RU2094515C1 - Способ получения силуминов - Google Patents
Способ получения силуминов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2094515C1 RU2094515C1 RU96104476A RU96104476A RU2094515C1 RU 2094515 C1 RU2094515 C1 RU 2094515C1 RU 96104476 A RU96104476 A RU 96104476A RU 96104476 A RU96104476 A RU 96104476A RU 2094515 C1 RU2094515 C1 RU 2094515C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- silicon
- alloys
- melt
- production
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
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)
Abstract
Использование: получение алюминиево-кремниевых сплавов плавлением. Сущность изобретения: в расплав алюминия вводят шлак производства алюминия и его сплавов или алюминийсодержащие съемы при 750-780oC и кварцевый песок в количестве, обеспечивающем поддержание весового отношения кварцевого песка и присадки в реакционной смеси на уровне 0,4-0,9, предпочтительно 0,65-0,73. Расплав выдерживают в течение 20-40 мин и цикл обработки повторяют. Технический результат: прочность получаемых силуминов возрастает на 10-15%, а пластичность - в 2-2,3 раза. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при получении алюминиево-кремниевых сплавов с повышенным уровнем механических свойств, в частности прочности и пластичности.
В промышленной практике для получения алюминиево-кремниевых сплавов, в частности силуминов, используют способ получения силуминов, включающий загрузку кристаллического кремния на падину печи, заливку жидкого алюминия, перемешивание сплава для достижения однородности по всей глубине металлической ванны и разливку (Рагулина Р.И. Емлин Б.И. Электротермия кремния и силумина. М. Металлургия, 1972, с. 162-163).
Наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату к предлагаемому решению является способ получения алюминиево-кремниевых сплавов, включающий получение жидкой алюминиевой ванны, введение кремнийсодержащего соединения, наводороживание расплава и повторение цикла обработки (авт. св. N 1772198. Опубл. 30.10.92. Бюл. N 40).
Основным недостатком вышеперечисленных методов получения силуминов является низкий уровень механических свойств получаемых алюминиево-кремниевых сплавов.
Задачай изобретения повышение уровня механических свойств алюминиево-кремниевых сплавов.
Задача повышения уровня механических свойств силуминов решается тем, что в известном способе, включающем получение жидкой алюминиевой ванны, введение кремнийсодержащего соединения, наводороживание расплава и повторение цикла обработки, согласно изобретению, наводороживание осуществляют введением в расплав шлака производства сплавов на основе алюминия или съемов, образующихся при получении отливок из алюминиево-кремниевых сплавов. Кроме этого, весовое отношение кремнийсодержащего соединения и присадки в реакционной смеси составляет 0,4-0,9, предпочтительно 0,65-0,73.
Сущность предлагаемого способа состоит в том, что в качестве источника водорода, а также и углерода, используются шлаки производства силуминов или съемы, содержащие алюминий. Технология приготовления силуминов предусматривает растворение кристаллического кремния, содержащего в силу технологических особенностей его получения (карботермическое восстановление через стадию образования карбида кремния) углерод, в расплавленном алюминии-сырце, который, в свою очередь, также содержит водород и углерод в виде карбида алюминия и кремния. Процесс приготовления осуществляется в печной атмосфере, содержащей пары воды, которые инициируют реакцию:
2Al+3H2O _→ Al2O3+3H2
При этом образуется оксид алюминия, адсорбирующий водород, чем и объясняется попадание водорода в алюминий (Строганов Г.Б. Высокопрочные литейные алюминиевые сплавы. М. Металлургия, 1985, с. 122) и насыщение шлака водородом. Следует добавить то, что в процессе получения силуминов при введении в расплав легирующих компонентов, например кремния, растворимость водорода в расплаве уменьшается (Чернега Д.Ф.и др. Газы в цветных металлах. М. Металлургия, 1982, с. 59) и, соответственно, ускоряется процесс перехода водорода из расплава в шлаковую фазу.
2Al+3H2O _→ Al2O3+3H2
При этом образуется оксид алюминия, адсорбирующий водород, чем и объясняется попадание водорода в алюминий (Строганов Г.Б. Высокопрочные литейные алюминиевые сплавы. М. Металлургия, 1985, с. 122) и насыщение шлака водородом. Следует добавить то, что в процессе получения силуминов при введении в расплав легирующих компонентов, например кремния, растворимость водорода в расплаве уменьшается (Чернега Д.Ф.и др. Газы в цветных металлах. М. Металлургия, 1982, с. 59) и, соответственно, ускоряется процесс перехода водорода из расплава в шлаковую фазу.
Наличие водорода, углерода и мелкодисперсных частиц оксида алюминия в шлаках производства алюминия и его сплавов, являющихся модификаторами эвтектики и первичных выделений кремния, позволяет повысить уровень механических свойств алюминиево-кремниевых сплавов.
Оптимальное отношение кремнийсодержащего соединения и присадки в виде шлака производства алюминия и его сплавов в реакционной смеси составляет 0,4-0,9, предпочтительно 0,65-0,73, при этом отклонение от указанных пределов как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения приводит к снижению уровня механических свойств получаемых сплавов. При увеличении этого соотношения более 0,9 снижение механических свойств сплавов объясняется уменьшением содержания кремния в них, а уменьшение отношения менее 0,4 приводит к огрублению структурных составляющих силуминов и соответственному снижению уровня механических свойств, особенно пластичности.
Способ осуществляется следующим образом. В расплавленный алюминий при 750-780oC вводят шлак силуминового производства или съемы, содержащие алюминий, и после их расплавления вводят кремнийсодержащее соединение, например кварцевый песок, при этом весовое отношение кремнийсодержащей присадки и шлака в реакционной смеси поддерживают на уровне 0,4-0,9, предпочтительно 0,65-0,79. Выдерживают расплав в течение 20-40 мин. Снимают шлак и сливают металл или цикл синтеза повторяют.
Способ проверен в лабораторных условиях.
Пример. Получали силумин по предлагаемому способу. В алундовом тигле расплавляли 0,7 кг алюминия марки A7, при 750 780oC ввели 0,2 кг шлака производства силумина, имеющего состав, вес. 50 Al, 5 Si, 1,5 SiC, 34 Al2O3 или съемов, содержащих, вес. 55 Al, 10 Si, 30 Al2O3. После расплавления присадки в расплав при перемешивании ввели кварцевый песок в количестве, обеспечивающем весовое отношение кварцевого песка и присадки в каждом опыте на уровне 0,4-0,9, т.е. в пределах 0,08-0,18 кг. После выдержки расплава при температуре опыта в течение 20-40 мин снимали шлак, а полученный металл заливали в специальные формы для получения образцов для спектрального анализа и слитков для изготовления цилиндрических образцов для механических испытаний на растяжение.
Для сравнения получали силумин по прототипу. В алундовом тигле расплавляли 1 кг алюминия A7 и при 800oC ввели 0,01 кг шлака производства силумина, имеющего следующий состав, вес. 50 Al, 10 Si, 36 Al2O3. Затем расплав продували водяным паром в течение 4 мин и вводили 80 г кремнезема, а после выдержки расплава в течение 20 мин цикл обработки повторили. Было проведено 3 цикла обработки.
Полученные результаты приведены в таблице.
Из представленных данных видно, что применение предлагаемого способа позволяет получать алюминиево-кремниевые сплавы с высоким уровнем механических свойств по сравнению с известными методами. Так, при оптимальных условиях (весовое отношение кремнезема и присадки составляет 0,65-0,73) прочность сплавов возрастает на 10-15% а пластичность в 2-2,3 раза.
Использование предлагаемого способа получения силуминов в промышленности позволит не только снизить затраты на производство, но и снизить металлоемкость изделий за счет применения алюминиевых сплавов с повышенным уровнем механических свойств, а также увеличить ресурс эксплуатации машин.
Claims (3)
1. Способ получения силуминов, включающий расплавление алюминия, введение кремнийсодержащего соединения, наводороживание расплава и повторение цикла обработки, отличающийся тем, что наводороживание осуществляют введением в расплав присадки шлака производства сплавов на основе алюминия или съемов, образующихся при получении отливок из алюминиево-кремниевых сплавов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что весовое отношение кремнийсодержащего соединения и присадки в реакционной смеси составляет 0,4 - 0,9, предпочтительно 0,65 0,73.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве кремнийсодержащего соединения используют кварцевый песок.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96104476A RU2094515C1 (ru) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | Способ получения силуминов |
PCT/RU1996/000363 WO1997033008A1 (fr) | 1996-03-06 | 1996-12-26 | Procede de production d'alliages a base d'aluminium et de silicium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96104476A RU2094515C1 (ru) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | Способ получения силуминов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2094515C1 true RU2094515C1 (ru) | 1997-10-27 |
RU96104476A RU96104476A (ru) | 1997-11-20 |
Family
ID=20177766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96104476A RU2094515C1 (ru) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | Способ получения силуминов |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2094515C1 (ru) |
WO (1) | WO1997033008A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2652905C1 (ru) * | 2017-03-20 | 2018-05-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ получения алюминиево-кремниевых сплавов |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100509216C (zh) * | 2006-12-18 | 2009-07-08 | 北京矿冶研究总院 | 一种添加超细或纳米铝粉的速熔硅剂及制备方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1202984B (de) * | 1962-07-12 | 1965-10-14 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung von borhaltigen Metall-Legierungen |
CA1331519C (en) * | 1989-05-03 | 1994-08-23 | Alcan International Limited | Production of an aluminum grain refiner |
JPH0611891B2 (ja) * | 1989-10-16 | 1994-02-16 | 日本金属化学株式会社 | ケイ素をアルミニウムに添加する方法 |
RU2002831C1 (ru) * | 1991-05-05 | 1993-11-15 | Владимир Михайлович Федотов | Способ переработки шлака производства алюмини и его сплавов |
-
1996
- 1996-03-06 RU RU96104476A patent/RU2094515C1/ru active
- 1996-12-26 WO PCT/RU1996/000363 patent/WO1997033008A1/ru active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент РФ N 1772198, кл. C 22 C 1/02, 1992. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2652905C1 (ru) * | 2017-03-20 | 2018-05-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Способ получения алюминиево-кремниевых сплавов |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1997033008A1 (fr) | 1997-09-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU1813113C (ru) | Модификатор дл чугуна | |
Xue et al. | Study on the effect of CeO2 for fabricating in-situ TiB2/A356 composites with improved mechanical properties | |
RU2094515C1 (ru) | Способ получения силуминов | |
RU2432411C1 (ru) | Способ получения алюминиево-кремниевого сплава | |
RU2620206C2 (ru) | Способ графитизирующего модифицирования чугуна | |
RU2538850C2 (ru) | Способ модифицирования алюминия и алюминиево-кремниевых сплавов (силуминов) углеродом | |
RU2788888C1 (ru) | Способ получения магниевого сплава | |
RU2590772C1 (ru) | Способ получения алюминиевого чугуна | |
SU834141A1 (ru) | Способ получени чугуна с шаровиднымгРАфиТОМ | |
RU2692542C1 (ru) | Способ плавки и литья литейного алюминиевого сплава | |
SU1331895A1 (ru) | Модифицирующа смесь | |
SU616042A1 (ru) | Способ получени слитка | |
SU1425240A1 (ru) | Модификатор дл чугуна | |
SU920075A1 (ru) | Способ получени лигатур дл приготовлени алюминиевых сплавов | |
RU2241775C1 (ru) | Способ модифицирования магниевых сплавов | |
SU535368A1 (ru) | Модификатор дл чугуна | |
RU2315815C1 (ru) | Способ получения чугуна с вермикулярным графитом | |
RU2687521C1 (ru) | Способ внепечной обработки высоколегированного чугуна для валков | |
SU535362A1 (ru) | Способ рафинировани вторичного алюмини | |
RU2177041C1 (ru) | Способ получения серого чугуна | |
SU1708909A1 (ru) | Модификатор дл чугуна | |
RU2316608C1 (ru) | Модификатор | |
SU1470799A1 (ru) | Способ получени алюминиево-кремниевых сплавов | |
RU2637735C2 (ru) | Способ получения низкоуглеродистой кипящей стали | |
SU1320253A1 (ru) | Смесь дл модифицировани серого чугуна |