RU2059010C1

RU2059010C1 - Hypoeutectic aluminum silicate alloys production method

Info

Publication number: RU2059010C1
Application number: RU93010136A
Authority: RU
Inventors: В.Э. Лисай; А.Н. Маленьких; В.И. Козинец; Р.В. Пак; К.П. Малюков; К.С. Елкин
Original assignee: Братский алюминиевый завод
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 1996-04-27

Abstract

FIELD: non-ferrous metallurgy, that is production process of hypoeutectic aluminum silicate alloys with one or more members from refractory and low melting group. SUBSTANCE: positive effect is produced by the fact, that melted silicon is introduced into molten bath before production of hypoeutectic composition. In the case together with preliminary introduced into melted silicon refractory metals molten bath is cooled to temperature of 620 - 680 C and under the temperature low melted metals are added. Then melted aluminum is introduced into molten bath till final composition alloy is produced. Low melted metals absorption degree, for example, magnesium is heightened at an average by 0.8 absolute electrostatic unit % and refractory metals (manganese and copper) - by 1.8 % and due to that their losses are decreased by 2.6 and 2 times correspondingly. Due to raise of alloy chemical composition homogeneity quality is improved. EFFECT: increase of alloy chemical composition homogeneity and improved alloy quality. 1 tbl

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к технологии производства доэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов, содержащих один или более элементов из группы тугоплавких и легкоплавких металлов. The invention relates to non-ferrous metallurgy, and in particular to a technology for the production of hypereutectic aluminum-silicon alloys containing one or more elements from the group of refractory and low-melting metals.

Известен способ получения алюминиево-кремниевых сплавов, включающий выплавку заэвтектического силикоалюминия, сплавление его с алюминием и введение меди и/или никеля в заэвтектический силикоалюминий при 900-1400^оС в виде сплава с цинком [1]
Недостатком данного способа является то, что для приготовления сплавов меди и/или никеля с цинком, используемых для введения их в силикоалюминий, требуются дополнительные затраты. Кроме того, использование данного способа ограничивается необходимостью присутствия в получаемом сплаве цинка в качестве легирующего элемента.A method of producing an aluminum-silicon alloys comprising chromium hypereutectic silikoalyuminiya smelting, alloying with aluminum and its introduction copper and / or nickel in hypereutectic silikoalyuminy at 900-1400 ^{° C} in the form of an alloy with zinc [1]
The disadvantage of this method is that for the preparation of copper and / or nickel-zinc alloys used to introduce them into silicoaluminum, additional costs are required. In addition, the use of this method is limited by the need for the presence in the resulting zinc alloy as an alloying element.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения алюминиево-кремниевых сплавов, включающий расплавление алюминия, введение кремния в расплавленном виде с температурой 1600-1800^оС и разливку в изложницы (авт. св. N 1203917, кл. С 22 С, 1984).The closest to the proposed method is the preparation of aluminum-silicon alloys, comprising melting of the alumina, the addition of silicon in the molten state at a temperature ^of 1600-1800 C and in the casting mold (auth. Binding. N 1,203,917, cl. C 22 C, 1984).

Недостатком известного способа является недостаточно высокая степень усвоения тугоплавких металлов, что обусловлено низкой температурой расплава после введения жидкого кремния в количестве, необходимом для получения доэвтектического алюминиево-кремниевого сплава. Низкая степень усвоения легкоплавких металлов обусловлена, наоборот, повышенной температурой расплава, при которой возможно введение этих металлов в расплав доэвтектического состава. Качество сплава недостаточно высокое. The disadvantage of this method is the insufficiently high degree of assimilation of refractory metals, which is due to the low temperature of the melt after the introduction of liquid silicon in the amount necessary to obtain a hypereutectic aluminum-silicon alloy. The low degree of assimilation of fusible metals is caused, on the contrary, by an increased melt temperature, at which it is possible to introduce these metals into the melt of a hypereutectic composition. The quality of the alloy is not high enough.

Целью изобретения является повышение степени усвоения легирующих элементов и улучшение качества сплава. The aim of the invention is to increase the degree of assimilation of alloying elements and improve the quality of the alloy.

Цель достигается тем, что по способу получения доэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов, содержащих тугоплавкие и легкоплавкие металлы, включающему введение в расплав жидкого кремния, перемешивание расплава и разливку, жидкий кремний вводят в расплав до получения эвтектического состава, причем совместно с тугоплавкими металлами, подаваемыми предварительно в жидкий кремний, расплав охлаждают до 620-680^оС и при этой температуре вводят легкоплавкие металлы, после чего в расплав вводят алюминий в жидком виде до получения сплава конечного состава.The goal is achieved by the fact that according to the method for producing hypereutectic aluminum-silicon alloys containing refractory and low-melting metals, including the introduction of liquid silicon into the melt, mixing the melt and casting, liquid silicon is introduced into the melt until a eutectic composition is obtained, together with refractory metals supplied previously a liquid silicon melt is cooled to ^about 620-680 C and at this temperature fusible metal is introduced, after which the melt is introduced in liquid form aluminum to obtain the final alloy wow composition.

Введение жидкого кремния до получения расплава эвтектического состава, причем совместно с тугоплавкими металлами, подаваемыми предварительно в жидкий кремний, с последующим охлаждением расплава до 620-680^оС и введением при этой температуре легкоплавких металлов и далее алюминия в жидком виде до получения сплава конечного состава, обеспечивает повышение степени усвоения легирующих элементов и улучшение качества сплава.Introducing the liquid silicon melt until a eutectic composition, and in conjunction with refractory metals, previously fed into the molten silicon melt, followed by cooling to 620-680 ^C and at this temperature, introduction of low-melting metal and further aluminum in liquid form to the final composition of the alloy, provides an increase in the degree of assimilation of alloying elements and an improvement in the quality of the alloy.

Введение жидкого кремния в расплав до получения эвтектического состава обеспечивает повышение температуры расплава, при которой достигается повышение степени усвоения тугоплавких металлов, полное растворение которых завершается в алюминиево-кремниевом расплаве. Одновременно получение расплава эвтектического состава способствует получению сплава более однородного химического состава за счет равномерного распределения тугоплавких металлов во всем объеме расплава указанного состава, обладающего повышенной жидкотекучестью. Охлаждение расплава эвтектического состава до 620-680^оС, достижение которой обеспечивается именно при получении расплава эвтектического состава, позволяет создать благоприятные условия для введения легкоплавких металлов, например магния, цинка, в результате чего достигается повышение степени усвоения этих металлов. Введение алюминия в расплавленном виде после завершения процесса легирования расплава тугоплавкими и легкоплавкими металлами обеспечивает необходимую температуру разливки сплава конечного состава с одновременным повышением однородности химического состава получаемого сплава.The introduction of liquid silicon into the melt to obtain a eutectic composition provides an increase in the temperature of the melt, at which an increase in the degree of assimilation of refractory metals is achieved, the complete dissolution of which is completed in the aluminum-silicon melt. At the same time, the production of a melt of eutectic composition contributes to the production of an alloy of a more uniform chemical composition due to the uniform distribution of refractory metals in the entire volume of the melt of the specified composition, which has increased fluidity. Cooling the melt eutectic composition to 620-680 ^{° C,} the achievement of which is provided in the preparation of the eutectic melt composition creates a favorable environment for the introduction of low-melting metals such as magnesium, zinc, whereby an improvement is achieved degree of assimilation of these metals. The introduction of aluminum in molten form after completion of the alloying process of the melt with refractory and low-melting metals provides the necessary temperature for casting the alloy of the final composition with a simultaneous increase in the uniformity of the chemical composition of the resulting alloy.

Выбранные условия лимитируются следующими факторами. The selected conditions are limited by the following factors.

Охлаждение расплава эвтектического состава до температуры, превышающей 680^оС, при которой вводят легкоплавкие металлы, ведет к снижению степени усвоения последних, а охлаждение до температуры ниже 620^оС нецелесообразно из-за повышения температуры вводимого в расплав алюминия в жидком виде, что ведет к увеличению его потерь.Cooling the melt eutectic composition to a temperature exceeding 680 ^{° C,} at which the injected low-melting metals, leads to lower degree of assimilation of the latter, and cooled to a temperature below 620 ^{° C} is inappropriate because of the temperature increase injected into molten aluminum in a liquid form, which leads to increase his losses.

Реализация способа осуществляется при приготовлении доэвтектического алюминиево-кремниевого сплава, содержащего один или более компонентов из группы тугоплавких и легкоплавких металлов, а именно марки АК7М2. Для получения сплава используют жидкий кремний при выпуске его из рудовосстановительной печи типа РКО-25КрИ с температурой 1600-1800^оС. В качестве легирующих тугоплавких металлов используют марганец в виде кусков размерами 30-40 мм в поперечнике, медь в виде листовых катодов, а в качестве легкоплавких металлов магний в чушках. Для перемешивания и охлаждения расплава используют нейтральный газ, например азот.The implementation of the method is carried out in the preparation of a pro-eutectic aluminum-silicon alloy containing one or more components from the group of refractory and low-melting metals, namely, grade AK7M2. For liquid silicon alloy is used at release it from rudovosstanovitelnoy RKO-type furnace 25KrI a temperature ^of 1600-1800 C. The alloying refractory metals are manganese in the form of pieces of sizes 30-40 mm in diameter, the copper cathodes in the form of sheet, and as low-melting metals magnesium in ingots. A neutral gas, for example nitrogen, is used to mix and cool the melt.

П р и м е р 1. В литейный ковш, содержащий алюминий (при температуре 750^оС) в количестве 2575 кг (по расчету), по желобу вводят жидкий кремний из печи с температурой 1700^оС в количестве 368 кг, т.е. до получения расплава эвтектического состава. В истоке желоба в жидкий кремний предварительно вводят тугоплавкие металлы: марганец и медь в количестве 21 и 113 кг соответственно. Затем расплав охлаждают до 620^оС и при этой температуре вводят магний в количестве 21 кг, после чего в расплав вводят алюминий в жидком виде (при температуре 750^оС) в количестве 2240 кг. Получают 5000 кг сплава состава, мас. кремний 7; магний 0,4; марганец 0,4; медь 2,2 и алюминий остальное. Полученный сплав разливают в изложницы. Степень усвоения магния, марганца и меди составляет соответственно 96,0; 97,0 и 97,5%
В примерах 2 и 3 сплав АК7М2 получают аналогично примеру 1 при следующих параметрах.EXAMPLE EXAMPLE 1 The ladle containing aluminum (at 750 ^C) in an amount of 2575 kg (as calculated), the chute is introduced the liquid silicon from the furnace at a temperature ^of 1700 C in an amount of 368 kg, ie . to obtain a melt of eutectic composition. Refractory metals: manganese and copper in the amount of 21 and 113 kg, respectively, are preliminarily introduced into the liquid silicon at the source of the gutter. The melt is then cooled to 620 ^{° C} and at this temperature the magnesium administered in an amount of 21 kg, after which the melt is introduced in liquid form aluminum (at 750 ^C) in an amount of 2240 kg. Get 5000 kg of alloy composition, wt. silicon 7; magnesium 0.4; manganese 0.4; copper 2.2 and aluminum the rest. The resulting alloy is poured into molds. The degree of assimilation of magnesium, manganese, and copper is 96.0, respectively; 97.0 and 97.5%
In examples 2 and 3, the AK7M2 alloy is obtained analogously to example 1 with the following parameters.

П р и м е р 2. Температура расплава эвтектического состава после его охлаждения, при которой вводят легкоплавкие металлы (магний), 650^оС.PRI me R 2. The temperature of the melt of the eutectic composition after cooling, at which injected low-melting metals (magnesium), 650 ^about C.

П р и м е р 3. Температура расплава эвтектического состава после его охлаждения, при которой вводят легкоплавкие металлы (магний), 680^оС.PRI me R 3. The temperature of the melt of the eutectic composition after cooling, at which injected low-melting metals (magnesium), 680 ^about C.

В примерах 4 и 5 сплав получают аналогично примерам 1-3 за пределами заявленных интервалов. In examples 4 and 5, the alloy is obtained analogously to examples 1-3 outside the declared intervals.

Получают аналогичный сплав по известному способу (пример 6). Get a similar alloy by a known method (example 6).

Результаты испытаний приведены в таблице. The test results are shown in the table.

Из данных таблицы видно, что использование заявляемого способа получения доэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов, содержащих тугоплавкие и легкоплавкие металлы, обеспечивает повышение степени усвоения легкоплавких металлов (магния) в среднем на 8,8 абс. и тугоплавких металлов (марганец, медь) на 1,8 абс. За счет повышения однородности химического состава улучшается качество сплава. From the table it is seen that the use of the proposed method for the production of hypereutectic aluminum-silicon alloys containing refractory and low-melting metals, provides an increase in the degree of assimilation of low-melting metals (magnesium) by an average of 8.8 abs. and refractory metals (manganese, copper) at 1.8 abs. By increasing the uniformity of the chemical composition, the quality of the alloy is improved.

Claims

METHOD FOR PRODUCING PRE-EUTEKTIC ALUMINUM-SILICON ALLOYS containing refractory and low-melting metals, including introduction and molten aluminum, silicon, mixing and casting, characterized in that liquid silicon is used with refractory metals introduced into it, silicon is introduced into the melt into the melt, , then the melt is cooled to 620 680 ^o C and at this temperature low-melting metals are introduced, followed by the introduction of liquid aluminum to obtain an alloy of the final composition.