RU2430807C2 - Способ получения слитков из алюминиевых сплавов полунепрерывным литьем - Google Patents
Способ получения слитков из алюминиевых сплавов полунепрерывным литьем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2430807C2 RU2430807C2 RU2009142650/02A RU2009142650A RU2430807C2 RU 2430807 C2 RU2430807 C2 RU 2430807C2 RU 2009142650/02 A RU2009142650/02 A RU 2009142650/02A RU 2009142650 A RU2009142650 A RU 2009142650A RU 2430807 C2 RU2430807 C2 RU 2430807C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- granules
- alloy
- melt
- particles
- aluminum
- Prior art date
Links
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии. Способ включает введение в расплав в кристаллизаторе частиц оксида алюминия в виде прутка. Пруток изготовляют путем помещения гранул из алюминиевого сплава в контейнер, его нагрева и прессования с дроблением оксидной пленки гранул на дисперсные частицы при формировании прутка в отверстии фильеры пресса. Обеспечивается дисперсное упрочнение алюминиевого сплава частицами оксида алюминия, повышение пластичности сплава и упрощение технологии изготовления гранул. 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству литых изделий из алюминиевых сплавов, а именно слитков, отливаемых полунепрерывным способом.
Известен способ упрочнения алюминиевых сплавов путем замешивания в расплав частиц оксида алюминия Аl2О3 в объеме флюсовой смеси, состоящей из хлористых солей калия и натрия [Карасева Т.А. Упрочнение литейных алюминиевых сплавов замешиванием частиц окислов в расплав // Литейное производство. - 1984, №5. - С.15-16].
Недостатки способа заключаются в необходимости выполнения целого ряда операций при приготовлении оксидно-флюсовой смеси: расплавления солей, замешивания в солевой расплав частиц оксида алюминия Аl2O3, размалывания затвердевшей композиции в бегунах, разделения полученного порошка на фракции, соответствующие определенным номерам сит.
Кроме того, солевые расплавы взаимодействуют с материалом плавильной емкости, приводя к ее разрушению и к попаданию продуктов этого взаимодействия в солевой расплав и, в конечном счете, в алюминиевый сплав, ухудшая его качество.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ изготовления алюминиевых сплавов с дисперсным упрочнением, включающий введение в расплавленный алюминиевый сплав быстро затвердевших гранул, отлитых из вспомогательного алюминиевого сплава и содержащих частицы оксида алюминия Аl2О3 [Способ изготовления алюминиевых сплавов с дисперсным упрочнением, Патент RU №2083321, МПК B22D 19/14; B22D 11/00; B22D 21/04; С22С 21/00. Опубл. 10.07.1997].
Недостатки способа заключаются, во-первых, в необходимости применения достаточно сложной технологии приготовления вспомогательного алюминиевого сплава, из которого получают гранулы и в который до литья вводят, по меньшей мере, один реагент, образующий с компонентом или компонентами расплава упрочняющие дисперсные частицы, и металл, являющийся основой упрочняемого сплава, при этом одновременно вводят вещества, препятствующие коагуляции этих частиц (хлораты или перхлораты щелочных металлов, их нитраты, графит, газообразный азот или сочетания этих веществ и др.). Второй недостаток, вытекающий из первого, заключается в возможности загрязнения сплава чужеродными компонентами, содержащимися в гранулах (указанные в первом замечании - хлораты или перхлораты щелочных металлов, их нитраты, графит, газообразный азот или сочетания этих веществ и др.), что ухудшает качество сплава.
Задачей изобретения является обеспечение дисперсионного упрочнения алюминиевых сплавов частицами оксида алюминия Аl2О3 при литье слитков полунепрерывным способом, упрощение технологии изготовления гранул и предотвращение загрязнения сплава чужеродными компонентами.
Поставленная задача достигается упрочнением алюминиевых сплавов, включающим введение в расплавленный сплав частиц оксида алюминия Аl2О3, для чего частицы оксида алюминия Аl2О3 при литье слитков полунепрерывным способом вводятся в расплав в кристаллизаторе в объеме прутка, отпрессованного из гранул из алюминиевых сплавов того же состава, причем поверхность гранул, состоящая из хрупкого оксида алюминия Аl2О3, подвергается дроблению на частицы при формировании прутка в отверстии фильеры пресса в процессе прессования контейнера, содержащего гранулы.
В обычных условиях алюминий, включая и гранулы из алюминиевых сплавов, покрыт тонкой окисной пленкой толщиной 10-5 мм, которая представляет собой наиболее устойчивую форму окиси алюминия - модификацию α-Аl2О3, температура плавления которой составляет 2050°С и которая обладает исключительно высокой твердостью - 30,2 ед. HRC или 1000 МПа по Бринеллю, твердость по Моосу - 9 единиц, что соответствует твердости вдавливания 2060 МПа. При прессовании контейнера с гранулами в фильере пресса возникают значительные усилия (по расчетам для фильеры ⌀9,5 мм - 300 МПа), что приводит к значительному раздроблению хрупкой окисной пленки α-Аl2О3 на дисперсные частицы, которые и обеспечивают упрочнение сплава по механизму дисперсионного упрочнения. Кроме того, они могут служить и дополнительными центрами кристаллизации. Равномерность распределения частиц по объему слитка обеспечивается турбулентностью расплава в лунке кристаллизатора.
Пример. Работа выполнена при литье полунепрерывным способом слитков ⌀120 мм из алюминиевого деформируемого сплава Д1 (по ГОСТ 47-84-97: 3,8-4,8% Сu; 0,4-0,8% Mg; 0,4-0,8% Mn; сумма примесей ≤0,1%; ост.- Аl). Сплав Д1 относится к системе Аl-Cu-Mg-Mn и является типичным представителем сплавов типа дуралюмин, широко применяющихся в производстве изделий авиационной и космической техники, а также в автомобилестроении, судостроении, строительстве и в других отраслях промышленности.
Прутки диаметром 9,5 мм изготовляли путем прессования тонкостенного цилиндрического контейнера (⌀165 мм, Н=235 мм, толщина стенки 2 мм), изготовленного из сплава Д1 и заполненного гранулами из сплава Д1. Предварительно контейнер нагревали до 673…693 К, помещали в контейнер гидравлического пресса и с усилием прессования 100…120 тс со скоростью 3,5 см/с производили прессование прутков.
Отпрессованные из гранул прутки ⌀9,5 мм вводили в расплав в кристаллизаторе при литье слитков ⌀120 мм из сплава Д1 полунепрерывным способом, согласуя расход прутка со скоростью литья слитка.
Равномерность распределения выделяющихся из плавящегося прутка дисперсных частиц оксида алюминия по объему слитка обеспечивается турбулентностью расплава в кристаллизаторе, что подтверждается структурой шлифа, выполненного на продольном сечении слитка, на котором выявляется четкая линия раздела, повторяющая контур лунки и отделяющая объем слитка, в который вводили пруток, и который характеризуется однородной мелкокристаллической структурой по всему сечению, от структуры металла до введения прутка, которая характеризуется обычным для слитков строением - прилегающая к стенке водоохлаждаемого кристаллизатора наружная зона слитка имеет мелкокристаллическую структуру, затем следует зона столбчатой структуры с направлением кристаллов к центру слитка, и в центре слитка располагается зона крупных равноосных кристаллов.
Отлитые слитки прессовали в прутки диаметром 16 мм на гидравлическом прессе по стандартной технологии. Испытания механических свойств этих прутков показали (Таблица 1), что в результате введения в расплав прутка, отпрессованного из гранул сплава Д1, прочностные свойства оказались выше, чем при введении в расплав гранул в неспрессованном состоянии, а также выше свойств прутков, отпрессованных из слитков из сплава Д1, в который не вводили ни гранулы, ни отпрессованные из гранул прутки. При этом также повышается и относительное удлинение, характеризующее пластичность сплава.
Таблица 1 | |||
Механические свойства прутков ⌀16 мм, отпрессованных из слитков ⌀120 мм, отлитых из сплава Д1 в зависимости от технологии литья слитков | |||
Технология литья слитков | Временное сопротивление σв | Предел текучести, σ0,2 | Относительное удлинение, δ |
величина (МПа)/прирост (%)* | величина (МПа)/прирост (%)* | величина (%)/прирост (%)* | |
Без введения гранул и прутков, отпрессованных из гранул | 420 | 280 | 12,4 |
Введение гранул из сплава Д1 в лунку кристаллизатора в неспрессованном состоянии | 430/2,38 | 304/8,57 | 13,0/4,76 |
Введение в лунку кристаллизатора прутка, отпрессованного из гранул сплава Д1 | 465/10,71 | 335/19,64 | 13,8/11,11 |
*прирост свойств относительно «безгранульной» технологии литья слитков |
Claims (1)
- Способ получения слитков из алюминиевых сплавов полунепрерывным литьем, включающий введение в расплав частиц оксида алюминия, отличающийся тем, что частицы оксида алюминия вводят в расплав в кристаллизаторе в виде прутка, изготовленного путем помещения гранул из алюминиевых сплавов того же состава в контейнер и прессования контейнера с гранулами с одновременным дроблением оксидной пленки гранул на дисперсные частицы при формировании прутка в отверстии фильеры пресса.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009142650/02A RU2430807C2 (ru) | 2009-11-18 | 2009-11-18 | Способ получения слитков из алюминиевых сплавов полунепрерывным литьем |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009142650/02A RU2430807C2 (ru) | 2009-11-18 | 2009-11-18 | Способ получения слитков из алюминиевых сплавов полунепрерывным литьем |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009142650A RU2009142650A (ru) | 2011-05-27 |
RU2430807C2 true RU2430807C2 (ru) | 2011-10-10 |
Family
ID=44734426
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009142650/02A RU2430807C2 (ru) | 2009-11-18 | 2009-11-18 | Способ получения слитков из алюминиевых сплавов полунепрерывным литьем |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2430807C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2671788C2 (ru) * | 2016-02-24 | 2018-11-06 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН) | Способ декорирования лунки при литье слитков из алюминия и алюминиевых деформируемых сплавов полунепрерывным способом |
RU2697144C1 (ru) * | 2018-10-17 | 2019-08-12 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Способ полунепрерывного литья слитков из алюминиевых сплавов |
-
2009
- 2009-11-18 RU RU2009142650/02A patent/RU2430807C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2671788C2 (ru) * | 2016-02-24 | 2018-11-06 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН) | Способ декорирования лунки при литье слитков из алюминия и алюминиевых деформируемых сплавов полунепрерывным способом |
RU2697144C1 (ru) * | 2018-10-17 | 2019-08-12 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Способ полунепрерывного литья слитков из алюминиевых сплавов |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009142650A (ru) | 2011-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108866404B (zh) | 一种大规格高强高韧7000系铝合金圆铸锭的制备方法 | |
US20200232069A1 (en) | Aluminum alloy and die casting method | |
EP2885437B1 (en) | Al-nb-b master alloy for grain refining | |
JP5980212B2 (ja) | (4.0〜6.0)%のAl−(4.5〜6.0)%のMo−(4.5〜6.0)%のV−(2.0〜3.6)%のCr−(0.2〜0.5)%のFe−(0.1〜2.0)%のZrからなる近β型チタン合金の溶解方法 | |
JP2006322032A (ja) | セミソリッド鋳造用アルミニウム合金、並びにアルミ合金鋳物とその製造方法 | |
WO2019226063A1 (ru) | Алюминиевый сплав для аддитивных технологий | |
JP7152977B2 (ja) | アルミニウム合金 | |
CN114231802A (zh) | 锻造铝合金轮毂用稀土铝合金棒材及其制备方法 | |
ES2535634T3 (es) | Afinador de granos cristalinos de aluminio-circonio-titanio-carbono para el magnesio y las aleaciones de magnesio y procedimiento de preparación del mismo | |
RU2430807C2 (ru) | Способ получения слитков из алюминиевых сплавов полунепрерывным литьем | |
JP2009035766A (ja) | 高疲労強度Al合金およびその製造方法 | |
HUT59182A (en) | Alloys of aluminium-litium, aluminium-magnesium and magnesium-litium with high resistancy | |
US4002502A (en) | Aluminum base alloys | |
KR102567776B1 (ko) | 상승된 온도에서 개선된 기계적 특성을 갖는 복합 재료 | |
US8016957B2 (en) | Magnesium grain-refining using titanium | |
EP0421549A1 (en) | Aluminium-strontium master alloy | |
JPS61259828A (ja) | 高強度アルミニウム合金押出材の製造法 | |
JPH06145865A (ja) | Ca系助剤を併用する初晶Siの微細化 | |
WO2003033750A1 (en) | Grain refining agent for cast aluminum products | |
JP4691735B2 (ja) | 鋳造用結晶粒微細化剤及びその製造方法 | |
JP3283550B2 (ja) | 初晶シリコンの最大結晶粒径が10μm以下の過共晶アルミニウム−シリコン系合金粉末の製造方法 | |
Szymanek et al. | The Production of Wrought AlSi30Cu1. 5Mg1. 2Ni1. 5Fe0. 8 Alloy with Ultrafine Structure | |
Szymanek et al. | Producing ultrafine grain structure in AZ91 magnesium alloy cast by rapid solidification | |
JPH06279904A (ja) | 鍛造用過共晶Al−Si系合金及び鍛造用素材の製造方法 | |
JP4544507B2 (ja) | Al−Si共晶合金、Al合金製鋳物、鋳造用Al合金およびそれらの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111119 |