RU2623966C2 - Modification method of aluminium-silicon alloys - Google Patents

Modification method of aluminium-silicon alloys Download PDF

Info

Publication number
RU2623966C2
RU2623966C2 RU2015155170A RU2015155170A RU2623966C2 RU 2623966 C2 RU2623966 C2 RU 2623966C2 RU 2015155170 A RU2015155170 A RU 2015155170A RU 2015155170 A RU2015155170 A RU 2015155170A RU 2623966 C2 RU2623966 C2 RU 2623966C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
melt
flux
aluminium
containing material
titanium
Prior art date
Application number
RU2015155170A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015155170A (en
Inventor
Борис Леонидович Бобрышев
Виктор Сергеевич Моисеев
Александр Павлович Ряховский
Игорь Алексеевич Петров
Анастасия Дмитриевна Шляпцева
Сергей Анатольевич Валиахметов
Марина Юрьевна Андреева
Денис Владимирович Попков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "АВАНГАРД-ЛИТ"
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 Общество с ограниченной ответственностью "АВАНГАРД-ЛИТ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "АВАНГАРД-ЛИТ"
Priority to RU2015155170A priority Critical patent/RU2623966C2/en
Publication of RU2015155170A publication Critical patent/RU2015155170A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2623966C2 publication Critical patent/RU2623966C2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/06Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/02Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent

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)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: method comprises adding flux containing a carbonaceous material, a titanium-containing material and barium carbonatein to the melt. The flux contains a titanium-containing material in the form of a potassium fluorotitanate salt. On the surface of an aluminium-silicon melt at a temperature of 760-770°C an amount of 2-3% of the melting weight, a flux is poured in a uniform layer, held for 2-3 minutes, and then kneaded into the melt to a depth of 10-20 centimeters with the formation of friable slag on the surface.
EFFECT: increasing the mechanical properties of aluminium-silicon alloys by simultaneous grinding of grains αof solid solution and eutectic during crystallization of the alloy and preserves the duration of the modifying effect.
2 tbl

Description

Изобретение относится к литейному производству, а именно к модифицированию алюминиево-кремниевых сплавов доэвтектического и эвтектического составов и может быть использовано в технологии приготовления алюминиево-кремниевых сплавов для получения фасонных отливок.The invention relates to foundry, namely, to the modification of aluminum-silicon alloys of pre-eutectic and eutectic compositions and can be used in the technology of preparation of aluminum-silicon alloys to obtain shaped castings.

Наиболее близким по химическому составу (технической сущности) является состав для модифицирования и рафинирования железоуглеродистых и цветных сплавов, который включает материал, содержащий карбонаты кальция, бария и стронция, при этом он содержит компоненты в следующем соотношении, масс. %: СаО - 16,0-40,0, ВаО - 10,0-24,0, SrO - 2,5-11,5, CO2 - 18,0-30,0, SiO2-2,0-15,0. Дополнительно в состав можно вводить углеродсодержащий материал или металлический алюминий в количестве 2-35 мас. %, или титансодержащий материал в количестве 0,01-35 мас. %, или редкоземельные металлы в количестве 2-49,5 мас. % (см. напр. Патент РФ №2502808, МПК С22С 1/06, С21С 7/00, С21С 1/00, опубл. 27.12.2013 г.).The closest chemical composition (technical essence) is the composition for modifying and refining iron-carbon and non-ferrous alloys, which includes a material containing calcium, barium and strontium carbonates, while it contains components in the following ratio, mass. %: CaO - 16.0-40.0, BaO - 10.0-24.0, SrO - 2.5-11.5, CO 2 - 18.0-30.0, SiO 2 -2.0- 15.0. Additionally, a carbon-containing material or metallic aluminum in an amount of 2-35 wt. %, or titanium-containing material in an amount of 0.01-35 wt. %, or rare earth metals in an amount of 2-49.5 wt. % (see, for example, RF Patent No. 2502808, IPC С22С 1/06, С21С 7/00, С21С 1/00, published on December 27, 2013).

Так как данный состав разработан для обработки железоуглеродистых сплавов, то его основным недостатком при обработке алюминиево-кремниевых сплавов является низкая модифицирующая и рафинирующая способность. Он обладает низким модифицирующим воздействием на зерна α-твердого раствора. Поэтому алюминиево-кремниевые сплавы, обработанные данным составом, обладают низкими механическими свойствами, особенно пластичностью.Since this composition is designed for processing iron-carbon alloys, its main drawback in the processing of aluminum-silicon alloys is its low modifying and refining ability. It has a low modifying effect on grains of α-solid solution. Therefore, aluminum-silicon alloys treated with this composition have low mechanical properties, especially ductility.

В основу изобретения поставлена задача разработки флюса для модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов, чтобы обеспечить повышение механических свойств алюминиево-кремниевых сплавов путем одновременного измельчения зерен α-твердого раствора и эвтектики в процессе кристаллизации сплава и сохранения длительности модифицирующего эффекта.The basis of the invention is the task of developing a flux for the modification of aluminum-silicon alloys, in order to increase the mechanical properties of aluminum-silicon alloys by simultaneously grinding the grains of the α-solid solution and eutectic during the crystallization of the alloy and maintaining the duration of the modifying effect.

Поставленная задача решается тем, что в флюсе для модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов, содержащем углеродсодержащий материал, титансодержащий материал и карбонат бария, флюс содержит титансодержащий материал в виде соли фтортитаната калия и карбонат бария в следующих масс. % соотношениях компонентов:The problem is solved in that in the flux for the modification of aluminum-silicon alloys containing carbon-containing material, titanium-containing material and barium carbonate, the flux contains titanium-containing material in the form of a salt of potassium fluorotitanate and barium carbonate in the following masses. % component ratios:

50-57% K2TiF6;50-57% K 2 TiF 6 ;

27-35% BaCO3.27-35% BaCO 3 .

Поскольку флюс содержит титансодержащий материал в виде соли фтортитаната калия и карбонат бария в следующих масс. % соотношениях компонентов:Since the flux contains a titanium-containing material in the form of a salt of potassium fluorotitanate and barium carbonate in the following masses. % component ratios:

50-57% K2TiF6;50-57% K 2 TiF 6 ;

27-35% BaCO3,27-35% BaCO 3 ,

обеспечивается повышение механических свойств алюминиево-кремниевых сплавов путем одновременного измельчения зерен α-твердого раствора и эвтектики в процессе кристаллизации сплава и сохранения длительности модифицирующего эффекта.the mechanical properties of aluminum-silicon alloys are enhanced by simultaneously grinding the grains of the α-solid solution and eutectic during the crystallization of the alloy and preserving the duration of the modifying effect.

Флюс для модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов получают следующим образом.The flux for the modification of aluminum-silicon alloys is obtained as follows.

В муфельной печи марки СНОЛ в шамотно-графитовом тигле по стандартной технологии готовили алюминиево-кремниевый сплав АК12 (в соответствии с ГОСТ 1583-93 сплав содержит 11,3% Si; 0,3% Fe; Al - остальное; механические свойства сплава АК12 должны быть равны, не менее: временное сопротивление разрыву, σв - 147 МПа, относительное удлинение, δ - 4%). При температуре 760-770°C в расплав вводится флюс в количестве 2-3% от веса плавки. Флюс насыпается равномерным слоем на поверхность расплава. Он выдерживается в течение 2-3 минут и затем замешивается в расплав на глубину 10-20 см в течение 4-5 минут до образования на поверхности расплава рассыпчатого шлака. После этого образовавшийся шлак удаляется с поверхности расплава. Сплав выдерживается еще в течение 8-10 минут, его температура при этом доводится до температуры заливки, равной 710-730°C. С поверхности расплава снимается образовавшийся шлак и производится заливка стандартных образцов для механических испытаний литьем в землю.In a SNOL brand muffle furnace in a chamotte-graphite crucible, AK12 aluminum-silicon alloy was prepared according to standard technology (in accordance with GOST 1583-93, the alloy contains 11.3% Si; 0.3% Fe; Al - the rest; the mechanical properties of AK12 alloy should be equal, not less than: temporary tensile strength, σв - 147 MPa, elongation, δ - 4%). At a temperature of 760-770 ° C, flux is introduced into the melt in an amount of 2-3% of the weight of the heat. The flux is poured evenly on the surface of the melt. It is aged for 2-3 minutes and then kneaded into the melt to a depth of 10-20 cm for 4-5 minutes until friable slag forms on the surface of the melt. After this, the resulting slag is removed from the surface of the melt. The alloy is aged for another 8-10 minutes, while its temperature is brought to a pouring temperature equal to 710-730 ° C. The formed slag is removed from the surface of the melt and standard samples are cast for mechanical tests by casting into the ground.

В таблицах 1 и 2 приведены сравнительные характеристики флюса известного из прототипа и предложенного флюса.In tables 1 and 2 shows the comparative characteristics of the flux known from the prototype and the proposed flux.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Разработан универсальный, экологичный комплексный флюс, позволяющий длительное время сохранять модифицирующую активность в жидких алюминиевых сплавах. В результате комплексной обработки расплава повышаются механические свойства алюминиевых сплавов и качество отливок.A universal, environmentally friendly complex flux has been developed that allows for a long time to maintain modifying activity in liquid aluminum alloys. As a result of complex melt processing, the mechanical properties of aluminum alloys and the quality of castings are improved.

Применение комплексного флюса при обработке силуминов в процессе плавки по сравнению со стандартным флюсом для силуминов позволяет:The use of complex flux in the processing of silumins during the smelting process compared to the standard flux for silumins allows you to:

1) повысить механические свойства силуминов (пластичность - на 90-100%, прочность - на 10-15%);1) to increase the mechanical properties of silumins (ductility - 90-100%, strength - 10-15%);

2) увеличить длительность эффекта модифицирования сплавов в процессе литья без дополнительной обработки расплава с 30-40 минут до 5 часов;2) increase the duration of the effect of alloy modification during casting without additional melt processing from 30-40 minutes to 5 hours;

3) снизить количество вредных выбросов в атмосферу.3) reduce the amount of harmful emissions into the atmosphere.

При применении стандартного флюса, содержащего в своем составе хлористые соли щелочных металлов, происходит их активное испарение в атмосферу при температурах плавки. Предлагаемый флюс не содержит в своем составе хлористые соли, что резко уменьшает количество вредных выбросов в атмосферу и повышает экологичность технологического процесса модифицирования силуминов.When using a standard flux containing alkali metal chloride salts, they actively evaporate into the atmosphere at smelting temperatures. The proposed flux does not contain chloride salts, which dramatically reduces the amount of harmful emissions into the atmosphere and increases the environmental friendliness of the process for modifying silumins.

Механизм комплексного воздействия на структуру сплава основан на одновременно протекающих реакциях разложения солей, входящих в состав флюса и взаимодействия продуктов распада с карбидообразующими веществами.The mechanism of a complex effect on the alloy structure is based on simultaneously occurring decomposition reactions of salts that are part of the flux and the interaction of decomposition products with carbide-forming substances.

Отличительной особенностью создаваемого продукта является его универсальность, экологичность, повышенный уровень свойств алюминиево-кремниевых сплавов, повышенная длительность действия эффекта модифицирования по сравнению с существующими стандартными, применяемыми в настоящее время в литейном производстве флюсами.A distinctive feature of the created product is its versatility, environmental friendliness, an increased level of properties of aluminum-silicon alloys, an increased duration of the effect of the modification in comparison with the existing standard fluxes currently used in foundry production.

Claims (1)

Способ модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов, включающий введение в расплав флюса, содержащего углеродсодержащий материал, титансодержащий материал и карбонат бария, отличающийся тем, что используют титансодержащий материал в виде соли фтортитаната калия, при этом на поверхность алюминиево-кремниевого расплава при температуре 760-770°С в количестве 2-3% от веса плавки равномерным слоем насыпают флюс, выдерживают 2-3 минуты, а затем замешивают в расплав на глубину 10-20 см с образованием на поверхности рассыпчатого шлака.A method for modifying aluminum-silicon alloys, including introducing a flux containing carbon-containing material, titanium-containing material and barium carbonate into the melt, characterized in that a titanium-containing material is used in the form of potassium fluorotitanate salt, while on the surface of the aluminum-silicon melt at a temperature of 760-770 ° C in an amount of 2-3% of the weight of the melt, a flux is poured with a uniform layer, kept for 2-3 minutes, and then kneaded into the melt to a depth of 10-20 cm with the formation of friable slag on the surface.
RU2015155170A 2015-12-23 2015-12-23 Modification method of aluminium-silicon alloys RU2623966C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015155170A RU2623966C2 (en) 2015-12-23 2015-12-23 Modification method of aluminium-silicon alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015155170A RU2623966C2 (en) 2015-12-23 2015-12-23 Modification method of aluminium-silicon alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015155170A RU2015155170A (en) 2017-06-27
RU2623966C2 true RU2623966C2 (en) 2017-06-29

Family

ID=59240382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015155170A RU2623966C2 (en) 2015-12-23 2015-12-23 Modification method of aluminium-silicon alloys

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2623966C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808313C1 (en) * 2023-07-05 2023-11-28 Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" Flux for modifying aluminum alloys

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2020663B1 (en) * 1968-10-14 1975-08-01 Sueddeutsche Kalkstickstoff
GB1559964A (en) * 1977-03-31 1980-01-30 Usinor Process for treating liquid steel intended in particular for manufacturing machine wire
SU910822A1 (en) * 1980-08-20 1982-03-07 Днепровский Ордена Ленина Алюминиевый Завод Им.С.М.Кирова Process for modifying aluminium-based high-silicon alloys
SU1044652A1 (en) * 1981-10-27 1983-09-30 Всесоюзный Проектно-Технологический Институт Литейного Производства Modifier for aluminium-silicon alloys
RU2502808C1 (en) * 2012-06-22 2013-12-27 Дмитрий Юрьевич Пимнев Modification and refining compound for iron-carbon and non-ferrous alloys (versions)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2020663B1 (en) * 1968-10-14 1975-08-01 Sueddeutsche Kalkstickstoff
GB1559964A (en) * 1977-03-31 1980-01-30 Usinor Process for treating liquid steel intended in particular for manufacturing machine wire
SU910822A1 (en) * 1980-08-20 1982-03-07 Днепровский Ордена Ленина Алюминиевый Завод Им.С.М.Кирова Process for modifying aluminium-based high-silicon alloys
SU1044652A1 (en) * 1981-10-27 1983-09-30 Всесоюзный Проектно-Технологический Институт Литейного Производства Modifier for aluminium-silicon alloys
RU2502808C1 (en) * 2012-06-22 2013-12-27 Дмитрий Юрьевич Пимнев Modification and refining compound for iron-carbon and non-ferrous alloys (versions)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808313C1 (en) * 2023-07-05 2023-11-28 Общество с ограниченной ответственностью "Институт легких материалов и технологий" Flux for modifying aluminum alloys

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015155170A (en) 2017-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102277782B1 (en) Casting powder, casting slag and method for casting steel
KR101402897B1 (en) Manufacturing method of alloys and alloys fabricated by the same
NO20161091A1 (en) Cast Iron Inoculant and Method for Production of Cast Iron Inoculant
KR101402896B1 (en) Aluminium alloy and manufacturing method thereof
RU2623966C2 (en) Modification method of aluminium-silicon alloys
RU2525967C2 (en) Modification of cast alloys
RU2623965C2 (en) METHOD OF MODIFYING MAGNESIUM ALLOYS OF THE Mg-Al-Zn-Mn SYSTEM
RU2563403C1 (en) Method of production of carbon-free foundry heat resisting nickel-based alloys
RU2581542C1 (en) High-strength antifriction iron
RU2743945C1 (en) Method for modifying aluminum-silicon alloys
RU2538850C2 (en) Modification method of aluminium and aluminium-silicone alloys (silumins) by carbon
RU2376101C1 (en) Complex exothermal mixture
RU2590772C1 (en) Method for production of aluminium cast iron
RU2568551C1 (en) Foundry alloy for titanium alloys
JP2009114532A (en) Manufacturing method of magnesium alloy material
RU2618040C2 (en) Protective gas mixture for treating of magnesium alloy
RU2562015C2 (en) Carbonate mix for refining of aluminium alloys with modification effects
RU2704153C1 (en) Modifying mixture
RU2241775C1 (en) Method for modification of magnesium-based alloys
RU2517083C1 (en) Complex exothermal mix
RU2396365C1 (en) Procedure for refining aluminium alloys
RU2567928C1 (en) Modifying mix for steel out-of-furnace processing
RU2610579C1 (en) Method for modification of magnesium alloys
RU2094515C1 (en) Method for production of silumines
RU2430177C1 (en) Method for obtaining cast aluminium-magnesium alloy

Legal Events

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

Effective date: 20181224