RU2087574C1

RU2087574C1 - Method of preparing aluminium-titanium hardener for aluminium alloys

Info

Publication number: RU2087574C1
Application number: RU95118096A
Authority: RU
Inventors: Г.И. Тимофеев; О.И. Чеберяк
Original assignee: Нижегородский государственный технический университет
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1997-08-20

Abstract

FIELD: nonferrous metallurgy. SUBSTANCE: invention, in particular, concerns alloying aluminium alloys. Hardener is prepared by mixing fine aluminium and titanium powders, 70-90 and 10-30 wt %, respectively. Mixture obtained is pressed under 100-350 kg/sq.cm. EFFECT: increased and stabilized coefficient of assimilability of alloying component. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и сплавов, в частности к легированию алюминиевых сплавов. The invention relates to the field of metallurgy of non-ferrous metals and alloys, in particular to alloying of aluminum alloys.

Известны три способа получения лигатурных сплавов:
1) непосредственное сплавление алюминия и чистого исходного компонента;
2) алюмотермическое восстановление соответствующих окислов или галоидных солей;
3)электролизное восстановление окислов.There are three known methods for producing ligature alloys:
1) direct fusion of aluminum and a pure starting component;
2) aluminothermic reduction of the corresponding oxides or halide salts;
3) electrolysis reduction of oxides.

Алюмотермическое и электролизное восстановление окислов или галлоидных солей не гарантирует точного химического состава и является дополнительным источником не всегда желательных компонентов, что в конечном счете приводит к нестабильности физико-механических свойств получаемых сплавов. Aluminothermic and electrolysis reduction of oxides or galloid salts does not guarantee the exact chemical composition and is an additional source of not always desirable components, which ultimately leads to instability of the physicomechanical properties of the resulting alloys.

В качестве прототипа рассмотрен способ получения алюминиево-титановой лигатуры сплавлением алюминия и титана, проходящим при высоких температурах. Этим способом получают лигатуры с содержанием титана 2-5% что связано с резким повышением температуры плавления при увеличении содержания тугоплавкого компонента. Получение алюминиево-титановой лигатуры является трудоемким и энергоемким процессом, что значительно увеличивает себестоимость получаемого материала. As a prototype, a method for producing aluminum-titanium alloys by alloying aluminum and titanium, passing at high temperatures, is considered. In this way, ligatures with a titanium content of 2-5% are obtained, which is associated with a sharp increase in the melting temperature with an increase in the content of the refractory component. Obtaining aluminum-titanium ligatures is a labor-intensive and energy-intensive process, which significantly increases the cost of the material obtained.

Задачей изображения является приготовление более дешевого материала при меньшей трудоемкости, применяемого для легирования алюминиевых сплавов. The objective of the image is the preparation of cheaper material with less labor, used for alloying aluminum alloys.

Технический результат заключается в повышении степени усвояемости и стабилизации коэффициента усвояемости легирующего компонента. The technical result consists in increasing the degree of digestibility and stabilization of the digestibility coefficient of the alloying component.

Это технический результат достигается тем, что лигатуру изготавливают смешиванием мелкодисперсных порошков алюминия и титана, которые берут при следующем соотношении, мас. порошок алюминия 70-90, порошок титана 10-30 и прессуют полученную смесь при давлении 100-350 кг/см².This technical result is achieved by the fact that the ligature is made by mixing finely divided powders of aluminum and titanium, which are taken in the following ratio, wt. aluminum powder 70-90, titanium powder 10-30 and the resulting mixture is pressed at a pressure of 100-350 kg / cm ² .

В предложенном способе приготовления легирующего материала применение компонентов в виде дисперсных систем обусловлено большой межфазной поверхностью контакта, сложным рельефом поверхности, а также наличием дефектов кристаллического строения порошков, что оказывает положительное влияние на диффузионную подвижность компонентов. Указанный диапазон давлений прессования позволяет обеспечить наибольшую площадь контакта между порошками, сформировать прочную связь между материалом основы и тугоплавким компонентом, что необходимо с точки зрения физико-механического процесса усвоения титана алюминием. Прессованные заготовки вводят в алюминиевый сплав при температуре порядка 750^oC. В результате встречной диффузии, сопровождаемой жидкофазным спеканием, при указанной температуре, в объеме лигатуры к моменту распада образуются интерметаллиды, которые переходят в расплав алюминия. Малые размеры зерна и наличие дефектов кристаллического строения компонентов лигатуры дают возможность протеканию процесса диффузии в достаточно короткий промежуток времени и заканчиваться к моменту растворения лигатуры. Такая лигатура может быть названа псевдолигатурой.In the proposed method for preparing the alloying material, the use of components in the form of dispersed systems is due to the large interfacial contact surface, complex surface topography, and the presence of defects in the crystalline structure of the powders, which has a positive effect on the diffusion mobility of the components. The indicated range of pressing pressures makes it possible to provide the largest contact area between the powders, to form a strong bond between the base material and the refractory component, which is necessary from the point of view of the physicomechanical process of titanium absorption by aluminum. Pressed billets are introduced into an aluminum alloy at a temperature of the order of 750 ^o C. As a result of counter diffusion, accompanied by liquid phase sintering, at the indicated temperature, intermetallic compounds are formed in the ligature volume at the moment of decomposition, which transform into aluminum melt. The small grain size and the presence of defects in the crystalline structure of the ligature components enable the diffusion process to occur in a fairly short period of time and end by the time the ligature dissolves. Such a ligature may be called a pseudo-ligature.

Приготовление лигатур и технология легирования при помощи этих лигатур сводится к следующему. Порошки титана и алюминия просеивают через сито определенного размера ячейки. Затем в выбранном соотношении перемешивают в смесителе до получения однородной массы и на прессе под заранее обоснованным давлением изготавливают заготовки. Полученные псевдолигатуры в зависимости от необходимого химического состава по титану вводят в алюминиевый сплав перед рафинированием. The preparation of ligatures and alloying technology using these ligatures is as follows. Titanium and aluminum powders are sieved through a sieve of a certain cell size. Then, in a selected ratio, they are mixed in a mixer until a homogeneous mass is obtained, and preforms are made on a press under predetermined pressure. The resulting pseudo-ligatures, depending on the required chemical composition for titanium, are introduced into the aluminum alloy before refining.

Пример осуществления способа. An example implementation of the method.

Порошок титана марки ПТЭМ-2 просеивают через сито с размером ячейки 0,18 мм и смешивают с порошком алюминия марки АСД-1 фракции 0,05 мм в соотношении, мас. порошок алюминия 90, порошок титана 10 в смесителе в течение 2 ч. Полученную смесь развешивают по 100 г и прессуют псевдолигатуры в пресс-форме диаметром 50 мм и высотой 100 мм под давлением 350 кг/см² на гидравлическом прессе. В приготовленный сплав В-124 при температуре 750^oC погружают псевдолигатуры 15 штук на 100 кг расплава. Сплав механически перемешивают. Взятые через 20 мин пробы показывают содержание титана в сплаве 0,14% по массе. Коэффициент усвояемости тугоплавкого элемента алюминиевым сплавом достигает 0,98. Физико-механические свойства легированного псевдолигатурами сплава соответствует ОСТ 190004-79. Данные по другим примерам, где меняется соотношение компонентов, давление прессования и размер фракций порошков приведены в таблице.Powder of the PTEM-2 grade is sieved through a sieve with a mesh size of 0.18 mm and mixed with aluminum powder of the ASD-1 grade of 0.05 mm fraction in the ratio, wt. aluminum powder 90, titanium powder 10 in the mixer for 2 hours. The resulting mixture was weighed 100 g each and pseudo-ligatures were pressed into a mold with a diameter of 50 mm and a height of 100 mm under a pressure of 350 kg / cm ² on a hydraulic press. In the prepared alloy V-124 at a temperature of 750 ^o C immersed pseudo-ligatures of 15 pieces per 100 kg of melt. The alloy is mechanically mixed. Samples taken after 20 minutes show a titanium content of 0.14% by weight in the alloy. The digestibility coefficient of the refractory element by aluminum alloy reaches 0.98. Physico-mechanical properties of the alloy doped with pseudo-ligatures alloy corresponds to OST 190004-79. Data for other examples where the ratio of the components, the pressing pressure and the size of the fractions of the powders are changed are given in the table.

Claims

A method of preparing an aluminum-titanium alloy for aluminum alloys, characterized in that the alloy is made by mixing finely divided powders of aluminum and titanium, which are taken in the following ratio, wt.

Aluminum powder 70 90
Titanium Powder 10 30
and compress the resulting mixture at a pressure of 100 to 350 kg / cm ² .