RU2421537C2 - Procedure for production of alumo-scandium containing additional alloy and charge for production of alumo-scandium containing additional alloy - Google Patents
Procedure for production of alumo-scandium containing additional alloy and charge for production of alumo-scandium containing additional alloy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2421537C2 RU2421537C2 RU2009103475/02A RU2009103475A RU2421537C2 RU 2421537 C2 RU2421537 C2 RU 2421537C2 RU 2009103475/02 A RU2009103475/02 A RU 2009103475/02A RU 2009103475 A RU2009103475 A RU 2009103475A RU 2421537 C2 RU2421537 C2 RU 2421537C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fluoride
- aluminum
- scandium
- potassium
- melt
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к получению сплавов алюминия с редкими металлами.The invention relates to the field of metallurgy of non-ferrous metals, in particular the production of aluminum alloys with rare metals.
Известен способ получения цирконийсодержащей лигатуры (патент РФ №2287601, С22С 35/00, 2006 год), по которому металлотермическое восстановление соединений циркония осуществляют алюминий-магниевым сплавом из исходной шихты в виде хлоридного расплава, содержащего хлориды натрия и калия при их соотношении 2-3 и 3-7 мас.% растворенного циркония. При этом в качестве соединения циркония используют фторцирконат калия.A known method of producing zirconium-containing ligatures (RF patent No. 2287601, C22C 35/00, 2006), in which metallothermal reduction of zirconium compounds is carried out by aluminum-magnesium alloy from the original charge in the form of a chloride melt containing sodium and potassium chlorides in a ratio of 2-3 and 3-7 wt.% dissolved zirconium. In this case, potassium fluorozirconate is used as a zirconium compound.
Недостатками известного способа являются: во-первых, использование в качестве компонента исходной шихты дорогостоящего фторцирконата калия; во-вторых, восстановление осуществляют сплавом алюминия, содержащим 17-20 мас.% магния, наличие которого значительно сужает области применения полученной известным способом лигатуры, поскольку присутствие магния далеко не всегда желательно в промышленных деформируемых и литых алюминийсодержащих сплавов.The disadvantages of this method are: firstly, the use of expensive potassium fluorozirconate as a component of the initial charge; secondly, the reduction is carried out by an aluminum alloy containing 17-20 wt.% magnesium, the presence of which significantly narrows the scope of the alloy obtained by a known method, since the presence of magnesium is far from always desirable in industrial deformable and cast aluminum-containing alloys.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является известный способ получения скандийсодержащей лигатуры (патент РФ №2261924, С22В 5/04, 59/00, 2005 год) (прототип), включающий получение шихты из расплава галогенидов и оксида скандия и восстановление алюминий-магниевым сплавом при отношении галогенидного расплава к алюминиево-магниевому сплаву от 1,2 до 1,6. Известна также исходная шихта, используемая в известном способе, которая состоит из галогенидов натрия, калия, алюминия и оксидов скандия и циркония (патент РФ №2261924, С22В 5/04, 59/00, 2005 год) (прототип).The closest technical solution to the proposed is a known method for producing scandium-containing ligatures (RF patent No. 2261924, C22B 5/04, 59/00, 2005) (prototype), including the preparation of a mixture from a melt of halides and scandium oxide and reduction with an aluminum-magnesium alloy at the ratio of halide melt to aluminum-magnesium alloy from 1.2 to 1.6. Also known is the initial charge used in the known method, which consists of halides of sodium, potassium, aluminum and scandium and zirconium oxides (RF patent No. 2261924, C22B 5/04, 59/00, 2005) (prototype).
Недостатки известных способа и шихты заключаются в том, что процесс высокотемпературной обменной реакции проводят в сплавах алюминия с магнием, а как известно, магний присутствует далеко не во всех промышленных деформируемых и литых алюминийсодержащих сплавах; процесс проводят при температуре 900-1000°С; восстановление из-за низкой растворимости оксидов скандия и особенно циркония проводят при высоком соотношении галогенидного расплава к алюминий-магниевому сплаву от 1.2 до 1.6.The disadvantages of the known method and charge are that the process of high-temperature exchange reaction is carried out in alloys of aluminum with magnesium, and as you know, magnesium is not present in all industrial deformable and cast aluminum-containing alloys; the process is carried out at a temperature of 900-1000 ° C; reduction due to the low solubility of scandium and especially zirconium oxides is carried out at a high ratio of halide melt to aluminum-magnesium alloy from 1.2 to 1.6.
Таким образом, перед авторами стояла задача разработать состав исходной шихты и способ получения алюмоскандийсодержащей лигатуры, обеспечивающие получение универсальной лигатуры широкого спектра применения с высоким содержанием легирующих компонентов.Thus, the authors were faced with the task of developing the composition of the initial charge and a method for producing an aluminum-scandium-containing ligature, providing a universal ligature of a wide range of applications with a high content of alloying components.
Поставленная задача решена в предлагаемом способе получения алюмоскандийсодержащей лигатуры, путем алюмотермического восстановления в расплаве галогенидов натрия и калия и оксида скандия, в котором используют исходную шихту, содержащую фторид натрия, хлорид калия, оксид или фторид скандия, фторид алюминия, гидрофторид калия и оксифторид циркония и/или гафния, которую смешивают с металлическим алюминием для соблюдения массового отношения компонентов шихты к алюминию равным 1:0,8-1,1, полученную смесь помещают в тигель и нагревают до температуры 800-900°С, проводят алюмотермическое восстановление при перемешивании расплава, выдерживают расплав в течение 15-30 мин и разливают отдельно солевой расплав и жидкий металл в изложницы.The problem is solved in the proposed method for producing aluminoscandium-containing ligatures, by aluminothermic reduction in a melt of sodium and potassium halides and scandium oxide, in which an initial charge containing sodium fluoride, potassium chloride, scandium fluoride, aluminum fluoride, potassium hydrofluoride and potassium hydroxide fluoride is used / or hafnium, which is mixed with aluminum metal to maintain a mass ratio of the components of the charge to aluminum equal to 1: 0.8-1.1, the resulting mixture is placed in a crucible and heated to a pace the temperature of 800-900 ° C, aluminothermic reduction is carried out with melt mixing, the melt is held for 15-30 minutes and the molten salt and liquid metal are poured separately into the molds.
Поставленная задача также решена в составе предлагаемой исходной шихты, содержащей галогениды калия и натрия и оксид скандия, которая содержит металлический алюминий и исходную шихту при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is also solved in the composition of the proposed source mixture containing potassium and sodium halides and scandium oxide, which contains aluminum metal and the source mixture in the following ratio, wt.%:
В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известен способ получения алюмоскандийсодержащей лигатуры, в котором алюмотермическое восстановление ведут из исходной шихты предлагаемого состава в предлагаемых интервалах значений технологических параметров.Currently, from the patent and scientific literature there is no known method for producing an aluminoskandium-containing ligature, in which the aluminothermic reduction is carried out from the initial charge of the proposed composition in the proposed ranges of technological parameters.
Применение лигатур на основе алюминия со скандием и цирконием и/или гафнием, позволяет реально улучшить свойств ряда сплавов при использовании повышенных скоростей охлаждения при кристаллизации и центрифугировании расплава, что, в свою очередь, позволяет значительно повысить содержание в твердом растворе расплава этих редких металлов, а также удалять крупные взвеси примесей и шлаков, способствующих растрескиванию изделий при вибронагрузках.The use of aluminum-based alloys with scandium and zirconium and / or hafnium allows one to really improve the properties of a number of alloys when using increased cooling rates during crystallization and centrifugation of the melt, which, in turn, can significantly increase the content of these rare metals in the solid solution, and also remove large suspensions of impurities and slag, contributing to the cracking of products during vibration loads.
Исследования, проводимые авторами предлагаемого технического решения, были направлены на поиски условий проведения процесса алюмотермического восстановления, позволяющих снизить температуру процесса и использовать в качестве восстановителя металлический алюминий, что позволит получать более универсальные по применению лигатуры. В ходе исследований авторами было установлено, что при добавлении в исходную шихту оксифторида циркония и/или гафния существенно снижается температура процесса, несмотря на отсутствие магния - более сильного восстановителя по сравнению с алюминием, поскольку оксифторид циркония и гафния коррозионно менее устойчивы в предлагаемом солевом расплаве по сравнению с их диоксидами и быстрее восстанавливаются и переходят в жидкий алюминий. В то же время получение оксифторидов (Zr2OF6 и Hf2OF6) из наиболее доступных диоксидов этих металлов легко проходит при обработке концентрированной плавиковой кислотой.Studies conducted by the authors of the proposed technical solution were aimed at searching for the conditions for carrying out the aluminothermic reduction process, allowing to lower the process temperature and use metallic aluminum as a reducing agent, which will make it possible to obtain ligatures that are more universal in application. In the course of research, the authors found that when zirconium and / or hafnium oxyfluoride is added to the initial charge, the process temperature significantly decreases, despite the absence of magnesium, a stronger reducing agent compared to aluminum, since zirconium and hafnium oxyfluoride are less stable in the proposed salt melt by Compared with their dioxides, they are faster reduced and converted into liquid aluminum. At the same time, the production of oxyfluorides (Zr 2 OF 6 and Hf 2 OF 6 ) from the most accessible dioxides of these metals is easily carried out by treatment with concentrated hydrofluoric acid.
Введение других дополнительных компонентов в шихту обусловлено следующими причинами. Гидрофторид калия (KHF2) вводят для удаления следов влаги из солевого расплава. Как известно, эта соль плавится при 239°С и разлагается в интервале температур 400-500°С. Влага, присутствующая в солевой системе, приводит к наводораживанию лигатуры, что ухудшает ее технологические свойства, способствуя большему переходу натрия в сплав и значительному увеличению усилий при прокатке и штамповке изделий. Гидрофторид калия KHF2 при разложении вносит KF в расплав, что при введении всего нескольких процентов практически не влияет на температуру ведения реакции. Выделяющийся же при температуре выше 400°С фтористый водород благоприятствует удалению следов влаги из смеси солей четверной взаимной системы Na+, K+/F-, Cl-, AlF6 3-, имеющей две эвтектики: одна с температурой плавления 570°С имеет состав 37.9% K3Cl3, 41.8% Na3Cl3, 16.3% Na3F3 и 4% K2NaAlF6; другая с температурой плавления 562°С с составом 47.8% K2Cl2, 41.1% K3F3, 9.2% Na2F3 и 1.9% NaAlF6. При этом введение гидрофторида калия KHF2 в количестве менее 1 мас.% не оказывает заметного влияния на прохождения процесса. При введении гидрофторида калия KHF2 в количестве более 3 мас.% возможно излишнее выделение фтористого водорода.The introduction of other additional components in the mixture due to the following reasons. Potassium hydrofluoride (KHF 2 ) is introduced to remove traces of moisture from the molten salt. As you know, this salt melts at 239 ° C and decomposes in the temperature range 400-500 ° C. The moisture present in the salt system leads to hydrogenation of the ligature, which degrades its technological properties, contributing to a greater transition of sodium to alloy and a significant increase in effort during rolling and stamping of products. Potassium hydrofluoride KHF 2, upon decomposition, introduces KF into the melt, which, with the introduction of only a few percent, practically does not affect the reaction temperature. Hydrogen fluoride released at temperatures above 400 ° C favors the removal of traces of moisture from a mixture of salts of the quaternary reciprocal system Na + , K + / F - , Cl-, AlF 6 3- , which has two eutectics: one with a melting point of 570 ° C has the composition 37.9% K 3 Cl 3 , 41.8% Na 3 Cl 3 , 16.3% Na 3 F 3 and 4% K 2 NaAlF 6 ; another with a melting point of 562 ° C with a composition of 47.8% K 2 Cl 2 , 41.1% K 3 F 3 , 9.2% Na 2 F 3 and 1.9% NaAlF 6 . Moreover, the introduction of potassium hydrofluoride KHF 2 in an amount of less than 1 wt.% Does not have a significant effect on the process. With the introduction of potassium hydrofluoride KHF 2 in an amount of more than 3 wt.%, Excessive release of hydrogen fluoride is possible.
Введение в состав флюса фтористой соли алюминия (AlF3) обусловлено высокой рафинирующей способностью фторида по отношению к алюминиевому расплаву. Это благоприятствует слиянию капель в расплаве солей в слиток. На основании указанных выше эвтектических составов четверных взаимных систем и известной диаграммы состояния введение фторида алюминия (AlF3) ограничивается не более 8 мас.% в связи с быстрым ростом плоскости ликвидуса от состава с дальнейшим увеличением содержания AlF3. При введении фторида алюминия менее 5 мас.% не наблюдается проявления его рафинирующей способности по отношению к расплаву.The introduction of fluoride aluminum salt (AlF 3 ) into the flux composition is due to the high refining ability of fluoride with respect to aluminum melt. This favors the merging of droplets in the molten salt into an ingot. Based on the above eutectic compositions of quaternary reciprocal systems and the known state diagram, the introduction of aluminum fluoride (AlF 3 ) is limited to no more than 8 wt.% Due to the rapid growth of the liquidus plane from the composition with a further increase in AlF 3 content. With the introduction of aluminum fluoride less than 5 wt.% There is no manifestation of its refining ability with respect to the melt.
Совместное легирование алюминиевого сплава скандием и цирконием и/или гафнием приводит к вторичному выделению фаз Al3(ScZr), Al3(ScHf), Al3(ScZrHf), являющихся эффективными упрочнителями. Эти фазы когерентны алюминиевой матрице.The joint alloying of the aluminum alloy with scandium and zirconium and / or hafnium leads to the secondary precipitation of the phases Al 3 (ScZr), Al 3 (ScHf), Al 3 (ScZrHf), which are effective hardeners. These phases are coherent with the aluminum matrix.
В природе скандий и гафний являются рассеянными металлами и в некоторых технологиях, например при переработке отхода глиноземного производства - шлама - по карбонизационному способу, концентрируются в осадке совместно с цирконием и титаном. Использование богатых концентратов может существенно удешевить стоимость комплексной лигатуры.In nature, scandium and hafnium are scattered metals and in some technologies, for example, in the processing of alumina production waste - sludge - by the carbonization method, they are concentrated in the sediment together with zirconium and titanium. The use of rich concentrates can significantly reduce the cost of complex ligatures.
Содержание оксида или фторида скандия в исходной шихте лежит в интервале 4,3-12 мас.%. Более низкое содержание требует значительного увеличения объема флюса к лигатуре при ее последующем использовании, а содержание оксида скандия выше 8,5 мас.% или фторида скандия выше 12 мас.% приводит в условиях кристаллизации слитка к резкому увеличению крупности интерметаллидов (>10 мкм), что ухудшает технологические свойства получаемого после легирования алюминиевого сплава.The content of scandium oxide or fluoride in the initial charge lies in the range of 4.3-12 wt.%. The lower content requires a significant increase in the volume of flux to the ligature during its subsequent use, and the content of scandium oxide above 8.5 wt.% Or scandium fluoride above 12 wt.% Leads to a sharp increase in the size of the intermetallic compounds under the crystallization conditions of the ingot (> 10 μm), which affects the technological properties obtained after alloying an aluminum alloy.
Содержание циркония и/или гафния в конечном сплаве после легирования не должно быть более 0,6%; так как становится большой вероятность распада твердого раствора после кристаллизации, что снижает упрочняющий эффект после отжига. По эффекту воздействия 0,2% Zr(Hf) соответствует 0,1% Sc. Поэтому для получения качественной лигатуры верхний предел содержания оксифторида циркония в исходной шихте не должен превышать 11 мас.%, а оксида гафния - 15,4 мас.%. Цирконий и гафний повышают твердость и стабилизируют упрочнение, обусловленное введением скандия, распространяя его на более широкий температурный интервал старения. В фазах Al3(Sc, Zr) атомы переходного металла могут частично замещаться один на другой. Атомы циркония могут замещать до 50% атомов скандия, а атомы скандия могут замещать до 20% атомов циркония.The content of zirconium and / or hafnium in the final alloy after alloying should not be more than 0.6%; since it becomes more likely that the solid solution decomposes after crystallization, which reduces the hardening effect after annealing. According to the effect of exposure to 0.2% Zr (Hf) corresponds to 0.1% Sc. Therefore, to obtain a quality ligature, the upper limit of the content of zirconium oxyfluoride in the initial charge should not exceed 11 wt.%, And hafnium oxide - 15.4 wt.%. Zirconium and hafnium increase hardness and stabilize hardening due to the introduction of scandium, extending it over a wider temperature range of aging. In the Al 3 (Sc, Zr) phases, the transition metal atoms can be partially replaced by one another. Zirconium atoms can replace up to 50% of scandium atoms, and scandium atoms can replace up to 20% of zirconium atoms.
Экспериментальным путем авторами было установлено отношение галогенидного расплава к алюминию, которое равно 1:0.8÷1.1. Для используемых в предлагаемом техническом решении солей скандия, циркония и/или гафния их растворимость позволяет работать с таким соотношением объемов в интервале предлагаемых температур. Для меньшего соотношения процесс восстановления затягивается во времени, и компоненты меньше переходят в конечную продукцию. Более высокое соотношение чем 1,2, снижает производительность аппаратуры и приводит к большему объему оборотных солей.The authors experimentally established the ratio of the halide melt to aluminum, which is 1: 0.8 ÷ 1.1. For the salts of scandium, zirconium and / or hafnium used in the proposed technical solution, their solubility allows working with such a ratio of volumes in the range of proposed temperatures. For a lower ratio, the recovery process is delayed in time, and the components pass into the final product less. A higher ratio than 1.2 reduces the performance of the equipment and leads to a larger volume of circulating salts.
Предлагаемое техническое решение может быть осуществлено следующим образом. Исходную солевую шихту состава, мас.%:The proposed technical solution can be implemented as follows. The initial salt mixture of the composition, wt.%:
смешивают с гранулированным или мелкокусковым алюминием для соблюдения соотношения галогенидных солей к алюминию равным 1:0,8÷1,1 и помещают в печь в тигле из силицированного графита или алунда(корунда). Смесь нагревают до 800÷900°С. С достижением указанной температуры проводят энергичное перемешивание расплава. Затем после выдержки при этой же температуре в течение 15-30 минут проводят разлив отдельно солей и жидкого металла в массивные изложницы, покрытые нитридом бора.mixed with granular or small-sized aluminum to comply with the ratio of halide salts to aluminum equal to 1: 0.8 ÷ 1.1 and placed in a furnace in a crucible of siliconized graphite or alundum (corundum). The mixture is heated to 800 ÷ 900 ° C. Upon reaching the indicated temperature, vigorous stirring of the melt is carried out. Then, after holding at the same temperature for 15-30 minutes, separate salts and liquid metal are poured into massive molds coated with boron nitride.
Предлагаемое техническое решение иллюстрируется следующими примерами.The proposed technical solution is illustrated by the following examples.
Пример 1. Берут 100 г солевой шихты, содержащей, мас.%: оксид скандия 8,5; фторид алюминия 8,0; фторид натрия 14,5; гидрофторид калия 1,1; оксифторид циркония 11,0; хлорид калия 57; смешивают со 100 г металлического алюминия в виде гранул (при этом соблюдается соотношение галогенидных солей к алюминию равным 1:1,1) и помещают в печь в тигле из силицированного графита. Смесь нагревают до температуры 900°С. С достижением указанной температуры проводят энергичное перемешивание расплава. Затем после выдержки при этой же температуре в течение 15 минут проводят разлив отдельно солей и жидкого металла в массивные изложницы, покрытые нитридом бора. Выход легирующих элементов в лигатуру представлен в таблице.Example 1. Take 100 g of salt mixture containing, wt.%: Scandium oxide 8.5; aluminum fluoride 8.0; sodium fluoride 14.5; potassium hydrofluoride 1.1; zirconium oxyfluoride 11.0; potassium chloride 57; mixed with 100 g of aluminum metal in the form of granules (in this case, the ratio of halide salts to aluminum is 1: 1.1) and placed in a crucible made of siliconized graphite. The mixture is heated to a temperature of 900 ° C. Upon reaching the indicated temperature, vigorous stirring of the melt is carried out. Then, after exposure at the same temperature for 15 minutes, separate salts and liquid metal are poured into massive molds coated with boron nitride. The output of alloying elements in the ligature is presented in the table.
Пример 2. Берут 200 г солевой шихты, содержащей, мас.%: фторида скандия 12,0; фторид алюминия 7,5; фторид натрия 14,5; гидрофторид калия 1,0; оксифторид циркония 10,5; хлорид калия 54,5; смешивают с 200 г металлического алюминия в виде гранул (при этом соблюдается соотношение галогенидных солей к алюминию равным 1:1) и помещают в печь в тигле из силицированного графита. Смесь нагревают до температуры 850°С. С достижением указанной температуры проводят энергичное перемешивание расплава. Затем после выдержки при этой же температуре в течение 30 минут проводят разлив отдельно солей и жидкого металла в массивные изложницы, покрытые нитридом бора. Выход легирующих элементов в лигатуру представлен в таблице.Example 2. Take 200 g of a salt mixture containing, wt.%: Scandium fluoride 12.0; aluminum fluoride 7.5; sodium fluoride 14.5; potassium hydrofluoride 1.0; zirconium oxyfluoride 10.5; potassium chloride 54.5; mixed with 200 g of aluminum metal in the form of granules (while observing the ratio of halide salts to aluminum equal to 1: 1) and placed in a furnace in a crucible of siliconized graphite. The mixture is heated to a temperature of 850 ° C. Upon reaching the indicated temperature, vigorous stirring of the melt is carried out. Then, after exposure at the same temperature for 30 minutes, separate salts and liquid metal are poured into massive molds coated with boron nitride. The output of alloying elements in the ligature is presented in the table.
Пример 3. Берут 50 г солевой шихты, содержащей, мас.%: фторид скандия 7,2; фторид алюминия 5,0; фторид натрия 14,8; гидрофторид калия 3,0; оксифторид гафния 15,4; хлорид калия 54,6; смешивают с 50 г металлического алюминия в виде гранул (при этом соблюдается соотношение галогенидных солей к алюминию равным 1:1) и помещают в печь в тигле из силицированного графита. Смесь нагревают до температуры 800°С. С достижением указанной температуры проводят энергичное перемешивание расплава. Затем после выдержки при этой же температуре в течение 15 минут проводят разлив отдельно солей и жидкого металла в массивные изложницы, покрытые нитридом бора. Выход легирующих элементов в лигатуру представлен в таблице.Example 3. Take 50 g of a salt mixture containing, wt.%: Scandium fluoride 7.2; aluminum fluoride 5.0; sodium fluoride 14.8; potassium hydrofluoride 3.0; hafnium oxyfluoride 15.4; potassium chloride 54.6; mixed with 50 g of aluminum metal in the form of granules (while observing the ratio of halide salts to aluminum equal to 1: 1) and placed in a furnace in a crucible of siliconized graphite. The mixture is heated to a temperature of 800 ° C. Upon reaching the indicated temperature, vigorous stirring of the melt is carried out. Then, after exposure at the same temperature for 15 minutes, separate salts and liquid metal are poured into massive molds coated with boron nitride. The output of alloying elements in the ligature is presented in the table.
Пример 4. Берут 150 г солевой шихты, содержащей, мас.%: фторид скандия 5,0; фторид алюминия 6,0; фторид натрия 18,5; гидрофторид калия 2,0; оксифторид гафния 10,1; хлорид калия 58,4; смешивают со 150 г металлического алюминия в виде гранул (при этом соблюдается соотношение галогенидных солей к алюминию равным 1:1) и помещают в печь в тигле из силицированного графита. Смесь нагревают до температуры 850°С. С достижением указанной температуры проводят энергичное перемешивание расплава. Затем после выдержки при этой же температуре в течение 15 минут проводят разлив отдельно солей и жидкого металла в массивные изложницы, покрытые нитридом бора. Выход легирующих элементов в лигатуру представлен в таблице.Example 4. Take 150 g of salt mixture containing, wt.%: Scandium fluoride 5.0; aluminum fluoride 6.0; sodium fluoride 18.5; potassium hydrofluoride 2.0; hafnium oxyfluoride 10.1; potassium chloride 58.4; mixed with 150 g of aluminum metal in the form of granules (while observing the ratio of halide salts to aluminum equal to 1: 1) and placed in a furnace in a crucible of siliconized graphite. The mixture is heated to a temperature of 850 ° C. Upon reaching the indicated temperature, vigorous stirring of the melt is carried out. Then, after exposure at the same temperature for 15 minutes, separate salts and liquid metal are poured into massive molds coated with boron nitride. The output of alloying elements in the ligature is presented in the table.
Пример 5. Берут 100 г солевой шихты, содержащей, мас.%: оксид скандия 4,3; фторид алюминия 7,0; фторид натрия 15,9; гидрофторид калия 1,0; оксифторид гафния 8,0; хлорид калия 63,9; смешивают с 80 г металлического алюминия в виде гранул (при этом соблюдается соотношение галогенидных солей к алюминию равным 1:0,8) и помещают в печь в тигле из силицированного графита. Смесь нагревают до температуры 900°С. С достижением указанной температуры проводят энергичное перемешивание расплава. Затем после выдержки при этой же температуре в течение 30 минут проводят разлив отдельно солей и жидкого металла в массивные изложницы, покрытые нитридом бора. Выход легирующих элементов в лигатуру представлен в таблице.Example 5. Take 100 g of salt mixture containing, wt.%: Scandium oxide 4.3; aluminum fluoride 7.0; sodium fluoride 15.9; potassium hydrofluoride 1.0; hafnium oxyfluoride 8.0; potassium chloride 63.9; mixed with 80 g of aluminum metal in the form of granules (in this case, the ratio of halide salts to aluminum is 1: 0.8) and placed in a furnace in a crucible of siliconized graphite. The mixture is heated to a temperature of 900 ° C. Upon reaching the indicated temperature, vigorous stirring of the melt is carried out. Then, after holding at the same temperature for 30 minutes, separate salts and liquid metal are poured into massive molds coated with boron nitride. The output of alloying elements in the ligature is presented in the table.
Пример 6. Берут 100 г солевой шихты, содержащей, мас.%: оксид скандия 4,3; фторид алюминия 7,0; фторид натрия 15,2; гидрофторид калия 1,0; оксифторид циркония и гафния 19,2(Zr2OF6/Hf2OF6 8,0; Zr2OF6 7,2); хлорид калия - 57,3; смешивают с 80 г металлического алюминия в виде гранул (при этом соблюдается соотношение галогенидных солей к алюминию равным 1:0,8) и помещают в печь в тигле из силицированного графита. Смесь нагревают до температуры 850°С и помещают в печь в тигле из силицированного графита. С достижением указанной температуры проводят энергичное перемешивание расплава. Затем после выдержки при этой же температуре в течение 15 минут проводят разлив отдельно солей и жидкого металла в массивные изложницы, покрытые нитридом бора. Выход легирующих элементов в лигатуру представлен в таблице.Example 6. Take 100 g of salt mixture containing, wt.%: Scandium oxide 4.3; aluminum fluoride 7.0; sodium fluoride 15.2; potassium hydrofluoride 1.0; zirconium and hafnium oxyfluoride 19.2 (Zr 2 OF 6 / Hf 2 OF 6 8.0; Zr 2 OF 6 7.2); potassium chloride - 57.3; mixed with 80 g of aluminum metal in the form of granules (in this case, the ratio of halide salts to aluminum is 1: 0.8) and placed in a furnace in a crucible of siliconized graphite. The mixture is heated to a temperature of 850 ° C and placed in a furnace in a crucible of siliconized graphite. Upon reaching the indicated temperature, vigorous stirring of the melt is carried out. Then, after exposure at the same temperature for 15 minutes, separate salts and liquid metal are poured into massive molds coated with boron nitride. The output of alloying elements in the ligature is presented in the table.
Таким образом, технический эффект предлагаемого решения - осуществление процесса высокотемпературной обменной реакции солей редких металлов с алюминием в отсутствии магния при более низкой температуре, обеспечение нужных соотношений компонентов в лигатуре путем регулирования исходными концентрациями оксифторидов редких элементов, при этом достигается высокий прямой выход редких металлов из соли в сплав. Способ позволяет улучшить модифицирующее совместное действие легирующих компонентов, упростить технологию и сократить оборот солей.Thus, the technical effect of the proposed solution is the implementation of the high-temperature exchange reaction of rare metal salts with aluminum in the absence of magnesium at a lower temperature, ensuring the necessary ratios of the components in the ligature by adjusting the initial concentrations of rare elements oxyfluorides, while achieving a high direct yield of rare metals from the salt into the alloy. The method allows to improve the modifying joint action of the alloying components, simplify the technology and reduce the turnover of salts.
Claims (2)
при этом соотношение компонентов исходной шихты к металлическому алюминию равно 1:0,8-1,1. 2. The mixture to obtain aluminoscandium-containing ligatures, characterized in that it contains metallic aluminum and the original mixture in the following ratio of components in the original mixture, wt.%:
the ratio of the components of the initial charge to metal aluminum is 1: 0.8-1.1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009103475/02A RU2421537C2 (en) | 2009-02-02 | 2009-02-02 | Procedure for production of alumo-scandium containing additional alloy and charge for production of alumo-scandium containing additional alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009103475/02A RU2421537C2 (en) | 2009-02-02 | 2009-02-02 | Procedure for production of alumo-scandium containing additional alloy and charge for production of alumo-scandium containing additional alloy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009103475A RU2009103475A (en) | 2010-08-10 |
| RU2421537C2 true RU2421537C2 (en) | 2011-06-20 |
Family
ID=42698689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009103475/02A RU2421537C2 (en) | 2009-02-02 | 2009-02-02 | Procedure for production of alumo-scandium containing additional alloy and charge for production of alumo-scandium containing additional alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2421537C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2497971C1 (en) * | 2012-05-18 | 2013-11-10 | Закрытое акционерное общество "Военно-промышленная инвестиционная группа "ВИЛС" | MODIFYING ALLOYING BAR Al-Sc-Zr |
| RU2507291C1 (en) * | 2013-02-11 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Method for obtaining aluminium-scandium alloy combination |
| RU2654222C1 (en) * | 2017-07-18 | 2018-05-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Method for obtaining aluminium-erbium ligature |
| US10988830B2 (en) | 2018-01-16 | 2021-04-27 | Scandium International Mining Corporation | Scandium master alloy production |
| US11384412B2 (en) | 2018-01-16 | 2022-07-12 | Scandium International Mining Corporation | Direct scandium alloying |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115896551B (en) * | 2022-11-17 | 2024-02-20 | 山东省科学院新材料研究所 | Aluminum scandium zirconium intermediate alloy and preparation method thereof |
-
2009
- 2009-02-02 RU RU2009103475/02A patent/RU2421537C2/en active IP Right Revival
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2497971C1 (en) * | 2012-05-18 | 2013-11-10 | Закрытое акционерное общество "Военно-промышленная инвестиционная группа "ВИЛС" | MODIFYING ALLOYING BAR Al-Sc-Zr |
| RU2507291C1 (en) * | 2013-02-11 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Method for obtaining aluminium-scandium alloy combination |
| RU2654222C1 (en) * | 2017-07-18 | 2018-05-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Method for obtaining aluminium-erbium ligature |
| US10988830B2 (en) | 2018-01-16 | 2021-04-27 | Scandium International Mining Corporation | Scandium master alloy production |
| US11384412B2 (en) | 2018-01-16 | 2022-07-12 | Scandium International Mining Corporation | Direct scandium alloying |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009103475A (en) | 2010-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2421537C2 (en) | Procedure for production of alumo-scandium containing additional alloy and charge for production of alumo-scandium containing additional alloy | |
| JP5405115B2 (en) | Method for producing grain refined mother alloy | |
| US20180202024A1 (en) | Method for producing titanium or titanium aluminum alloys through two-stage aluminothermic reduction and obtaining titanium-free cryolite as byproducts | |
| US10988830B2 (en) | Scandium master alloy production | |
| KR100760581B1 (en) | Molten salts for the refining of mg alloys | |
| JP2014517770A (en) | Metal alloy refinement method | |
| CS199282B2 (en) | Method for removal of alkaline metals and alkaline earth metals,especially sodium and calcium contained in light alloys based on aluminium | |
| US6395224B1 (en) | Magnesium alloy and method of producing the same | |
| EP1134299B1 (en) | Master alloy for modification and grain refining of hypoeutectic and eutectic Al-Si foundry alloys | |
| CN114214534A (en) | Modified aluminum alloy and preparation method thereof | |
| EP2705171B1 (en) | Method for the refining and structure modification of al-mg-si alloys | |
| Lee et al. | Effects of processing parameters on aluminide morphology in aluminium grain refining master alloys | |
| RU2587700C1 (en) | Method of producing aluminium-scandium-yttrium ligature | |
| RU2542191C1 (en) | Method of alloys manufacturing for aluminium alloys production | |
| RU2525967C2 (en) | Modification of cast alloys | |
| US20100166595A1 (en) | Phosphor-bronze alloy as raw materials for semi solid metal casting | |
| US2013926A (en) | Modification of aluminum, aluminum alloys, and alloys containing aluminum | |
| Skachkov et al. | Application of alkaline metal fluorides for doping of aluminum | |
| US2604394A (en) | Magnesium base alloys | |
| Shlyaptseva et al. | Prospects of using titanium dioxide as a component of modifying composition for aluminum casting alloys | |
| JP2624302B2 (en) | Mg-Sr alloy for A1-Si casting alloy modification | |
| SU1774964A3 (en) | Method of obtaining alloying element for modifying aluminium alloys | |
| RU2788136C1 (en) | Method for obtaining aluminum-scandium-hafnium ligature | |
| RU2743945C1 (en) | Method for modifying aluminum-silicon alloys | |
| RU2791654C1 (en) | Flux for refining primary aluminum |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130203 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150410 |