RU2788888C1 - Способ получения магниевого сплава - Google Patents
Способ получения магниевого сплава Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788888C1 RU2788888C1 RU2022112363A RU2022112363A RU2788888C1 RU 2788888 C1 RU2788888 C1 RU 2788888C1 RU 2022112363 A RU2022112363 A RU 2022112363A RU 2022112363 A RU2022112363 A RU 2022112363A RU 2788888 C1 RU2788888 C1 RU 2788888C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- magnesium
- melt
- temperature
- minutes
- Prior art date
Links
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 26
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 7
- 229910018084 Al-Fe Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910018192 Al—Fe Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910018167 Al—Be Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium(0) Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L Magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 101700075443 invA3 Proteins 0.000 description 2
- 239000011776 magnesium carbonate Substances 0.000 description 2
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000946 Y alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- -1 magnesium-aluminum-zinc-manganese Chemical compound 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к металлургии, а именно к получению сплава на основе магния. Способ получения магниевого сплава включает нагревание магния до полного расплавления в инертной среде, введение рафинирующего флюса над поверхностью расплава, введение сплавообразующего компонента, содержащего алюминий и цинк, смешивание расплавленного сплавообразующего компонента и расплавленного магния, при этом сначала в расплав магния вводят лигатуру Аl-Ве при температуре 650-670°С с последующей выдержкой расплава в течение 3-4 минут, затем вводят цинк в количестве 1% от массы расплава и совместно алюминий и лигатуру Al-Fe в весовом отношении 1:0,75 с последующей выдержкой 8-10 минут при температуре 720-740°С. Способ позволяет снизить потери и достичь максимального усвоения бериллия при легировании магниевых сплавов. 2 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к металлургии, нефтегазовой технике, а именно к получению сплава на основе магния для получения заготовок.
Известен сплав на основе магния (RU 2215057 С2). Согласно данному изобретению, в ряде случаев при литье слитков и изготовлении отливок из предлагаемых сплавов было обнаружено, что измельченность зерна возрастает, т.е. эффект модифицирования усиливается в зависимости от соотношения содержания в сплаве малых добавок железа и кремния. В результате проведенных опытов было установлено, что для усиления эффекта модифицирования присутствующих в сплаве легирующих компонентов и стабилизации полученной в слитках и отливках мелкозернистой структуры отношение содержания железа к кремнию должно быть в пределах 2-6:1.
Анализ результатов исследования механических свойств большого числа полуфабрикатов, изготовленных из магниевых сплавов, в составе которых присутствует железо, показал, что наиболее высокие и стабильные значения пластичности и ударной вязкости материала, которые определяют повышенную энергопоглощающую способность материала, наблюдаются у сплавов с содержанием железа от 0,0001 до 0,01%.
Также известен способ модифицирования магниевого сплава системы магний-алюминий-цинк-марганец (RU 2617078 С1), содержащего примесь циркония, включающий введение железа в расплав сплава и модифицирование расплава магнезитом, отличающийся тем, что перед модифицированием при температуре 770-780°С в расплав вводят кальций и железо в количестве 0,05-0,15% и 0,005-0,015% соответственно от массы расплава с интервалом введения железа не менее 10 мин, после выдержки расплава в течение 10-20 мин при температуре 720-750°С осуществляют модифицирование магнезитом в количестве 0,3-0,4% от веса расплава, при этом железо вводят в состав железосодержащего сплава при соотношении железа к содержащейся в сплаве примеси циркония 0,25-2,5.
К недостаткам данного изобретения можно отнести наличие в составе сплава иттрия, серебра, по меньшей мере одного редкоземельного металла (РЗМ) ряда лантаноидов или их смеси, что сказывается на стоимости способа производства из данного сплава. Также к недостаткам можно отнести высокие температуры и длительное время выдержки, которые влияют на окисление магния и уменьшения его объемной доли в расплаве.
Наиболее близким по наличию сходных признаков к заявляемому способу является Способ получения магниевого сплава (RU 2103404 С1). Способ получения магниевого сплава включает в себя внесение в первый тигель магния, нагревание его выше 660°С до расплавления, перемешивание магниевого расплава до гомогенного состояния при помощи импеллерного перемешивателя, внесение во второй тигель сплавообразующего компонента, содержащего алюминий и марганец, его расплавление, введение расплавленного сплавообразующего компонента и смешивание расплавленного магния и расплавленного сплавообразующего компонента с быстрым образованием сплава.
Это решение выбрано в качестве прототипа.
К недостаткам прототипа можно отнести использование методики приготовления сплава в двух тиглях с последующим сливом полученных расплавов в один, а также достаточно высокие температуры (до 765°С), которые, в свою очередь, влияют на потери в процессе окисления при плавке, переливе сплавообразующих компонентов и перемешивании импеллерным перемешивателем. Высокие температуры также усложняют технологический процесс и увеличивает энергозатраты при приготовлении магниевого сплава.
Техническая задача изобретения заключается в разработке способа, позволяющего максимально возможно снизить потери и достичь максимального усвоения бериллия при легировании магниевых сплавов в составе которых присутствует алюминий, что, в свою очередь, позволить снизить затраты на производство заготовок из получаемого сплава.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе получения магниевого сплава, включающем нагревание магния до полного расплавления в инертной среде, введение рафинирующего флюса над поверхностью расплава, введение сплавообразующего компонента, содержащего алюминий, цинк и смешивание расплавленного сплавообразующего компонента и расплавленного магния, согласно изобретению, в расплав магния вводят лигатуру Аl-Ве при температуре 650-670°С с последующей выдержкой расплава в течение 3-4 минут, затем вводят цинк в количестве 1% от массы расплава и совместно алюминий и лигатуру Al-Fe в весовом отношении 1:0,75 с последующей выдержкой 8-10 минут при температуре 720-740°С
Пример 1
В тигель, разогретый в печи сопротивления, загружают навеску первичного магния массой 500 г. и плавят в инертной газовой среде аргона до полного расплавления. Затем, при температуре 650°С, вводят покровно-рафинирующий флюс «ВИ-3» (ВаСl2; CaF2; NaCl) на зеркало расплава. Далее доводят полученный расплав до температуры 670-680°С и вводят навеску лигатуры Аl-Ве в твердом состоянии с последующим перемешиванием керамической мешалкой и выдержкой расплава в течении 3 минут при температуре 670-680°С. Затем повышают температуру расплава до 720-740°С и далее вводят первичный алюминий совместно с твердой лигатурой Al-Fe в весовом отношении 1:0,75 с последующей выдержкой 10 минут. На последнем этапе производят перемешивание, снятие шлака и флюса с зеркала расплава и разливку расплава в формы.
Расчетное содержание используемых сплавообразующих компонентов и данные полученные в процессе исследования представлены в табл. 1.
Пример 2
В тигель, разогретый в печи сопротивления, загружают навеску первичного магния массой 500 г. и плавят в инертной газовой среде аргона до полного расплавления. Затем, при температуре 650-660°С, вводят покровно-рафинирующий флюс «ВИ-3» (ВаСl2; CaF2; NaCl) на зеркало расплава. Далее вводят навеску лигатуру Аl-Ве в твердом состоянии с последующим перемешиванием керамической мешалкой и выдержкой расплава в течении 4 минут при температуре 650-670°С. Затем повышают температуру расплава до 720-740°С и далее вводят первичный алюминий совместно с твердым цинком и с твердой лигатурой Al-Fe в весовом отношении алюминия к лигатуре Al-Fe как 1:0,75 с последующей выдержкой 8 минут. Далее вводят остальные сплавообразующие компоненты такие, как цинк в количестве 1% от массы расплава в твердом состоянии, предварительно просушенные при температуре 100°С, затем выдерживают полученный расплав 3-5 минут. На последнем этапе производят перемешивание, снятие шлака и флюса с зеркала расплава и разливку расплава в формы.
Анализ, приведенных в табл.2 данных, показал, что эффективность усвоения некоторых сплавообразующих компонентов превышает 100%. Это связано с окислением магния в процессе плавки, в следствии чего уменьшается количество первичного магния, доступного для образования сплава.
Данный способ представляет собой технологическое решение, при которых уменьшается окисление магния в процессе приготовлении сплава до 4-6%, а также увеличивается степень усвоения сплавообразующих компонентов. Степень усвоение бериллия при приготовлении сплава данным способом достигает 61-65%. Степень усвоения железа, в свою очередь, составляет 92-97%. Данные технологические решения несут положительный экономический эффект, в процессе производства магниевых сплавов в составе которых присутствует бериллий, алюминий, железо, цинк.
Claims (1)
- Способ получения магниевого сплава, включающий нагревание магния до полного расплавления в инертной среде, введение рафинирующего флюса над поверхностью расплава, введение сплавообразующего компонента, содержащего алюминий, цинк, и смешивание расплавленного сплавообразующего компонента и расплавленного магния, отличающийся тем, что в расплав магния вводят лигатуру Al-Ве при температуре 650-670°С с последующей выдержкой расплава в течение 3-4 минут, затем вводят цинк в количестве 1% от массы расплава и совместно алюминий и лигатуру Al-Fe в весовом отношении 1:0,75 с последующей выдержкой 8-10 минут при температуре 720-740°С.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2788888C1 true RU2788888C1 (ru) | 2023-01-25 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW313592B (ru) * | 1994-01-21 | 1997-08-21 | Brush Wellman | |
| RU2103404C1 (ru) * | 1992-10-21 | 1998-01-27 | Дзе Дау Кемикал Компани | Способ получения магниевого сплава |
| RU2213796C2 (ru) * | 1998-08-06 | 2003-10-10 | ДЭД СИ МАГНИЗЬЕМ Лтд. | Высокотемпературный магниевый сплав |
| RU2564370C2 (ru) * | 2010-03-29 | 2015-09-27 | Корейский Институт Промышленных Технологий | Сплав на магниевой основе с повышенной текучестью и устойчивостью к горячим надрывам и способ его получения |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2103404C1 (ru) * | 1992-10-21 | 1998-01-27 | Дзе Дау Кемикал Компани | Способ получения магниевого сплава |
| TW313592B (ru) * | 1994-01-21 | 1997-08-21 | Brush Wellman | |
| RU2126849C1 (ru) * | 1994-01-21 | 1999-02-27 | Браш Веллмэн Инк. | Магниево-бериллиевые сплавы, обработанные в полутвердом состоянии |
| RU2213796C2 (ru) * | 1998-08-06 | 2003-10-10 | ДЭД СИ МАГНИЗЬЕМ Лтд. | Высокотемпературный магниевый сплав |
| RU2564370C2 (ru) * | 2010-03-29 | 2015-09-27 | Корейский Институт Промышленных Технологий | Сплав на магниевой основе с повышенной текучестью и устойчивостью к горячим надрывам и способ его получения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2564370C2 (ru) | Сплав на магниевой основе с повышенной текучестью и устойчивостью к горячим надрывам и способ его получения | |
| CN112143945B (zh) | 一种多种复合稀土元素的高强韧性铸造铝硅合金及其制备方法 | |
| CN113862531A (zh) | 一种铝合金及其制备方法 | |
| CN114214534A (zh) | 改性铝合金及其制备方法 | |
| CN111636017A (zh) | 一种半固态成形铝合金以及制备方法 | |
| YANG et al. | Effects of holding temperature and time on semi-solid isothermal heat-treated microstructure of ZA84 magnesium alloy | |
| US20080317621A1 (en) | Process for Producing Mg Alloy | |
| RU2788888C1 (ru) | Способ получения магниевого сплава | |
| RU2451097C1 (ru) | Высокопрочный алюминиевый сплав и способ его получения | |
| EP3947763A1 (en) | A casting magnesium alloy for providing improved thermal conductivity | |
| CN108588524B (zh) | 一种金属型重力铸造镁合金材料及其制备方法 | |
| CN112481526A (zh) | 铝硅合金棒的生产方法 | |
| US3961945A (en) | Aluminum-silicon composite | |
| RU2215056C2 (ru) | Сплав на основе магния и способ его получения | |
| US3355281A (en) | Method for modifying the physical properties of aluminum casting alloys | |
| CN109136701B (zh) | 一种砂型重力铸造镁合金材料及其制备方法 | |
| CN109280786B (zh) | 一种铝钨中间合金及其生产方法 | |
| RU2506337C1 (ru) | Литейный магниевый сплав | |
| CN112662919A (zh) | 一种Al-Si-Cu-Mg-Ni合金材料及其制备方法 | |
| RU2184789C1 (ru) | Способ приготовления магниевого сплава для фасонного литья | |
| RU2788136C1 (ru) | Способ получения лигатуры алюминий-скандий-гафний | |
| RU2094515C1 (ru) | Способ получения силуминов | |
| CN114752822B (zh) | 一种压铸铝合金及其制备方法 | |
| KR102514093B1 (ko) | 알루미늄 비열처리 합금 제조방법 | |
| RU2786785C1 (ru) | Высокопрочный литейный магниевый сплав |