RU2533245C1 - Способ получения пвсевдолигатуры для алюминиевых сплавов - Google Patents
Способ получения пвсевдолигатуры для алюминиевых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2533245C1 RU2533245C1 RU2013129152/02A RU2013129152A RU2533245C1 RU 2533245 C1 RU2533245 C1 RU 2533245C1 RU 2013129152/02 A RU2013129152/02 A RU 2013129152/02A RU 2013129152 A RU2013129152 A RU 2013129152A RU 2533245 C1 RU2533245 C1 RU 2533245C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- aluminum
- base metal
- ultrafine
- modifying
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к литейному и металлургическому производству, в частности к получению псевдолигатуры для модифицирования алюминиевых сплавов. Способ включает смешивание в планетарной мельнице полученного по технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза ультрадисперсного порошка карбида титана, содержащего соли хлорида калия и натрия, с порошком основы, содержащим алюминий и медь, в соотношении 9:1, и прессование полученной композиции. В результате получают лигатуру, содержащую 8-12% ультрадисперсной модифицирующей композиции. Использование полученной псевдолигатуры при модифицировании алюминиевых сплавов позволяет измельчать дендриты α-Al в 2,6 раза. 1 ил., 1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к литейному и металлургическому производству, в частности к получению модификатора для алюминиевых сплавов.
Одной их современных ресурсо- и энергосберегающих литейных технологий является получение модификаторов в виде прессованных брикетов, так называемых псевдолигатур, которые широко используются для легирования и модифицирования литейных сплавов.
Применение компонентов в виде дисперсных систем обусловлено большой межфазной поверхностью контакта, сложным рельефом поверхности, а также наличием дефектов кристаллической решетки порошков, что оказывает положительное влияние на диффузионную подвижность компонентов. Применяемое давление прессования позволяет обеспечить наибольшую площадь контакта между порошками, сформировать прочную связь между материалом основы и тугоплавким компонентом. Процессы изготовления подобных лигатур могут существенно отличаться.
Наиболее простой способ приготовления модификатора алюминий-титан включает следующие этапы: смешивание мелкодисперсных порошков алюминия и титана, которые берут в соотношении, масс.%: порошок алюминия 70-90, порошок титана 10-30; прессование полученной смеси при давлении 100-350 кг/см2 [1].
Недостатками полученной лигатуры AlTi являются ограниченность использования возврата, а также формирование частиц алюминида титана в форме «иголок», что негативно сказывается на модифицирующем эффекте лигатуры, поскольку наиболее благоприятной является «блочная» форма модифицирующих частиц [2].
Также известен способ изготовления лигатур на основе алюминия, где поставленная задача решается за счет того, что при изготовлении лигатур с алюминиевой матрицей, содержащих 40-80% тугоплавких частиц, частицы помещают в форму для пропитки и заливают жидким алюминием. При этом частицы и алюминий нагревают до разных температур. Алюминий нагревают до температуры, превышающей температуру его плавления не больше чем на 5-10°C, а частицы нагревают до температуры, связанной определенным соотношением с удельной поверхностью частиц и поверхностным натяжением жидкого алюминия [3].
Основным недостатком данного технического решения является невозможность получения лигатур с расчетным содержанием тугоплавких частиц за счет окисления и всплытия в шлак части непропитанных частиц, а также использование дополнительного энергоемкого оборудования для нагрева тугоплавких частиц.
Интересен способ модифицирования литейных алюминиевых сплавов эвтектического типа, включающий рафинирование сплава АЛ2 гексахлорэтаном C2Cl6 с последующим модифицированием модификатором (45NaCl+40 NaF+15% Na3AlF6) и введение в него ультрадисперсного порошка карбида бора В4С количестве 0,05-0,08% от массы сплава в объеме прутка, отпрессованного из алюминиевых гранул, обсыпанных карбидом бора В4С [4].
Недостатками данного способа являются: высокая длительность процесса приготовления сплава в связи с необходимостью выполнения трех последовательных операций, необходимость расходования достаточно большого количества прутка, так как в его объеме содержится всего 1,5-2,7 мас.% ультрадисперсного порошка.
Наиболее близким по технической сущности является способ получения модификатора для доэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов, который включает получение модификатора в виде прутка путем смешивания порошка алюминия с размером частиц 0,5-0,7 мм и ультрадисперсного порошка нитрида титана TiN со средним размером частиц порядка 40 нм в планетарной мельнице в течение 5 минут при 400 об/мин и прессования полученной композиции в пруток [5].
Однако в данном способе авторы рекомендуют использовать полученный модификатор только для доэвтектических силуминов, чем существенно ограничивают область применения изобретения, кроме того, нитрид титана изготавливается методом плазмохимического синтеза, предусматривающего использование дорогостоящего оборудования.
Технический результат заключается в разработке способа получения псевдолигатуры с наименьшими затратами с высоким содержанием ультрадисперсного порошка и повышении модифицирующей способности и времени действия (живучести) модификатора.
Технический результат достигается за счет последовательного выполнения технологических операций: смешивание порошков носителя и ультрадисперсного модифицирующего порошка в планетарной мельнице и прессование полученной композиции, при этом в качестве ультрадисперсного модифицирующего порошка используется порошок карбида титана с солями (TiC+10% KCl+10% NaCl) в количестве 10 масс.%, полученный по технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза с размером частиц порядка 100 нм, а в качестве носителей ультрадисперсного порошка используется смесь порошков алюминия и меди, взятых в равных количествах, в соотношении (Al+Cu): ультрадисперсный порошок=9:1.
Карбид титана имеет кристаллическую решетку ГЦК, совпадающую с решеткой α-Al и отличающуюся от нее размером всего на 6,93% (TiC:а=4,3596 Å; Al:а=4,0413 Å). Вследствие этого соблюдается известный принцип структурного и размерного соответствия П.Д. Данкова, согласно которому при охлаждении расплава частицы TiC, обладающие наиболее высокой температурой плавления 3433 К, могут служить центрами кристаллизации (инокуляторами) для алюминиевых сплавов. Кроме того, частицы TiC могут формировать барьеры на пути растущих кристаллов алюминиевых сплавов, тормозя их рост в охлаждающемся расплаве. В результате действия обоих механизмов измельчения структурных составляющих сплавов частицы карбида титана обладают сильным модифицирующим действием, повышая прочностные и пластические свойства алюминиевых сплавов.
Пример выполнения способа
1. Приготовление композиции, включающей:
- порошок карбида титана, включающий 20% солей (10% KCl, 10% NaCl), полученный по технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза - 10%;
- порошок алюминия марки АКП с размером частиц 2-5 мм - 45%;
- порошок меди марки ПМС-К с размером частиц менее 180 мкм - 45%.
2. Смешивание композиции в планетарной мельнице в течение 2 мин при 1500 об/мин.
3. Прессование композиции в пруток диаметром 10 мм при усилии прессования 4,84 т (40 атм).
В результате были получены прутки, содержащие 8-12% ультрадисперсной модифицирующей композиции. Эффективность модификатора оценивали при модифицировании промышленного алюминиевого сплава АК6М2 по ГОСТ 1583-2003 (таблица 1).
На рисунке - Влияние модифицирования на микроструктуру сплава АК6М2: а, б - без модифицирования; в, г - модифицирование псевдолигатурой AlTiC10 (0,02%TiC).
Размеры фаз сплава АК6М2 | ||||
Вид обработки | Параметры α-Al | Параметры Siэ | ||
Средний размер, мкм | Количество шт./мм2 | Средний размер, мкм | Количество шт./мм2 | |
Без модифицирования | 54,1 | 367 | 13,6 | 1240 |
Модифицирование лигатурой АlТi5 (0,02%Ti) | 26,2 | 1341 | 4,3 | 10400 |
Модифицирование псевдолигатурой AlTiC10 (0,02%TiC) | 20,9 | 1845 | 4,7 | 12080 |
Источники информации
1. Патент РФ №2087574, приоритет от 20.10.1995 г. Способ приготовления алюминиево-титановой лигатуры для алюминиевых сплавов.
2. Патент №2138572, приоритет от 20,10.1997 г. Способ приготовления лигатуры алюминий-титан-бор.
3. Патент №2190682, приоритет от 17.05.2001 г. Способ изготовления лигатур на основе алюминия.
4. А.с. СССР 831840, приоритет от 17.10.1979 г. Способ модифицирования литейных алюминиевых сплавов эвтектического типа.
5. Патент №2475334, приоритет от 02.06.2011 г. Способ получения модификатора для доэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов.
Claims (1)
- Способ получения псевдолигатуры для модифицирования алюминиевых сплавов, включающий смешивание порошков носителя и ультрадисперсного модифицирующего порошка в планетарной мельнице и прессование полученной композиции, отличающийся тем, что при смешивании в качестве ультрадисперсного модифицирующего порошка используют порошок карбида титана, содержащий соли, состава TiC+10% KCl+10% NaCl в количестве 10 мас.% с размером частиц порядка 100 нм, полученный по технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, а в качестве порошка носителя - смесь порошков алюминия и меди, взятых в равных количествах, при соотношении носителя к ультрадисперсному порошку, равном 9:1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013129152/02A RU2533245C1 (ru) | 2013-06-25 | 2013-06-25 | Способ получения пвсевдолигатуры для алюминиевых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013129152/02A RU2533245C1 (ru) | 2013-06-25 | 2013-06-25 | Способ получения пвсевдолигатуры для алюминиевых сплавов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2533245C1 true RU2533245C1 (ru) | 2014-11-20 |
Family
ID=53382635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013129152/02A RU2533245C1 (ru) | 2013-06-25 | 2013-06-25 | Способ получения пвсевдолигатуры для алюминиевых сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2533245C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2695397C1 (ru) * | 2019-02-04 | 2019-07-23 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ получения брикетов титановых с флюсом |
CN110711862A (zh) * | 2019-11-04 | 2020-01-21 | 中南大学 | 一种6系铝合金的3d打印专用合金的制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2130682C1 (ru) * | 1998-02-13 | 1999-05-20 | Белашов Алексей Николаевич | Бесколлекторная универсальная электрическая машина белашова |
RU2138572C1 (ru) * | 1997-10-20 | 1999-09-27 | Самарский государственный технический университет | Способ приготовления лигатуры алюминий-титан-бор |
US6723184B2 (en) * | 2002-03-05 | 2004-04-20 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Aluminum alloy and slide bearing |
CN101538666A (zh) * | 2009-05-05 | 2009-09-23 | 中信戴卡轮毂制造股份有限公司 | 用于亚共晶铝硅合金的Al-Sb-Y-Mg变质剂及其制备工艺 |
RU2475334C2 (ru) * | 2011-06-02 | 2013-02-20 | Учреждение Российской академии наук Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук (ИВМ СО РАН) | Способ получения модификатора для доэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов |
-
2013
- 2013-06-25 RU RU2013129152/02A patent/RU2533245C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2138572C1 (ru) * | 1997-10-20 | 1999-09-27 | Самарский государственный технический университет | Способ приготовления лигатуры алюминий-титан-бор |
RU2130682C1 (ru) * | 1998-02-13 | 1999-05-20 | Белашов Алексей Николаевич | Бесколлекторная универсальная электрическая машина белашова |
US6723184B2 (en) * | 2002-03-05 | 2004-04-20 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Aluminum alloy and slide bearing |
CN101538666A (zh) * | 2009-05-05 | 2009-09-23 | 中信戴卡轮毂制造股份有限公司 | 用于亚共晶铝硅合金的Al-Sb-Y-Mg变质剂及其制备工艺 |
RU2475334C2 (ru) * | 2011-06-02 | 2013-02-20 | Учреждение Российской академии наук Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук (ИВМ СО РАН) | Способ получения модификатора для доэвтектических алюминиево-кремниевых сплавов |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2695397C1 (ru) * | 2019-02-04 | 2019-07-23 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ получения брикетов титановых с флюсом |
CN110711862A (zh) * | 2019-11-04 | 2020-01-21 | 中南大学 | 一种6系铝合金的3d打印专用合金的制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pramod et al. | Aluminum-based cast in situ composites: a review | |
Wang et al. | A novel fading-resistant Al–3Ti–3B grain refiner for Al–Si alloys | |
CN102628133B (zh) | 镁铝合金 | |
US8695684B2 (en) | Method for preparing aluminum—zirconium—titanium—carbon intermediate alloy | |
CN109182800B (zh) | 晶粒细化剂及其制备方法和应用 | |
Hou et al. | Effect of (Mn+ Cr) addition on the microstructure and thermal stability of spray-formed hypereutectic Al–Si alloys | |
US20220056557A1 (en) | Method for recovery of metal-containing material from a composite material | |
CN101514409A (zh) | 原位Mg2Si颗粒增强金属基复合材料的制备方法 | |
CN106756276A (zh) | 一种铸造铝合金用Al‑Ti‑B‑Y‑Ce细化剂及其制备方法和应用 | |
Savaş et al. | Production and wear properties of metal matrix composites reinforced with boride particles | |
Xiao et al. | Revealing modification mechanism of Mg2Si in Sb modified Mg2Si/AZ91 composites and its effect on mechanical properties | |
CN108707790A (zh) | 一种高强铸造铝合金 | |
Shin et al. | Microstructure refining of aluminum alloys using aluminothermic reaction with ZnO nanoparticles | |
Gong et al. | Tailoring microstructure and its effect on wear behavior of an Al–7Si alloy reinforced with in situ formed Al3Ti particulates | |
Dong et al. | Influence of Ti/C mass ratio on the microstructure of Al-Ti-C master alloy and refinement effect on pure aluminum | |
RU2533245C1 (ru) | Способ получения пвсевдолигатуры для алюминиевых сплавов | |
WO2014019400A1 (zh) | 一种细化过共晶铝硅合金中初晶硅的方法 | |
Tang et al. | Effect of various Er/Al-Ti-C ratios on microstructure and tensile properties of the As-cast Al-10Si-0.8 Fe alloy | |
CN103233138A (zh) | Mg-Al系镁合金用晶粒细化剂及其制备方法 | |
Chen et al. | In Situ TiB2 Reinforced Al-12Si Alloy Composites by Semisolid Processing | |
WO2003033750A1 (en) | Grain refining agent for cast aluminum products | |
Guo et al. | Achieving strength-ductility synergy in semi-solid squeeze cast 6TiB2/Al–17Si–4Cu composites by heat treatment | |
RU2528598C1 (ru) | Способ получения модификатора для алюминиевых сплавов | |
KR101529128B1 (ko) | 결정립 미세화제를 이용한 마그네슘 합금의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 마그네슘 합금 | |
Al-Helal | New approaches to casting hypereutectic Al-Si alloys to achieve simultaneous refinement of primary silicon and modification of eutectic silicon |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150626 |