RU2477759C1 - Способ получения лигатуры алюминий-титан (варианты) - Google Patents
Способ получения лигатуры алюминий-титан (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2477759C1 RU2477759C1 RU2012110204/02A RU2012110204A RU2477759C1 RU 2477759 C1 RU2477759 C1 RU 2477759C1 RU 2012110204/02 A RU2012110204/02 A RU 2012110204/02A RU 2012110204 A RU2012110204 A RU 2012110204A RU 2477759 C1 RU2477759 C1 RU 2477759C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- chloride
- sodium
- fluoride
- potassium chloride
- Prior art date
Links
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
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
-
- 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
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
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для получения сплавов на основе алюминия. Для получения лигатуры алюминий-титан осуществляют алюмотермическое восстановление титана из его соединений в среде расплавленных галогенидов металлов. Титан восстанавливают из его фторида или оксида, а также из фтортитаната или оксифтортитаната щелочного или щелочноземельного металла в присутствии хлорида калия, фторида натрия и фторида алюминия, вводимых в расплав или образовавшихся в процессе алюмотермии. Температура процесса составляет 850-1150°С. Восстановление осуществляют под слоем хлоридного покровного флюса, содержащего хлориды калия и натрия при следующем соотношении компонентов в смеси, мас.%: хлорид калия 42-45, хлорид натрия - остальное. Расплав выдерживают в течение 15-30 минут и разливают в слитки. Изобретение позволяет получать слитки лигатуры с однородной структурой с интерметаллидами до 15-30 мкм, снизить безвозвратные потери титана до 7-9%, улучшить экологические характеристики процесса. Получаемые с использованием заявленной лигатуры алюминиевые сплавы характеризуются высоким качеством при снижении количества лигатуры. 3 н. и 9 з.п. ф-лы., 17 пр., 5 табл.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано, в частности, для получения лигатур для производства сплавов на основе алюминия.
Модифицирующие и одновременно легирующие элементы в алюминиевые сплавы, как правило, вводят в виде лигатур - промежуточных сплавов алюминия с упомянутыми элементами. Лигатуры должны хорошо растворяться в жидком алюминии, иметь однородный химический состав и достаточно дисперсные включения первичных интерметаллидов.
Для получения алюминиевых сплавов, в частности АМг6, Д16, АДО, используют лигатуру алюминий-титан.
Известен способ получения лигатуры алюминий-титан путем введения титана в алюминиево-титановый расплав с исходной концентрацией титана 4-5 мас.% при температуре расплава на 150-350°C ниже температуры ликвидуса с доведением его концентрации в расплаве до 7,2-13,7 мас.%, после чего расплав разбавляют алюминием до исходной концентрации титана, а при разливке лигатуры оставляют часть расплава, равную 0,33-0,54 общего его объема, которую используют в качестве алюминиево-титанового расплава для введения титана (авторское свидетельство СССР №1836471, C22C 1/03, 23.08.1993). Получаемая лигатура имеет концентрацию титана 4-5 мас.%. Недостатком известного способа является высокая себестоимость лигатуры вследствие использования дорогих чистых компонентов, а также его многостадийность.
Известен способ получения лигатуры алюминий - титан алюмотермическим восстановлением оксида титана в присутствии бифторида щелочного металла (натрия или калия) и хлорида щелочного металла, в частности хлорида калия в качестве флюса при соотношении бифторида щелочного металла к оксиду титана от 4:1 до 2:1 (патент США №2955935, C22C 21/00, 11.10.1960). Известен также способ получения лигатуры алюминий-титан алюмотермическим восстановлением фтортитаната калия при температуре 750-770°C с получением сфероидальных интерметаллидов. К недостаткам описанных способов можно отнести получение лигатуры с крупными до 300 мкм интерметаллидами, а также высокий процент безвозвратных потерь титана.
Задачей изобретения является получение однородных слитков лигатуры с размерами интерметаллидов до 15-30 мкм, снижение безвозвратных потерь титана до 7-9%, улучшение экологических характеристик процесса.
Техническим результатом изобретения является повышение качества получаемых сплавов на основе алюминия при снижении количества лигатуры.
Технический результат для первого варианта осуществления изобретения достигается тем, что в способе получения лигатуры алюминий-титан, включающем алюмотермическое восстановление титана из его соединений в среде расплавленных галогенидов металлов и разливку в слитки, в расплав алюминия вводят смесь, содержащую фторид титана, хлорид калия и фторид натрия, восстановление осуществляют при температуре 850-1150°C при следующем соотношение компонентов в смеси, мас.%:
Фторид титана | 16-29 |
Хлорид калия | 51-75 |
Фторид натрия | 9-21 |
Технический результат для второго варианта осуществления изобретения достигается тем, что в способе получения лигатуры алюминий-титан, включающий алюмотермическое восстановление титана из его соединений в среде расплавленных галогенидов металлов и разливку в слитки, в расплав алюминия вводят смесь, содержащую оксид титана, фторид алюминия, фторид натрия и хлорид калия, восстановление осуществляют при температуре 850-1150°C при следующем соотношение компонентов в смеси, мас.%:
Оксид титана | 7-15 |
Фторид алюминия | 7-15 |
Фторид натрия | 10-20 |
Хлорид калия | 51-75 |
Технический результат для третьего варианта осуществления изобретения достигается тем, что в способе получения лигатуры алюминий-титан, включающем алюмотермическое восстановление титана из его соединений в среде расплавленных галогенидов металлов и разливку в слитки, в расплав алюминия вводят смесь, содержащую фтортитанат или оксифтортитанат щелочного или щелочноземельного металла и хлорид натрия или калия, восстановление осуществляют при температуре 800-1050°C при следующем соотношение компонентов в смеси, мас.%:
Фтортитанат или оксифтортитанат | |
щелочного или щелочно-земельного | |
металла | 25-49 |
Хлорид калия или натрия | остальное |
Для предохранения от окисления и насыщения водородом, а также для интенсификации процесса, в каждом из вариантов предусмотрено осуществление восстановления под слоем хлоридного покровного флюса, проведение выдержки в течение 15-30 минут, а в качестве покровного хлоридного флюса использование флюса, содержащего хлориды калия и натрия при следующем соотношении компонентов в смеси, мас.%:
Хлорид калия | 42-45 |
Хлорид натрия | остальное |
Введение в расплавленный алюминий галогенидов щелочных металлов (фторида натрия и хлорида калия), а также введение или образование в процессе восстановления фтортитаната щелочного или щелочноземельного металла, фторида алюминия обеспечивает ускорение растворения образовавшегося титана в алюминии, упрощение технологии.
Заявленные соотношения компонентов смеси, вводимых в расплав алюминия для восстановления, обеспечивают получение богатой по титану лигатуры. Содержание титана в лигатуре составляет 10 мас.%.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
В миксере на 1 т расплавленного алюминия при 870°C наплавляют 0,02 т покровного флюса, состоящего из 43 мас.% хлорида калия и 57 мас.% хлорида натрия, после расплавления покровного флюса в расплав загружают 580 кг смеси, содержащей, мас.%:
Хлорид калия | 60 |
Фторид натрия | 15 |
Фторид титана | 25 |
После расплавления смеси температура снижается до 820°C. Расплав выдерживают в течение 20 минут при указанной температуре, после чего разогревают до начальной температуры и разливают в слитки. Получают 10-% лигатуру Al-Ti с извлечением последнего 93%.
Примеры 2-6 проводились аналогично примеру 1. Данные в таблице 1.
Пример 7
В миксере на 1 т расплавленного алюминия при 880°C наплавляют 0,02 т покровного флюса, состоящего из 44 мас.% хлорида калия и 56 мас.% хлорида натрия, после расплавления покровного флюса в расплав загружают 580 кг смеси, содержащей, мас.%:
Хлорид калия | 65 |
Фторид натрия | 10 |
Фторид алюминия | 15 |
Оксид титана | 10 |
После расплавления смеси температура снижается до 830°C. Расплав выдерживают в течение 20 минут при указанной температуре, после чего разогревают до начальной температуры и разливают в слитки. Получают 10-% лигатуру Al-Ti - с извлечением последнего 92%.
Примеры 8-12 проводились аналогично примеру 7. Данные в таблице 2.
Пример 13
В миксере на 1 т расплавленного алюминия при 850°C наплавляют 0,02 т покровного флюса, состоящего из 44 мас.% хлорида калия и 56 мас.% хлорида натрия, после расплавления покровного флюса в расплав загружают 580 кг смеси, содержащей, мас.%:
Фтортитанат калия | 40 |
Хлорид калия | 60 |
После расплавления смеси температура снижается до 800°C. Расплав выдерживают в течение 25 минут при указанной температуре, после чего разогревают до начальной температуры и разливают в слитки. Получают 10-% лигатуру Al-Ti - с извлечением последнего 91%.
Примеры 14-15 проводились аналогично примеру 13. Данные в таблице 3.
Примеры 16-17 проводились аналогично примеру 13. Данные в таблице 4.
Полученную лигатуру использовали для получения алюминиевого сплава. Количество лигатуры для получения соответствующего сплава представлено в таблице 4.
Таблица 5. | ||
Марка сплава | Содержание титана, % | Расход лигатуры на тонну сплава, кг/т |
АМг6 | 0,02-0,1 | 2-10 |
Д16 | 0,02-0,1 | 2-10 |
АД0 | 0,02-0,05 | 2-5 |
Claims (12)
1. Способ получения лигатуры алюминий-титан, включающий алюмотермическое восстановление титана из его соединений в среде расплавленных галогенидов металлов и разливку в слитки, отличающийся тем, что в расплав алюминия вводят смесь фторида титана, хлорида калия и фторида натрия, а восстановление смеси осуществляют при температуре 850-1150°С при следующем соотношении компонентов в смеси, мас.%:
Фторид титана 16-29
Хлорид калия 51-75
Фторид натрия 9-21
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что восстановление осуществляют под слоем хлоридного покровного флюса.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после восстановления проводят выдержку в течение 15-30 мин.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве хлоридного покровного флюса используют флюс, содержащий хлориды калия и натрия при следующем соотношении компонентов в смеси, мас.%:
Хлорид калия 42-45
Хлорид натрия Остальное
5. Способ получения лигатуры алюминий-титан, включающий алюмотермическое восстановление титана из его соединений в среде расплавленных галогенидов металлов и разливку в слитки, отличающийся тем, что в расплав алюминия вводят смесь, содержащую оксид титана, фторид алюминия, фторид натрия и хлорид калия, а восстановление осуществляют при температуре 850-1150°С при следующем соотношении компонентов в смеси, мас.%:
Оксид титана 7-15
Фторид алюминия 7-15
Фторид натрия 10-20
Хлорид калия 51-75
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что восстановление осуществляют под слоем хлоридного покровного флюса.
7. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что после восстановления проводят выдержку в течение 15-30 мин.
8. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве хлоридного покровного флюса используют флюс, содержащий хлориды калия и натрия при следующем соотношении компонентов в смеси, мас.%:
Хлорид калия 42-45
Хлорид натрия Остальное
9. Способ получения лигатуры алюминий-титан, включающий алюмотермическое восстановление титана из его соединений в среде расплавленных галогенидов металлов и разливку в слитки, отличающийся тем, что в расплав алюминия вводят смесь, содержащую фтортитанат или оксифтортитанат щелочного или щелочноземельного металла и хлорид натрия или калия, а восстановление осуществляют при температуре 800-1050°С, при следующем соотношении компонентов в смеси, мас.%:
Фтортитанат или оксифтортитанат
щелочного или щелочно-земельного металла 25-49
Хлорид калия или натрия 51-75
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что восстановление осуществляют под слоем хлоридного покровного флюса.
11. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что после восстановления проводят выдержку в течение 15-30 мин.
12. Способ по п.10, отличающийся тем, что в качестве хлоридного покровного флюса используют флюс, содержащий хлориды калия и натрия при следующем соотношении компонентов в смеси, мас.%:
Хлорид калия 42-45
Хлорид натрия Остальное
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012110204/02A RU2477759C1 (ru) | 2012-03-19 | 2012-03-19 | Способ получения лигатуры алюминий-титан (варианты) |
PCT/RU2012/000298 WO2013141744A1 (ru) | 2012-03-19 | 2012-04-18 | Способ получения лигатуры алюминий-титан (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012110204/02A RU2477759C1 (ru) | 2012-03-19 | 2012-03-19 | Способ получения лигатуры алюминий-титан (варианты) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2477759C1 true RU2477759C1 (ru) | 2013-03-20 |
Family
ID=49124403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012110204/02A RU2477759C1 (ru) | 2012-03-19 | 2012-03-19 | Способ получения лигатуры алюминий-титан (варианты) |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2477759C1 (ru) |
WO (1) | WO2013141744A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2599134C1 (ru) * | 2015-06-04 | 2016-10-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук (ИВМ СО РАН) | Способ получения лигатуры алюминий-титан |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2463365C2 (ru) * | 2010-09-27 | 2012-10-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛИТКА ПСЕВДО β-ТИТАНОВОГО СПЛАВА, СОДЕРЖАЩЕГО (4,0-6,0)% Аl, (4,5-6,0)% Мo, (4,5-6,0)% V, (2,0-3,6)% Cr, (0,2-0,5)% Fe, (0,1-2,0)% Zr |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2955935A (en) * | 1956-11-21 | 1960-10-11 | Nat Lead Co | Manufacture of aluminum titanium alloys |
GB1413848A (en) * | 1972-05-17 | 1975-11-12 | Foseco Int | Grain refining compositions |
JPH08165529A (ja) * | 1994-12-12 | 1996-06-25 | Hitachi Metals Ltd | 気密性に優れたアルミニウム合金ダイカストの製造方法 |
RU2323990C1 (ru) * | 2006-09-14 | 2008-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Способ приготовления лигатуры алюминий - тугоплавкий металл для выплавки литейных алюминиевых сплавов |
RU2394927C2 (ru) * | 2008-05-12 | 2010-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО ТД "Байкальский алюминий") | Способ получения титансодержащего алюминиевого сплава |
-
2012
- 2012-03-19 RU RU2012110204/02A patent/RU2477759C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2012-04-18 WO PCT/RU2012/000298 patent/WO2013141744A1/ru active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2955935A (en) * | 1956-11-21 | 1960-10-11 | Nat Lead Co | Manufacture of aluminum titanium alloys |
GB1413848A (en) * | 1972-05-17 | 1975-11-12 | Foseco Int | Grain refining compositions |
JPH08165529A (ja) * | 1994-12-12 | 1996-06-25 | Hitachi Metals Ltd | 気密性に優れたアルミニウム合金ダイカストの製造方法 |
RU2323990C1 (ru) * | 2006-09-14 | 2008-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Способ приготовления лигатуры алюминий - тугоплавкий металл для выплавки литейных алюминиевых сплавов |
RU2394927C2 (ru) * | 2008-05-12 | 2010-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО ТД "Байкальский алюминий") | Способ получения титансодержащего алюминиевого сплава |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2599134C1 (ru) * | 2015-06-04 | 2016-10-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук (ИВМ СО РАН) | Способ получения лигатуры алюминий-титан |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2013141744A1 (ru) | 2013-09-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Liang et al. | Effect of cooling rate on grain refinement of cast aluminium alloys | |
CN103981386B (zh) | 亚共晶和共晶铝硅合金变质及细化的方法 | |
Zhan et al. | Analyzing the microstructural evolution and hardening response of an Al-Si-Mg casting alloy with Cr addition | |
CN108866404A (zh) | 一种大规格高强高韧7000系铝合金圆铸锭及其制备方法 | |
CN101660074A (zh) | 一种高强度铝合金用的变质剂及其使用方法 | |
RU2477759C1 (ru) | Способ получения лигатуры алюминий-титан (варианты) | |
Lu et al. | Optimizing the tensile properties of Al–11Si–0.3 Mg alloys: Role of Cu addition | |
RU2587700C1 (ru) | Способ получения лигатуры алюминий-скандий-иттрий | |
Liu et al. | The influence of carbon content on Al–Ti–C master alloy prepared by the self-propagating high-temperature synthesis in melt method and its refining effect on AZ31 alloy | |
CN106191488B (zh) | 一种可阳极氧化压铸铝合金的制备方法 | |
CN103627937A (zh) | 一种高锌镁合金铸锭的制备方法 | |
RU2482209C1 (ru) | Способ получения лигатуры алюминий-цирконий (варианты) | |
CN107338374A (zh) | Zr、Sr复合微合金化和Mn合金化的高强韧Al‑Si‑Cu系铸造铝合金及制备方法 | |
RU2542191C1 (ru) | Способ получения лигатур для производства алюминиевых сплавов | |
EP2783020A2 (en) | Grain refinement, aluminium foundry alloys | |
CN106282677B (zh) | 一种可阳极氧化压铸铝合金 | |
CN102418009A (zh) | 一种可消解高硬度化合物的铝合金及其熔炼方法 | |
RU2697127C1 (ru) | Способ получения лигатуры магний-неодим | |
CN104593653B (zh) | 高强度薄壁部件用镁合金及其制备方法 | |
CN105624480A (zh) | 一种铸造耐热铝合金及其制备工艺 | |
RU2537676C1 (ru) | Способ электрохимического получения алюминий-титановой лигатуры для коррозионностойких алюминиевых сплавов | |
Cai et al. | Effect of Na3AlF6 contents in refining flux on 3D characteristics of pore and mechanical properties of recycled Al-Mg-Si alloy | |
RU2675709C1 (ru) | Способ получения лигатуры магний-цинк-литий | |
RU2218436C1 (ru) | Способ получения алюминий-скандиевой лигатуры | |
RU2624272C2 (ru) | Способ изготовления модификатора для литейных алюминиевых сплавов в виде прутка с запрессованным рассыпчатым модификатором на основе наноуглерода |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140320 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150620 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190320 |