NO331275B1 - Strontium forlegringssammensetning med redusert Solidustemperatur, en fremgangsmate for a fremstille denne, samt anvendelse - Google Patents
Strontium forlegringssammensetning med redusert Solidustemperatur, en fremgangsmate for a fremstille denne, samt anvendelse Download PDFInfo
- Publication number
- NO331275B1 NO331275B1 NO19992753A NO992753A NO331275B1 NO 331275 B1 NO331275 B1 NO 331275B1 NO 19992753 A NO19992753 A NO 19992753A NO 992753 A NO992753 A NO 992753A NO 331275 B1 NO331275 B1 NO 331275B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- strontium
- alloy
- aluminum
- alloys
- zinc
- Prior art date
Links
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 title claims description 64
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 15
- 230000032683 aging Effects 0.000 title 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 94
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 94
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 40
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 33
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 28
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims description 24
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 21
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 17
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229910021652 non-ferrous alloy Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 11
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 10
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 10
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 9
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 9
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 230000000051 modifying effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 2
- KMWBBMXGHHLDKL-UHFFFAOYSA-N [AlH3].[Si] Chemical compound [AlH3].[Si] KMWBBMXGHHLDKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 16
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 12
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- -1 aluminum-magnesium-silicon Chemical compound 0.000 description 5
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 5
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 241001062472 Stokellia anisodon Species 0.000 description 3
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910008285 Si—Cu—Zn Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- OHOBJYLZBONBBA-UHFFFAOYSA-N strontium zinc Chemical compound [Zn+2].[Sr+2] OHOBJYLZBONBBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021364 Al-Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019752 Mg2Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- MIDOFQRPAXDZET-UHFFFAOYSA-N [Si].[Sr] Chemical compound [Si].[Sr] MIDOFQRPAXDZET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YNDGDLJDSBUSEI-UHFFFAOYSA-N aluminum strontium Chemical compound [Al].[Sr] YNDGDLJDSBUSEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- UHCGLDSRFKGERO-UHFFFAOYSA-N strontium peroxide Chemical compound [Sr+2].[O-][O-] UHCGLDSRFKGERO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C24/00—Alloys based on an alkali or an alkaline earth metal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C18/00—Alloys based on zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/06—Obtaining aluminium refining
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S75/00—Specialized metallurgical processes, compositions for use therein, consolidated metal powder compositions, and loose metal particulate mixtures
- Y10S75/952—Producing fibers, filaments, or whiskers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en strontiuminneholdende forlegering og dens fremstilling og bruk i forbindelse med styring av mikrostrukturen i aluminium-, sink- og magnesiumbaserte legeringer.
Strontium er kjent innenfor teknikken for å være en overlegen og permanent modifiserer av aluminium-silisium-bestanddelen av eutektiske og hypoeutektiske, dvs. mindre enn 12,6 vekt%, aluminium-silisium-støpelegeringer. Tillegget av strontium modifiserer morfologien til den eutektiske fasen for å fremskaffe en fin, fibrøs mikrostruktur, i stedet for lamell eller den aciculære plateaktige strukturen man ofte møter på i umodifiserte legeringer, og resulterer følgelig i en legering med forbedrede mekaniske egenskaper, duktilitet og slagseighet. Det vises til eksempelvis US-patentene 3.446.107 og 3.567.429, og K. Alker et al. "Experiences with the Permanent Modification of Al-Si Casting Alloys", utgitt i Aluminum, 49(5), 362-367(1972).
Andre legeringssystemer har også funnet det fordelaktig med tillegg av strontium. F. eks. vedlegger US-patent 3.926.690 i navnet Morris et al. et tillegg på 0,01-0,5% strontium eller kalsium til en legering av aluminium-magnesium-silisium fremskaffer en legering med forbedrede ekstruderingsegenskaper. US-patent 4.394.348 i navnet Hardy et al. fremlegger at bruken av en forlegering som inneholder strontiumperoksid og som er anbrakt for å oppnå en legering med finere korn. I "Modification of Intermetallic Phases by Strontium in Aluminum Smi Alloys", av M.H. Mulzimoglu et al., ble strontiumtillegg rapportert å ha en modifiserende effekt på forskjellige mellommetalliske faser av en aluminiumsserie legeringer 6061, 5182 og en av ASTM-standarden.
Imidlertid, er det vansker forbundet med tilførsel av strontium. Strontium til-føres generelt til legeringer i form av en forlegering. Bruk av ren metallisk strontium er begrenset fordi den lett oksideres i en fuktig atmosfære og tilstedeværel-sen av oksidlaget hemmer oppløsningsraten av strontium i den ønskede smeiten.
Ved dagens praksis, blir et slik strontiumtillegg til legeringer ofte gjort ved bruk av en strontiuminneholdende forlegering. Pressede emner av pulver som inneholder strontium-silisium er vedlagt i US-patent 4.108.646. Britisk patent 1.520.673 fremlegger en forlegering av aluminium-silisium-strontium. En strontium-silisium-aluminium-forlegeringer vedlagt i US-patent 4.009.026. US-patent 4.937.044 beskriver en strontium-magnesium-aluminiumsforlegering . Hovedtyngden av strontiuminneholdende forlegeringer som blir brukt for å modifisere aluminium-silisiumlegeringer fremstilles i form av binære aluminium-strontium-forlegeringer; imidlertid, har disse ulemper i tillegg til at også andre sys-temer har ulemper.
Følgelig, har eksempelvis bruk av disse forlegeringene alltid blitt hindret av lavere smeltings eller oppløsningshastigheter ved lavtemperatursbruk. De følg-ende illustrerende forlegeringene rapporteres alle å foreskrive et tillegg ved smeltetemperaturer over 725°C for å oppnå akseptable oppløsningshastigheter og strontiumgjenvinning: (1) forlegering inneholdende 10 vekt% strontium og 90 vekt% aluminium;
(2) forlegering inneholdende 10 vekt% strontium, 14 vekt% silisium og
76 vekt% aluminium; (3) forlegering inneholdende 90 vekt% strontium og 10 vekt% aluminium;
og (4) forlegering inneholdende 40 vekt% strontium, 35 vekt% aluminium og
25 vekt% magnesium.
I tillegg, reagerer rent metallisk strontium i tillegg til forlegeringer som inneholder høy konsentrasjon av strontium i alfafase, eksempelvis 90 vekt% strontium og 10 vekt% aluminium, svært lett med atmosfæren og foreskriver spesialinnpakning for å hindre oksidasjon og degradering av forlegeringene. Denne spesialinn-pakningen er vanligvis laget av aluminium som har en likvidustemperatur på
660 °C hvilket videre hemmer forlegeringenes smelte eller oppløsningsrate ved lavere temperaturer.
Mange bruksområder som benytter ikke-jernlegeringer opererer med badet av smeltet metall ved ekstremt lave temperaturer. Eksempelvis er det vanlig med smeltede metalltemperaturer på 620 °C ved støpeoperasjoner. I tillegg er stålbe-legningslinjer (steel coating lines) som påfører et belegg som inneholder 57,5% aluminium, 41 % sink og 1,5% silisium typisk drevet med et bad smeltet metall ved en temperatur på 600 °C. Det finnes derfor et betydelig behov innenfor industrien for en strontiuminneholdende forlegering som lett vil smelte eller oppløses ved lavere metalltemperaturer, som ikke reagerer lett og som er stabil ved atmos færiske forhold for å unngå produksjonsvanskeligheter og behovet for spesielt beskyttende innpakning.
Sammenfatning av oppfinnelsen
Det er derfor et hovedformål med den foreliggende oppfinnelsen å fremskaffe en strontiuminneholdende forlegering til bruk som et strontiumtilleggsstoff til ikke-jernlegeringssystemer, og også å fremskaffe en fremgangsmåte for å modifisere ikke-jernlegeringers mikrostruktur med nevnte forlegering, samt en fremgangsmåte for å forberede nevnte legeringer.
Det er ytterligere et formål med den foreliggende oppfinnelsen å fremskaffe en forlegering og en fremgangsmåte som tidligere nevnt hvori nevnte legering har en lav solidustemperatur og en rask oppløsningshastighet i smeltet metall.
Videre er det et formål med den foreliggende oppfinnelsen å fremskaffe en fremgangsmåte og en forlegering som tidligere nevnt for tilførsel av nevnte forlegering til smeltede ikke-jernlegeringer ved badtemperaturer under omtrent 700 °C, og under omtrent 660 °C og t.o.m. under 600 °C.
Videre er det et ytterligere formål med den foreliggende oppfinnelsen å fremskaffe en fremgangsmåte og en forlegering som tidligere nevnt, hvori nevnte forlegering har relativt høy densitet, som ved tilførsel til badet av smeltet metall fremmer nedsynkning under overflaten av det smeltede metallbadet, og følgelig minimaliserer tapet av strontium pga. oksidasjon.
Det er et tilleggsformål med den foreliggende oppfinnelsen å fremskaffe en fremgangsmåte og en forlegering som tidligere nevnt hvori nevnte forlegering ikke er utsatt for oksidering og degenerering når den blir utsatt for fuktighet og normale atmosfæriske forhold.
Et tilleggsformål med den foreliggende oppfinnelsen er å fremskaffe en fremgangsmåte og en forlegering som tidligere nevnt hvori forlegeringen ikke foreskriver beskyttende innpakning.
Det er et tilleggsformål med den foreliggende oppfinnelse å fremskaffe en fremgangsmåte og en forlegering som tidligere nevnt hvori forlegeringen kan bli støpt til vanlige blokker og produkter av knapptype, hvori forlegeringen har lav duktilitet hvilket muliggjør at den samme ytterligere blir laget til granuler eller pulver.
Et ytterligere formål med den foreliggende oppfinnelsen er å fremskaffe en fremgangsmåte og en forlegering som tidligere nevnt hvori forlegeringen kan frem-skaffes i mange former for tilførsel til smeltet ikke-jernlegeringer, som (a) blokker, (b) knapper, (c) hagl, (d) granuler, (e) pulver, (f) pressemner eller briketter av granuler eller pulver, (g) pulver for innsprøyting eller støpeformbelegning og (h) kjernet vaier eller stang.
I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen, har man nå oppdaget at de tidligere formål og fordeler av den foreliggende oppfinnelsen lett kan oppnås. Forlegeringen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen består av i vekt% mellom 20-80% strontium, 0,01 til 2,0% hver av et materiale valgt fra gruppen bestående av aluminium, kobber og blandinger av disse, som balanseres med sink og urenheter.
Forlegeringen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen kan i hovedsak bestå av mellom 20-80% i vekt% strontium, fortrinnsvis mellom 30 og 40 vekt% strontium, der dette blir balansert med sink og urenheter. Forlegeringen omfatter også i vekt% fra 0,01-2,0% hver av et materiale som er valgt fra gruppen som består av aluminium og kobber og deres blandinger, og fortrinnsvis fra 0,1 til 0,5% av hver av disse materialene.
Den foreliggende oppfinnelsen vedrører også en anvendelse av en forlegering som beskrevet over for modifisering av den eutektiske komponenten av eutektisk og hypoeutektisk aluminium-silisium støpelegeringer, for tilførsel til smeltede ikke-jernlegeringer som vil smeltes og oppløses ved temperaturer under 600 °C, for modifisering av mikrostrukturen av aluminiumsbase smi- og støpelegeringer, for å redusere størrelsen av en kompleks Fe-bærende intermetallisk fase som er tilstede i aluminiumsbaserte støpelegeringer og for redusering av kornstørrelsen og konsentrering av krympingsmikroporøsitet i magnesiumbaserte legeringer.
All spesifisering av prosentandeler i denne beskrivelsen er i henhold til vekt.
Den foreliggende oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for å modifisere ikke-jernlegeringers mikrostruktur ved å fremskaffe en smelte av en legering som blir valgt fra grupper bestående av aluminiumsbase-legeringer (aluminium
base alloys), magnesiumbase-legeringer (magnesium base alloys) og sinkbase-
legeringer (zinc base alloys) og tilførsel av en forlegering som består av i vekt% 20-80% strontium, med mengden sink og urenheter for å balansere dette..
Den foreliggende oppfinnelsen vedrører også en prosess for å forberede en forlegering som omfatter: å forberede en forlegering som hovedsakelig består av mellom 20-80% strontium, utbalansert med sink og urenheter; omfattende trinnene med å fremskaffe et metallbad av smelte som inneholder sink og fra 0,01-2,0% hver av et materiale som blir valgt fra en gruppe bestående av aluminium, kobber og blandinger av disse; og tilføre den nødvendige mengden strontium til det smeltede metallbadet, for derved å redusere oksidasjonstap. Fortrinnsvis tilføres strontium til det smeltede metallbadet etter at nevnte materiale blir tilført.
Ytterligere formål og fordeler i henhold til den foreliggende oppfinnelsen vil fremgå under.
I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen, inneholder forlegeringen 20-80% strontium og fortrinnsvis 30-40% strontium. I tillegg inneholder forlegeringen fra 0,01-2,0% aluminium og/eller kobber, og fortrinnsvis fra 0,1-0,5% aluminium og/eller kobber. Strontium-sink-forlegeringer som inneholder mer enn 40% strontium reagerer med atmosfæren og i fravær av spesialinnpakning vil lide av degradering over tid. Forlegeringer av strontium-sink med mindre enn 30% strontium har økt likvidus- og solidustemperaturegenskaper. Tilførsel av aluminium og/kobber som tidligere nevnt minimaliserer oksidasjon og drossgenerering under fremstilling og støping av forlegeringen og fremskaffer en forlegering som reagerer minimalt med atmosfæren og foreskriver ingen spesielt beskyttende innpakning for å hindre degenerering.
Forlegeringen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen modifiserer mikrostrukturen av ikke-jernlegeringer så som aluminium-, magnesium- og sinkbaserte legeringer ved å tilføre forlegeringen til et metallbad av smeltet metall av ikke-jernlegeringer.
Forlegeringer i henhold til den foreliggende oppfinnelsen modifiserer særlig den aluminium-silisium-eutektiske komponenten i aluminium-silisium-eutektiske og hypoeutektiske støpelegeringer, og modifiserer også den silisium-eutektiske fasen i aluminium-sink-silisium-legeringer. Følgelig modifiseres den eutektiske komponenten for å fremstille en fin, fibrøs mikrostruktur.
I tillegg, i aluminiumsbaserte smi og støpelegeringer modifiserer forlegeringen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen den plateaktige beta AI5FeSi-fasen til "kinesiske bokstaver" ("the Chinese scrip") alfa AlsFe2Si-fasen og forandrer Mg2Si-fasens morfologi fra kinesiske bokstaver til en nålaktig fasong.
I tillegg, i sekundære aluminiumsstøpelegeringer, reduserer forlegeringen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen størrelsen av slagg partikler, dvs. de komplekse Fe-bærende intermetalliske fasene som er tilstede i disse legeringene.
Videre reduserer forlegeringen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen kornstørrelsen og konsentrerer mikroporøsiteten pga. krympning i magnesiumbaserte legeringer.
I henhold til prosessen i forbindelse med den foreliggende oppfinnelsen, for-beredes en forlegering som inneholder mellom 20-80% strontium, utbalansert med sink og urenheter, ved å fremskaffe et bad av smeltet metall som inneholder sink og fra 0,01-2,0% hver av aluminium og/eller kobber, og tilførsel av den foreskrevne mengde strontium til badet av smeltet metall. Fortrinnsvis tilføres alumi-niumet og/eller kobberet til badet av smeltet metall før man tilfører strontium.
Fortrinnsvis reduserer den foregående prosedyren oksidasjon på toppen av smeiten og reduserer strontiumstap pga. oksidasjon. I tillegg har man funnet at når legeringen er støpt, reduserer den foreliggende prosessen igjen oksidasjon på overflaten av det resulterende produktet og resulterer i størkning med lite oksidasjon. Dette er betydelige fordeler.
Egenskaper og fordeler av den foreliggende oppfinnelsen vil fremgå klarere fra en vurdering av de følgende illustrerende eksemplene.
Eksempel I - forberedelse av en forlegering
Det følgende eksempelet er et eksempel på en prosess for å forberede forlegeringen i henhold til den foreliggende oppfinnelsen. I dette eksempelet, var strontiuminnholdet mellom 20-80%, med strontium-, sink-, aluminium- og kobber-innhold som det fremgår av de følgende eksemplene.
Den foreskrevne mengde sink ble smeltet i en ovn og det ble tilført fra 0,01-2,0% aluminium eller kobber til smeiten. Ovnstemperaturen ble justert til omtrent 540 °C. Et gassdekke ble påført ovnen ved å bruke en inert gass for ytterligere å beskytte smeiten fra overdreven oksidering og generering av dross. Den foreskrevne mengden med strontiummetall ble sakte tilført smeiten trinnvis, og smeiten ble rørt i for å sikre homogenitet. Ovnstemperaturen ble justert til omtrent 650°C. Den resulterende forlegeringen ble støpt til ønskede produkter i form av f. eks. hagl, knapper, blokker, etc.
Forlegeringen med den mest foretrukne sammensetningen er sprø og kan videre behandles til pulver eller granuler ved bruk av vanlige fremgangsmåter. Likeledes kan pulveret eller granulene videre bli behandlet til kompakter eller briketter eller trådkjerne eller stangformprodukter. Alternativt kan en del av sinkinn-holdet hvis ønskelig bli holdt tilbake og tilført mot slutten av legeringssekvensen for å bråkjøle smeiten til støpetemperaturer.
Eksempel II- bråoppløsningshastighet av Sr- Zn- X forlegering i 12, 5% Si- AI legering
Fremgangsmåten tidligere beskrevet i eksempel I ble brukt for å fremskaffe en serie med Sr-Zn-X legeringer i henhold til den foreliggende oppfinnelsen for å evaluere deres respektive bråoppløsningshastigheter. Tester ble utført i et 12,5% Si-AI legering ved en temperatur på 625-650°C. Representative prøver av hver forlegering ble plassert i et bur som så hurtig ble ført under smeltens overflate. Buret ble periodisk trukket opp og inspisert visuelt for å bestemme graden av opp-løsning som hadde oppstått. I tillegg til Sr-Zn-X forlegering sammensetningen, ble eksisterende kommersielt tilgjengelige binære strontiumforlegeringer og ren metallisk strontium omfattet for sammenligning. Produkter og kjemisk sammensetning ble evaluert og tiden foreskrevet for oppløsning er gitt i tabell I.
Eksempel III - Sr- Zn forlegeringsvtelse som modifikator av eutektisk silisium i en 12, 5% Si- AI legering
En Sr-Zn forlegering i henhold til den foreliggende oppfinnelsen inneholdende 33 vekt% strontium, 67 vekt% sink, ble produsert i samsvar med fremgangsmåten i henhold til eksempel 1. En 12,5 vekt% silisium, balansert aluminiumslege-ring ble forberedt i laboratoriet og varmet til en temperatur på 650 °C i en resistan-seovn. Forlegeringen over ble tilført Si-AI smeiten i en mengde utregnet til å bidra til et strontiumtillegg på 0,02 vekt%. Etter å ha holdt Al-Si-smelten i 2 minutter, ble en prøve støpt i en forhåndsvarmet sylindrisk stålform og evaluert for graden av eutektiske silisiummodifiseringer ved bruk av vanlige metallografiske fremgangsmåter. Prosedyren ble gjentatt ved bruk av Sr-Zn forlegeringer i henhold til den foreliggende oppfinnelsen inneholdende 34 og 35 vekt% strontium. Hver av de ovenfor nevnte Sr-Zn sammensetningene fremskaffet en fullt modifisert og fibrøst eutektisk silisiumstruktur.
Eksempel IV - Sr- Zn forlegeringsvtelse som modifiserer av eutektisk silisium i Al-Si- Cu- Zn presstøpingslegering
En forlegering med 35 vekt% strontium, 65 vekt% sink i henhold til den foreliggende oppfinnelsen ble produsert i form av en 130 g knapp i samsvar med fremgangsmåten i henhold til eksempel 1 og vurdert som modifiserer i en Al-Si-Cu-Zn presstøpingslegering . Fremgangsmåten bestod av å tilføre forlegeringen til en smeltet metalloverførings "crucible" som inneholdt en Al-Si-legering med en nomi-nell kjemisk sammensetning på 9,5 vekt% silisium, 2,9 vekt% kobber, 2,4 vekt% sink, 1,0 vekt% jern, 0,3 vekt% magnesium og aluminium for å balansere dette. Temperaturen på det smeltede metallet i overførings "crucible" var 670 °C. Etterfulgt av tilførselen av forlegeringen, ble det smeltede metallet i overførings "crucible" flukset og avgasset. Denne syklusen bestod av 2 minutter med fluksinn-sprøyting, etterfulgt av 1 minutt med roterende avgassing ved bruk av argon, med en total syklustid på 3 minutter under hvilket den smeltede metalltemperaturen avtok til 650 °C. Det smeltede metallet ble så overført til holdeovnen til en kald-kammers støpeformmaskin.
Støpeproduktene som ble laget ble undersøkt ved bruk av vanlige metallografiske fremgangsmåter for å evaluere graden av eutektisk silisiummodifisering som ble oppnådd. Den eutektiske silisiumfasen ble funnet å være fullt modifisert og utviste en fibrøs eutektisk silisiumstruktur. Strontiuminnholdet i støpen varierte mellom 0,007 og 0,010 vekt%.
Eksempel V - Sr- Zn forlegeringsvtelse som modifiserer av eutektisk silisium Al- Zn-Si; stålbelegningslegering
Strontiumtillegg til Al-Zn-Si belegningsforinger ved bruk av vanlige forlegeringer er ikke mulig pga. belegningsbadets lave temperatur av smeltet metall, som typisk er opprettholdt ved omtrent 600 °C.
For å evaluere Sr-Znforlegeringens ytelse, en Al-Zn-Si legering inneholdende 57,5 vekt% aluminium, 41 vekt% sink og 1,5 vekt% silisium, ble forberedt i laboratoriet. Al-Zn-Si legeringen ble holdt ved en temperatur på 600 °C i en mot-standsovn. Et 29 vekt% strontium-, 71 vekt% sinkforlegering i henhold til den foreliggende oppfinnelsen i samsvar med fremgangsmåten i eksempel 1, ble tilført Al-Zn-Si smeiten i en mengde utregnet for å bidra til et strontiumtillegg på 0,005 vekt%. Etter å ha holdt Al-Zn-Si smeiten i 5 minutter, ble prøver støpt og evaluert i forbindelse med grad av eutektisk silisiummodifisering. Dette ble gjentatt med forlegering tillegg utregnet for å bidra til strontiumtillegg på 0,01 og 0,02 vekt%.
Metallografisk undersøkelse av den resulterende mikrostrukturen viste at før forlegeringstillegget, utviste det eutektiske silisiumet en aciculær skarp nålaktig morfologi; typisk for en umodifisert struktur. Etterfulgt av tilførselen av den ovenfor nevnte forlegeringen, begynte den aciculære karakteristikken av det eutektiske silsiumet å bryte opp og få en mer fibrøs struktur. Full modifisering av det eutektiske silisiumet ble oppnådd ved tilførselsnivåer på 0,01-0,02 vekt% strontium.
Claims (18)
1. Forlegering,
karakterisert vedat den består av i vekt% mellom 20-80% strontium, 0,01 til 2,0% hver av et materiale valgt fra gruppen bestående av aluminium, kobber og blandinger av disse, som balanseres med sink og urenheter.
2. Forlegering i henhold til krav 1,
karakterisert vedat den omfatter fra 0,1 til 0,5% i vekt% av hver av de nevnte aluminium, kobber og blandinger av disse,.
3. Forlegering i henhold til krav 1,
karakterisert vedat den omfatter fra 30 til 40% strontium.
4. Anvendelse av en forlegering i henhold til krav 1,
for modifisering av den eutektiske komponenten av eutektisk og hypoeutektisk aluminium-silisium støpelegeringer.
5. Anvendelse av en forlegering i henhold til krav 1,
for tilførsel til smeltede ikke-jernlegeringer som vil smeltes og oppløses ved temperaturer under 600 °C.
6. Anvendelse av en forlegering i henhold til krav 1,
for modifisering av mikrostrukturen av aluminiumsbase smi- og støpelegeringer.
7. Anvendelse av en forlegering i henhold til krav 1,
for å redusere størrelsen av en kompleks Fe-bærende intermetallisk fase som er tilstede i aluminiumsbaserte støpelegeringer.
8. Anvendelse av en forlegering i henhold til krav 1,
for redusering av kornstørrelsen og konsentrering av krympingsmikroporøsitet i magnesiumbaserte legeringer.
9. Fremgangsmåte for å modifisere mikrostrukturen av ikke-jernlegeringer,karakterisert vedat den omfatter: å fremskaffe en smelte av en legering valgt fra gruppen som består av aluminiumbaserte legeringer, magnesiumbaserte legeringer og sinkbaserte legeringer; og tilførsel dertil av en forlegering som består av i vekt% 20-80% strontium, med mengden sink og urenheter for å balansere dette.
10. Fremgangsmåte i henhold til krav 9,
karakterisert vedat den nevnte forlegering omfatter i vekt% 0,01 til 2,0% hver av et materiale valgt fra en gruppe bestående av aluminium, kobber og blandinger av disse.
11. Fremgangsmåte i henhold til krav 9,
karakterisert vedat legeringen er en aluminium-silisium støpelegering som inneholder en eutektisk komponent, omfattende trinnene med å modifisere den eutektiske komponenten ved å tilsette forlegeringen til aluminium-silisium støpelegeringen for å lage en fin fibrøs mikrostruktur.
12. Fremgangsmåte i henhold til krav 9.
karakterisert vedat den omfatter trinnene med å tilføre forlegeringen til et bad av smeltet metall med en aluminiumsbasestøpning eller en smi-legering for å modifisere mikrostrukturen.
13. Fremgangsmåte i henhold til krav 9,
karakterisert vedat den omfatter trinnene med å tilsette forlegeringen til et bad av smeltet metall til en støpelegering med aluminiumsbase som inneholder en Fe-bærende intermetallisk fase for å redusere størrelsen av den intermetalliske fasen.
14. Fremgangsmåte i henhold til krav 9,
karakterisert vedat den omfatter trinnene med å tilsette forlegeringen til et bad av smeltet metall med en magnesiumbasert legering for å redusere korn-størrelsen og for å konsentrere mikroporøsitet pga. krymping.
15. En prosess for å forberede en forlegering,
karakterisert vedat den omfatter: å forberede en forlegering bestående av i vekt% mellom 20-80% strontium som balanseres med sink og urenheter; omfattende trinnene med å fremskaffe et bad smeltet metall bestående av i vekt% 0,01-2,0% hver av et materiale valgt fra gruppen bestående av aluminium, kobber og sammenblandinger av disse, med balanse av sink og urenheter; og tilførsel av en foreskrevet mengde strontium til badet av smeltet metall for derved å redusere tapene pga. oksidasjon.
16. Prosess i henhold til krav 15,
karakterisert vedat den omfatter trinnet med å tilsette strontiumet til badet med smeltet metall etter tilsetningen av aluminium, kobber og blandinger av disse dertil.
17. Prosess i henhold til krav 15,
karakterisert vedat den omfatter trinnet med å fremskaffe aluminium, kobber og blandinger av disse i en mengde på 0,1 til 0,5%.
18. Prosess i henhold til krav 15,
karakterisert vedat den omfatter trinnene med å tilsette en del av sink-innholdet etter tilsetningen av strontiumet for å bråkjøle smeiten til støpe-temperatur.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/093,506 US6042660A (en) | 1998-06-08 | 1998-06-08 | Strontium master alloy composition having a reduced solidus temperature and method of manufacturing the same |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO992753D0 NO992753D0 (no) | 1999-06-07 |
| NO992753L NO992753L (no) | 1999-12-09 |
| NO331275B1 true NO331275B1 (no) | 2011-11-14 |
Family
ID=22239338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO19992753A NO331275B1 (no) | 1998-06-08 | 1999-06-07 | Strontium forlegringssammensetning med redusert Solidustemperatur, en fremgangsmate for a fremstille denne, samt anvendelse |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US6042660A (no) |
| EP (1) | EP0964069B1 (no) |
| JP (1) | JP3112452B2 (no) |
| CA (1) | CA2273648C (no) |
| DE (1) | DE69914255D1 (no) |
| NO (1) | NO331275B1 (no) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7666353B2 (en) * | 2003-05-02 | 2010-02-23 | Brunswick Corp | Aluminum-silicon alloy having reduced microporosity |
| US6923935B1 (en) | 2003-05-02 | 2005-08-02 | Brunswick Corporation | Hypoeutectic aluminum-silicon alloy having reduced microporosity |
| US7201210B2 (en) | 2003-12-02 | 2007-04-10 | Worcester Polytechnic Institute | Casting of aluminum based wrought alloys and aluminum based casting alloys |
| WO2008058019A2 (en) * | 2006-11-02 | 2008-05-15 | Pakbaz R Sean | Devices and methods for accessing and treating an aneurysm |
| CN102409190A (zh) * | 2011-11-23 | 2012-04-11 | 重庆理工大学 | Zn-Sr中间合金细化镁合金晶粒的方法 |
| CN103993193B (zh) * | 2014-05-07 | 2016-06-08 | 常州大学 | 一种压铸锌合金低熔点含锶长效变质剂及其变质方法 |
| CN109778014B (zh) * | 2019-03-18 | 2020-09-08 | 武汉科技大学 | 一种铸造减摩耐磨高铝锌基复合材料及其制备方法 |
| CN114645157B (zh) * | 2022-03-11 | 2022-12-02 | 山东省科学院新材料研究所 | 一种可溶锌合金及其制备方法 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3915693A (en) * | 1972-06-21 | 1975-10-28 | Robert T C Rasmussen | Process, structure and composition relating to master alloys in wire or rod form |
| GB1430758A (en) * | 1972-08-23 | 1976-04-07 | Alcan Res & Dev | Aluminium alloys |
| US4009026A (en) * | 1974-08-27 | 1977-02-22 | Kawecki Berylco Industries, Inc. | Strontium-silicon-aluminum master alloy and process therefor |
| CA1064736A (en) * | 1975-06-11 | 1979-10-23 | Robert D. Sturdevant | Strontium-bearing master composition for aluminum casting alloys |
| US4185999A (en) * | 1978-05-31 | 1980-01-29 | Union Carbide Corporation | Barium-strontium-silicon-aluminum master alloy |
| US4394348A (en) * | 1979-10-15 | 1983-07-19 | Interox Chemicals Ltd. | Process for the preparation of aluminium alloys |
| US4576791A (en) * | 1984-02-27 | 1986-03-18 | Anglo Blackwells Limited | Aluminium-strontium-titanium-boron master alloy |
| NO902193L (no) * | 1989-05-19 | 1990-11-20 | Shell Int Research | Fremgangsmaate for fremstilling av en aluminium/strontrium-legering. |
| GB8922487D0 (en) * | 1989-10-05 | 1989-11-22 | Shell Int Research | Aluminium-strontium master alloy |
| US4937044A (en) * | 1989-10-05 | 1990-06-26 | Timminco Limited | Strontium-magnesium-aluminum master alloy |
| US5230754A (en) * | 1991-03-04 | 1993-07-27 | Kb Alloys, Inc. | Aluminum master alloys containing strontium, boron, and silicon for grain refining and modifying aluminum alloys |
| US5143564A (en) * | 1991-03-28 | 1992-09-01 | Mcgill University | Low porosity, fine grain sized strontium-treated magnesium alloy castings |
-
1998
- 1998-06-08 US US09/093,506 patent/US6042660A/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-06-01 DE DE69914255T patent/DE69914255D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-06-01 EP EP99110546A patent/EP0964069B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-06-04 CA CA002273648A patent/CA2273648C/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-06-07 NO NO19992753A patent/NO331275B1/no not_active IP Right Cessation
- 1999-06-07 JP JP11159294A patent/JP3112452B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1999-10-06 US US09/413,673 patent/US6136108A/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-10-06 US US09/413,347 patent/US6139654A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO992753D0 (no) | 1999-06-07 |
| US6139654A (en) | 2000-10-31 |
| US6042660A (en) | 2000-03-28 |
| EP0964069A1 (en) | 1999-12-15 |
| CA2273648C (en) | 2004-08-24 |
| JP2000008134A (ja) | 2000-01-11 |
| EP0964069B1 (en) | 2004-01-21 |
| US6136108A (en) | 2000-10-24 |
| JP3112452B2 (ja) | 2000-11-27 |
| DE69914255D1 (de) | 2004-02-26 |
| NO992753L (no) | 1999-12-09 |
| CA2273648A1 (en) | 1999-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200190634A1 (en) | Method of forming a cast aluminium alloy | |
| JP5326114B2 (ja) | 高強度銅合金 | |
| JP2730847B2 (ja) | 高温クリープ強度に優れた鋳物用マグネシウム合金 | |
| US4636357A (en) | Aluminum alloys | |
| US20130199680A1 (en) | Aluminum Die Casting Alloy | |
| CA2423459C (en) | High strength magnesium alloy and its preparation method | |
| AU2000276884A1 (en) | High strength magnesium alloy and its preparation method | |
| US20110056591A1 (en) | Brass alloy powder, brass alloy extruded material, and method for producing the brass alloy extruded material | |
| EP3216884B1 (en) | Aluminum alloy for die casting and aluminum-alloy die cast obtained therefrom | |
| US3475166A (en) | Aluminum base alloy | |
| CN111621672B (zh) | 一种锌合金及其制备方法 | |
| JP3165021B2 (ja) | 不溶相を含む合金およびその製造方法 | |
| NO331275B1 (no) | Strontium forlegringssammensetning med redusert Solidustemperatur, en fremgangsmate for a fremstille denne, samt anvendelse | |
| CN110747369A (zh) | 一种无铅易切削硅镁钙黄铜合金及其制备方法 | |
| JP2743720B2 (ja) | ＴｉＢ２ 分散ＴｉＡｌ基複合材料の製造方法 | |
| JP2001316787A (ja) | 輸送機器用Ａｌ合金の半溶融ビレットの製造方法 | |
| US5023051A (en) | Hypoeutectic aluminum silicon magnesium nickel and phosphorus alloy | |
| CN109161767A (zh) | 一种含w相的抗蠕变性能镁合金及其制备方法 | |
| Pacyniak et al. | Hypoeutectic Al-Si alloy doped with chromium, tungsten and molybdenum designated for pressure die casting | |
| Sungkhaphaitoon et al. | Effects of Indium Content on Microstructural, Mechanical Properties and Melting Temperature of SAC305 Solder Alloys | |
| Boby et al. | Effect of Sb, Sn and Pb additions on the microstructure and mechanical properties of AZ91 alloy | |
| US2752242A (en) | Copper-nickel-titanium alloy and process for making same | |
| US3107998A (en) | Copper-zirconium-arsenic alloys | |
| KR100435325B1 (ko) | 마그네슘-아연 계 고강도 내열 마그네슘 합금 및 이의 제조방법 | |
| RU2191843C2 (ru) | Сплав на основе никеля и изделие, выполненное из него |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |