают слитки. Расход лигатуры на 1 т готового сплава 170 кг, После приготовления сплава производят заливку проб в алюминиевый разьемный плоский кокиль для изготовления из них образцов для определения пластичности (относительного удлинения). После отливки слитков из них.вырезают темплеты для выявления наличия трещин,Качество поверхности слитков оценивают по глубине неслитин и площади ликвационных наплывов.Полученные результаты представлены втабл.1Из табл,1 видно, что предлагаемый способ (варианты 2-6) при соотношении кремния к марганцу от 1:5 до 1:10 позволяетТ а б ли ц ащи ища и еи Показатели по способуаранетры способа предлагаемому известному. Т Гб 7 в ае и и е а в ее7 8 7 Содержание илигатуре, Жтемпературалигатуры, ССоотношениеи марганцатуре рганца в 6 выдержкикремниялига" 965 65 9;36 О 2а 27,1 . 31,1. 0,1 Наличие трещинслитках Нет ет Не Есть Ес Не Площадь ликвационных наплывов, ммв 4-6 3-4 3-5 1"2 сут". вует-г Глубина неслитин,качества поверхности - количество отходов,образующихся при обработке поверхности;:В опытно-промышленных условиях при,приготовлении сплава АМЦ в расплав лигатуры алюминий-марганец вводят .кремний 5до его соотношения с марганцем 1:7 вовремя выдержки лигатуры с 7 ф, марганца вэлектролизере под слоем криолитоглино.земного расплава.при 965 С, при переливе.в транспортировочный ковш и при заливке 10в миксер,Полученные результаты представлены в. табл,2.Из табл.2 видно, что улучшение качества поверхности достигается только прй введении кремния в лигатуру во времявыдержки ее в электролизере под слоемкриолитоглиноземного расплава. Без дополнительного перемешивания кремний. практически не растворяется, поэтому содеркание его в сплавах не превышает 0,20, что вызывает снижение пластичности и сужение эффективного интервала кристаллизации. Это приводит к образованию горячих усадочных трещин и появлению неслитин.Формула изобретения Способ приготовления алюминиевых деформируемых сплавов с марганцем, . включающий выдержку расплава лигатуры алюминий-марганец при 955-975 оС под слоем криолитоглиноземного расплава; ее охлаждение и введение в расплав алюминия,отличающийся тем,что,сцелью улучшения качества поверхности и трещиноустойчивости сплава, в расплав лигатуры во время выдержки вводят кремний до его соотношения с марганцем 1:5-1:10 по массе,1717659 Табл и а 2Уш шш аж ив Место ввода кремния в лигатуру Параметры способа при заливкев миксер содержание кремния всплаве, мас.4 0,18 0,16 0,29 28,6 29,3 Наличие трещин в слитках Есть Есть Нет Площадь ликвационныхнаплывов, мм 8-10 8-11 2-4 Отсутствуют 5-7 Глубина неслитин, мм Составитель В,НикитинТехред М.Моргентал Корректор СЧерни Редактор Н,Гунько Заказ 854 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент"; г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Относительное удлинение в литом состоянии, 4 в электролизерпод слой криолито-глиноземного расплава при переливе втранспортиро-вочный ковш