RU2334588C1 - Method of production of blanks out of aluminium-silicon alloys - Google Patents

Method of production of blanks out of aluminium-silicon alloys Download PDF

Info

Publication number
RU2334588C1
RU2334588C1 RU2006147014/02A RU2006147014A RU2334588C1 RU 2334588 C1 RU2334588 C1 RU 2334588C1 RU 2006147014/02 A RU2006147014/02 A RU 2006147014/02A RU 2006147014 A RU2006147014 A RU 2006147014A RU 2334588 C1 RU2334588 C1 RU 2334588C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
melt
ligature
titanium
amount
ingots
Prior art date
Application number
RU2006147014/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006147014A (en
Inventor
Дмитрий Юрьевич Горбунов (RU)
Дмитрий Юрьевич Горбунов
Юрий Александрович Горбунов (RU)
Юрий Александрович Горбунов
мкина Елена Юрьевна Сыр (RU)
Елена Юрьевна Сырямкина
Сергей Борисович Сидельников (RU)
Сергей Борисович Сидельников
Николай Николаевич Довженко (RU)
Николай Николаевич Довженко
Руслан Евгеньевич Соколов (RU)
Руслан Евгеньевич Соколов
Екатерина Сергеевна Лопатина (RU)
Екатерина Сергеевна Лопатина
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет цветных металлов и золота"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет цветных металлов и золота" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет цветных металлов и золота"
Priority to RU2006147014/02A priority Critical patent/RU2334588C1/en
Publication of RU2006147014A publication Critical patent/RU2006147014A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2334588C1 publication Critical patent/RU2334588C1/en

Links

Landscapes

  • Silicon Compounds (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: upon production of melt it is modified by means of introduction of strontium at amount of 0.03-0.5% from mass of melt and successive introduction of beryllium at amount of 0.05-0.3% from mass of melt. With a speed titanium in form of alloyed rod is directly introduced into a casting chute. Further semi-continuous casting of ingots is carried out at metal cooling rate of 170-190°C/min with the following hot deformation of ingots.
EFFECT: upgraded plasticity of hot deformed blanks and increased output of accepted parts after successive production of cold deformed semi-finished products of thin section out of blanks.
2 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при производстве холоднодеформированных полуфабрикатов из эвтектических алюминиево-кремниевых сплавов.The invention relates to ferrous metallurgy and can be used in the production of cold-deformed semi-finished products from eutectic aluminum-silicon alloys.

Известен способ получения заготовок из алюминиево-кремниевых сплавов, включающий приготовление расплава, полунепрерывное литье слитков, их механическую обработку и горячую деформацию (Андрианов А.В., Щеняев В.А. Производство листов и лент из сплавов 3xxx с плакировкой из сплава 4ххх для теплообменников. Технология легких сплавов, 2001, №1, с.29-32). Недостатком известного способа является низкая пластичность горячедеформированных заготовок, приводящая к снижению выхода годного полуфабрикатов при холодной деформации.A known method for producing billets from aluminum-silicon alloys, including melt preparation, semi-continuous casting of ingots, their machining and hot deformation (Andrianov A.V., Schenyaev V.A. Production of sheets and tapes from 3xxx alloys with cladding from 4xxx alloy for heat exchangers . Technology of light alloys, 2001, No. 1, p.29-32). The disadvantage of this method is the low ductility of hot-formed workpieces, leading to a decrease in the yield of semi-finished products during cold deformation.

Наиболее близким техническим решением является способ получения заготовок из алюминиевых сплавов, включающий приготовление расплава, его модифицирование титаном в количестве 0,02%, стронцием в количестве 0,01%, бериллием в количестве 0,01%, полунепрерывное литье слитков и горячую деформацию (Исаев Н.Д., Волков Ю.Ф., Молодчинина С.П., Локтева И.А. Влияние технологических факторов на качество слитков и полуфабрикатов из высококремнистых алюминиевых сплавов. Технология легких сплавов, 1997, №3, с.23-28). Недостатком этого способа также является недостаточная пластичность горячедеформированных заготовок, что делает затруднительной их холодную деформацию.The closest technical solution is a method for producing billets from aluminum alloys, including the preparation of a melt, its modification with titanium in an amount of 0.02%, strontium in an amount of 0.01%, beryllium in an amount of 0.01%, semi-continuous casting of ingots and hot deformation (Isaev ND, Volkov Yu.F., Molodchinina SP, Lokteva IA The influence of technological factors on the quality of ingots and semi-finished products from high-silicon aluminum alloys. Technology of light alloys, 1997, No. 3, p.23-28) . The disadvantage of this method is the lack of ductility of hot-deformed blanks, which makes it difficult to cold deformation.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение пластичности горячедеформированных заготовок и выхода годного при получении из них холоднодеформированных полуфабрикатов тонких сечений.The task of the invention is to increase the ductility of hot-deformed workpieces and yield when receiving from them cold-deformed semi-finished products of thin sections.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения заготовок из алюминиево-кремниевых сплавов, включающем приготовление расплава, его модифицирование, полунепрерывное литье слитков и их горячую деформацию, согласно изобретению модифицирование расплава проводят путем введения стронция в количестве 0,03-0,5% от массы расплава, последующего введения бериллия в количестве 0,05-0,3% от массы расплава, и титана, который вводят непосредственно в литейный желоб в виде лигатурного прутка со скоростьюThe problem is achieved in that in the method for producing billets from aluminum-silicon alloys, including the preparation of the melt, its modification, semi-continuous casting of ingots and their hot deformation, according to the invention, the melt is modified by introducing strontium in an amount of 0.03-0.5% of the mass of the melt, the subsequent introduction of beryllium in an amount of 0.05-0.3% of the mass of the melt, and titanium, which is introduced directly into the casting trough in the form of a ligature rod with a speed

Vвл=K(Fсл*fсл*Vлит)/S*Fл*fл,V ow = K (F sl * f sl * V lit ) / S * F l * f l ,

где Vвл - скорость ввода лигатурного прутка,where V ow - the input speed of the ligature bar,

Vлит - скорость движения поддона литейной машины,V lit - the speed of the pallet of the foundry machine,

Fсл - площадь сечения кристаллизатора,F SL - the cross-sectional area of the mold,

Fл - площадь сечения вводимого лигатурного прутка,F l - the cross-sectional area of the introduced ligature rod,

fсл - плотность отливаемого сплава,f SL - the density of the cast alloy,

fл - плотность лигатуры,f l - the density of the ligature,

K=(0,00023-0,00091) - коэффициент, равный заданной относительной массовой доле титана в расплаве,K = (0,00023-0,00091) - coefficient equal to a given relative mass fraction of titanium in the melt,

S - относительная массовая доля титана в лигатуре,S is the relative mass fraction of titanium in the ligature,

при этом кристаллизацию расплава проводят при скорости охлаждения металла 170-190°С/мин.wherein the melt crystallization is carried out at a metal cooling rate of 170-190 ° C / min.

Введение стронция в количестве 0,03-0,5% от массы расплава обеспечивает измельчение грубой кремнистой эвтектики и, как следствие, повышение пластичности заготовок при проведении холодной деформации.The introduction of strontium in an amount of 0.03-0.5% by weight of the melt provides grinding of coarse siliceous eutectic and, as a result, increase the plasticity of the workpieces during cold deformation.

Введение стронция в количестве менее 0,03% от массы расплава не обеспечивает полного модифицирования эвтектики сплавов и достижения уровня пластичности заготовок, гарантирующего эффективную холодную деформацию при изготовлении полуфабрикатов тонких сечений. При введении стронция в количестве более 0,5% от массы расплава не наблюдается увеличения модифицирующего эффекта и принципиального повышения пластических характеристик металла, а также возможно образование междендритной пористости в структуре литых заготовок, что приводит к снижению их пластических характеристик.The introduction of strontium in an amount of less than 0.03% of the mass of the melt does not provide a complete modification of the eutectic of alloys and the achievement of the level of plasticity of the workpieces, which guarantees effective cold deformation in the manufacture of semi-finished products of thin sections. With the introduction of strontium in an amount of more than 0.5% by weight of the melt, there is no increase in the modifying effect and a fundamental increase in the plastic characteristics of the metal, as well as the formation of interdendritic porosity in the structure of cast billets, which leads to a decrease in their plastic characteristics.

Введение бериллия в количестве 0,05-0,3% от массы расплава обеспечивает изменение морфологии фаз, содержащих железо, создает защитную пленку на поверхности расплава, предотвращающую его окисление. Совокупное действие этих двух эффектов обеспечивает повышение пластичности сплава. При концентрации бериллия менее 0,05% от массы расплава в сплавах с содержанием 0,3-1,0% железа не достигается достаточно полного изменения морфологии железосодержащих фаз. При концентрации бериллия более 0,3% от массы расплава не наблюдается увеличения пластических характеристик заготовок, а неэффективный расход дорогостоящего модификатора нецелесообразен.The introduction of beryllium in an amount of 0.05-0.3% by weight of the melt provides a change in the morphology of the phases containing iron, creates a protective film on the surface of the melt, preventing its oxidation. The combined effect of these two effects provides an increase in the ductility of the alloy. When the beryllium concentration is less than 0.05% of the mass of the melt in alloys with a content of 0.3-1.0% iron, a sufficiently complete change in the morphology of the iron-containing phases is not achieved. When the beryllium concentration is more than 0.3% of the mass of the melt, there is no increase in the plastic characteristics of the workpieces, and the inefficient consumption of an expensive modifier is impractical.

Введение титана в литейный желоб в виде лигатурного прутка в процессе полунепрерывного литья из расчета содержания его в сплаве 0,023-0,091% решает задачу получения однородной мелкозернистой структуры по всей длине отливаемых слитков, что вносит свой вклад в повышение их пластичности при деформации. Однако содержание титана из этого диапазона приведет к существенному повышению пластических свойств только при концентрации стронция в количестве 0,03-0,5% и бериллия в количестве 0,05-0,3%. Содержание титана в сплаве менее 0,023% не дает необходимого модифицирующего эффекта, структура слитков остается крупнозернистая, что зачастую приводит к образованию микротрещин при горячей деформации. При концентрации титана в сплаве свыше 0,091% пластичность сплава остается практически неизменной, поэтому в дополнительном расходе дорогостоящего лигатурного прутка нет необходимости.The introduction of titanium into the casting trough in the form of a master alloy rod during semi-continuous casting, based on its content in the alloy 0.023-0.091%, solves the problem of obtaining a uniform fine-grained structure along the entire length of the cast ingots, which contributes to an increase in their ductility during deformation. However, the titanium content from this range will lead to a significant increase in plastic properties only at a concentration of strontium in the amount of 0.03-0.5% and beryllium in the amount of 0.05-0.3%. The titanium content in the alloy of less than 0.023% does not provide the necessary modifying effect, the structure of the ingots remains coarse-grained, which often leads to the formation of microcracks during hot deformation. When the concentration of titanium in the alloy exceeds 0.091%, the ductility of the alloy remains virtually unchanged, so there is no need for the additional expense of an expensive ligature rod.

При скорости охлаждения расплава при кристаллизации, равной 170-190°С/мин, достигаются формирование однородной структуры слитков и диспергирование структурных составляющих, что вносит дополнительный вклад в повышение пластичности заготовок. При скорости охлаждения ниже 170°С/мин невозможно добиться однородности структуры периферийных и центральных слоев в слитке. При скорости охлаждения выше 190°С/мин образуются трещины на поверхности слитков вследствие больших внутренних напряжений, возникающих при резком охлаждении.When the cooling rate of the melt during crystallization is equal to 170-190 ° C / min, the formation of a homogeneous structure of the ingots and the dispersion of structural components are achieved, which makes an additional contribution to increasing the ductility of the workpieces. At a cooling rate below 170 ° C / min, it is impossible to achieve uniformity in the structure of the peripheral and central layers in the ingot. At a cooling rate above 190 ° C / min, cracks form on the surface of the ingots due to high internal stresses arising from sudden cooling.

Совокупное воздействие 0,03-0,5% стронция, 0,05-0,3% бериллия, скорости введения титана и скорости охлаждения расплава при кристаллизации, равной 170-190°С/мин, обеспечивает модифицирование кремниевой эвтектики, изменение морфологии железосодержащих фаз, однородную зеренную структуру заготовок и, как следствие, высокие пластические свойства, позволяющие получать из них холоднодеформированные полуфабрикаты тонких сечений с толщиной стенки до 0,89 мм и с высоким выходом годного.The combined effect of 0.03-0.5% strontium, 0.05-0.3% beryllium, the rate of introduction of titanium and the rate of cooling of the melt during crystallization equal to 170-190 ° C / min, provides a modification of silicon eutectic, a change in the morphology of iron-containing phases homogeneous grain structure of the workpieces and, as a result, high plastic properties, allowing them to receive cold-deformed semi-finished products of thin sections with a wall thickness of up to 0.89 mm and with a high yield.

Пример 1. При проведении экспериментов был использован эвтектический алюминиево-кремниевый сплав, содержащий 12,5% кремния, 0,8% меди, 0,6% магния, 0,5% никеля, 0,3% железа. В расплав вводили стронций в концентрациях от 0,015 до 0,065%, бериллий от 0,02 до 0,39%, титан вводили непосредственно в литейный желоб в виде прутковой лигатуры со скоростью, рассчитанной по формуле Vвл=K(Fсл*fсл*Vлит)/S*Fл*fл, и отливали слитки диаметром 178 мм со скоростью охлаждения 175°С/мин. В таблице 1 приведены данные по величине относительного удлинения δср горячедеформированных заготовок и выходу их годного Вг при холодной деформации при различном химическом составе сплава.Example 1. During the experiments, a eutectic aluminum-silicon alloy was used, containing 12.5% silicon, 0.8% copper, 0.6% magnesium, 0.5% nickel, 0.3% iron. Strontium was introduced into the melt in concentrations from 0.015 to 0.065%, beryllium from 0.02 to 0.39%, titanium was injected directly into the casting trough in the form of a rod ligature at a rate calculated by the formula V ow = K (F sl * f sl * V lit ) / S * F l * f l , and ingots with a diameter of 178 mm were cast with a cooling rate of 175 ° C / min. Table 1 shows the data on the relative elongation δ cf of hot-deformed billets and their yield in g during cold deformation at different chemical composition of the alloy.

Таблица 1Table 1 Номер сплаваAlloy number Концентрация элементов-модификаторов, %The concentration of modifier elements,% δср, %δ avg ,% Вг, %In g ,% SrSr BeBe TiTi ОпытныеExperienced 1one 0,0150.015 0,0200,020 0,0230,023 14fourteen 6969 22 0,0230,023 0,0310,031 0,0310,031 15fifteen 6969 33 0,0300,030 0,0500,050 0,0430,043 20twenty 8585 4four 0,0430,043 0,1400.140 0,0590.059 2525 8686 55 0,0500,050 0,3000,300 0,0780,078 2626 8787 66 0,0590.059 0,3300.330 0,0840,084 18eighteen 7878 77 0,0650,065 0,3900.390 0,0910,091 1717 7777 8 Известный8 Famous 0,0100.010 0,0100.010 0,0200,020 1313 --

Пример 2.Example 2

Приготовлен сплав, содержащий 12,5% кремния, 0,8% меди, 0,6% магния, 0,5% никеля, 0,3% железа. В расплав вводили 0,043% стронция, 0,14% бериллия, в литейный желоб вводили титан в виде лигатурного прутка из расчета содержания титана в сплаве 0,059% и отливали слитки при различных скоростях охлаждения. В таблице 2 приведены данные по величине относительного удлинения горячедеформированных заготовок и выходу их годного Вг при холодной деформации при различных скоростях охлаждения.An alloy is prepared containing 12.5% silicon, 0.8% copper, 0.6% magnesium, 0.5% nickel, 0.3% iron. 0.043% strontium, 0.14% beryllium were introduced into the melt, titanium in the form of a ligature rod was introduced into the casting trough from the calculation of the titanium content in the alloy 0.059%, and ingots were cast at various cooling rates. Table 2 shows the data on the relative elongation of hot-deformed billets and their yield in grams during cold deformation at various cooling rates.

Таблица 2table 2 СплавыAlloys Скорость охлаждения, °С/минThe cooling rate, ° C / min δср, %δ avg ,% Вг, %In g ,% ОпытныеExperienced 160160 8-168-16 6969 170170 18-21,518-21.5 8585 175175 20-2620-26 8686 190190 24-2724-27 8888 200200 МикротрещиныMicrocracks -- ИзвестныйFamous 180180 12-1612-16 --

Из данных, приведенных в табл.1 и 2, видно, что опытные сплавы, состав которых соответствует №3 - 5 (см. табл.1), имеющие скорость охлаждения 170-190°С/мин (см. табл.2), обладают высокой пластичностью, что позволяет получать холоднодеформированные полуфабрикаты тонких сечений (с толщиной стенки до 0,89 мм) с высоким выходом годного.From the data given in tables 1 and 2, it is seen that the experimental alloys, the composition of which corresponds to No. 3-5 - (see table 1), having a cooling rate of 170-190 ° C / min (see table 2), have high ductility, which allows to obtain cold-deformed semi-finished products of thin sections (with wall thickness up to 0.89 mm) with high yield.

Claims (1)

Способ получения заготовок из алюминиево-кремниевых сплавов, включающий приготовление расплава, его модифицирование, полунепрерывное литье с кристаллизацией слитков и их горячую деформацию, отличающийся тем, что модифицирование расплава проводят путем введения стронция в количестве 0,03-0,5% от массы расплава, последующего введения бериллия в количестве 0,05-0,3% от массы расплава и титана, который в виде лигатурного прутка вводят непосредственно в литейный желоб со скоростьюA method of producing billets from aluminum-silicon alloys, including the preparation of a melt, its modification, semi-continuous casting with crystallization of ingots and their hot deformation, characterized in that the melt is modified by introducing strontium in an amount of 0.03-0.5% by weight of the melt, the subsequent introduction of beryllium in an amount of 0.05-0.3% by weight of the melt and titanium, which is introduced directly into the casting trough in the form of a ligature rod at a speed Vвл=K(Fсл·fсл·Vлит)/S·Fл·fл,V ow = K (F sl · f sl · V lit ) / S · F l · f l , где Vвл - скорость ввода лигатурного прутка,where V ow - the input speed of the ligature bar, Vлит - скорость движения поддона литейной машины,V lit - the speed of the pallet of the foundry machine, Fсл - площадь сечения кристаллизатора,F SL - the cross-sectional area of the mold, Fл - площадь сечения вводимого лигатурного прутка,F l - the cross-sectional area of the introduced ligature rod, fсл - плотность отливаемого сплава,f SL - the density of the cast alloy, fл - плотность лигатуры,f l - the density of the ligature, K=(0,00023-0,00091) - коэффициент, равный заданной относительной массовой доле титана в расплаве,K = (0,00023-0,00091) - coefficient equal to a given relative mass fraction of titanium in the melt, S - относительная массовая доля титана в лигатуре, при этом кристаллизацию проводят при скорости охлаждения расплава 170-190°С/мин.S is the relative mass fraction of titanium in the ligature, while crystallization is carried out at a melt cooling rate of 170-190 ° C / min.
RU2006147014/02A 2006-12-27 2006-12-27 Method of production of blanks out of aluminium-silicon alloys RU2334588C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006147014/02A RU2334588C1 (en) 2006-12-27 2006-12-27 Method of production of blanks out of aluminium-silicon alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006147014/02A RU2334588C1 (en) 2006-12-27 2006-12-27 Method of production of blanks out of aluminium-silicon alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006147014A RU2006147014A (en) 2008-07-10
RU2334588C1 true RU2334588C1 (en) 2008-09-27

Family

ID=39928885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006147014/02A RU2334588C1 (en) 2006-12-27 2006-12-27 Method of production of blanks out of aluminium-silicon alloys

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2334588C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ИСАЕВ Н.Д. и др. Влияние технологических факторов на качество слитков и полуфабрикатов из высокремнистых алюминиевых сплавов. Технология легких сплавов, 1997, N 3, с.23-28. АНДРИАНОВ А.В. и др. Производство листов из сплавов 3xxx с плакировкой из сплава 4xxx для теплообменников, Технология легких сплавов, 2001, №1, с.29-32. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006147014A (en) 2008-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021098044A1 (en) High-performance aluminum alloy for semi-solid die casting, and preparation method thereof
Birol Impact of grain size on mechanical properties of AlSi7Mg0. 3 alloy
CA2574962C (en) An al-si-mg-zn-cu alloy for aerospace and automotive castings
CN104073699A (en) Al-Si-Cu-Mg cast aluminum alloy and preparation method thereof
JP6495246B2 (en) Aluminum alloy and die casting method
JP5360591B2 (en) Aluminum alloy ingot and method for producing the same
CN114457263B (en) High-strength high-toughness high-heat-conductivity die-casting aluminum alloy and manufacturing method thereof
JP2006322032A (en) Aluminum alloy for semi-solid casting, and aluminum-alloy casting and its manufacturing method
Shabani et al. Effect of grain refinement on the microstructure and tensile properties of thin 319 Al castings
JP2009108409A (en) Al-Mg TYPE ALUMINUM ALLOY FOR FORGING, WITH EXCELLENT TOUGHNESS, AND CAST MEMBER COMPOSED THEREOF
CN112301259A (en) High-strength die-casting aluminum alloy, and preparation method and application thereof
CN113862531A (en) Aluminum alloy and preparation method thereof
CN110408807A (en) A kind of hypoeutectic Al-Si casting alloy and preparation method thereof
CN111304473A (en) Preparation method of free-cutting aluminum alloy extruded bar without coarse crystal ring
CN112708811B (en) Aluminum alloy and preparation method and application thereof
CN102660693B (en) Aluminum alloy treated by using TiN powder and BeH2 powder, and preparation method thereof
RU2334588C1 (en) Method of production of blanks out of aluminium-silicon alloys
RU2385783C1 (en) Method for production of shaped castings of aluminium-silicon alloys
Dai et al. Review On Progress of 7xxx Series Aluminum Alloy Materials
CN111607718B (en) Zinc alloy casting and preparation method thereof
JPWO2007114345A1 (en) Zn alloy for die casting and manufacturing method thereof, Al master alloy for die casting alloy
JP6697093B2 (en) Aluminum alloy for low pressure casting
JP7293696B2 (en) Aluminum alloy casting material and manufacturing method thereof
Ramli et al. Microstructure and mechanical properties of Al-Si cast alloy grain refined with Ti-B-Sr-Sc-Mg
SU920075A1 (en) Method of producing master alloy compositions for making aluminium alloys

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101228