SI24630A - Postopek priprave zlitine na osnovi aluminija, zlasti za litje visoko obremenjenih tenkostenskih avtomobilskih delov - Google Patents
Postopek priprave zlitine na osnovi aluminija, zlasti za litje visoko obremenjenih tenkostenskih avtomobilskih delov Download PDFInfo
- Publication number
- SI24630A SI24630A SI201400077A SI201400077A SI24630A SI 24630 A SI24630 A SI 24630A SI 201400077 A SI201400077 A SI 201400077A SI 201400077 A SI201400077 A SI 201400077A SI 24630 A SI24630 A SI 24630A
- Authority
- SI
- Slovenia
- Prior art keywords
- casting
- alloy
- temperature
- carried out
- followed
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
-
- 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
- C22C1/026—Alloys based on aluminium
-
- 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
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/043—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys 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)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
Po izumu je predviden postopek priprave zlitine na osnovi aluminija, zlasti za litje visoko obremenjenih tankostenskih avtomobilskih delov, pri katerem se iz sekundarnega tj. recikliranega aluminija pridobi zlitino AlSi5CulMg z vsebnostjo železa nad 0,6%, nakar se v tako pridobljeni zlitini z dodajanjem čistega primarnega Al vsebnost železa Fe znižuje do vsebnosti pod 0,2%. Pri tem se po izbiri dodaja vsaj eno izmed predzlitin iz skupine, ki jo tvorijo AlSil2, AlCu50, AlMg8, AISrlO, AlTi5Bl, in po izbiri vsaj en elektrolitsko čist nadaljnji element, ki je izbran iz skupine, ki jo tvorijo Ni, Mn, Cu in Mg, čemur sledi litje in strjevanje vsakokrat pridobljenega avtomobilskega dela, zatem pa še toplotna obdelava ulitka.
Description
Postopek priprave zlitine na osnovi aluminija, zlasti za litje visoko obremenjenih tenkostenskih avtomobilskih delov
Izum se nanaša na postopek priprave zlitine na osnovi aluminija, zlasti za litje proti koroziji odpornih visoko obremenjenih tenkostenskih avtomobilskih delov, kakršen je npr. ohišje turbokompresorja.
Tovrstni izumi so razvrščeni na področje kemije, namreč k zlitinam neželeznih kovin, konkretno pa k postopkom za spreminjanje fizikalne strukture zlitine na osnovi aluminija, v kateri drugi najpomembnejši element predstavlja silicij.
Pri tem je izum osnovan na problemu, kako vsaj v pretežni meri iz sekundarnega aluminija pridobiti zlitino AlSi5CulMg, katere mehanske lastnosti bodo omogočale njeno uporabo pri izdelavi proti koroziji odpornih visoko obremenjenih litih tenkostenskih avtomobilskih delov.
Postopek priprave zlitine na osnovi aluminija za uporabo v avtomobilski industriji je opisan v EP 2 698 216 Al.
Po izumu je uvodoma navedeni problem rešen s postopkom, pri katerem se iz sekundarnega t.j. recikliranega aluminija pridobi zlitino AlSi5CulMg z vsebnostjo železa
Fe > 0,6%, nakar se v tako pridobljeni zlitini z dodajanjem čistega primarnega Al vsebnost železa Fe znižuje do izpolnitve pogoja
Fe < 0,2 pri čemer se po izbiri dodaja vsaj eno izmed predzitin, izbrano iz skupine, ki jo tvorijo AlSil2, AlCu50, AlMg8, AlSrlO, AlTi5Bl, in po izbiri vsaj en elektrolitsko čist nadaljnji element, kije izbran iz skupine, ki jo tvorijo Ni, Mn, Cu in Mg, čemur sledi litje in strjevanje vsakokrat pridobljenega avtomobilskega dela, zatem pa še toplotna obdelava ulitka.
Litje tako pridobljene zlitine se po izbiri vrši v jekleno kokilo, pri čemer temperatura taline znaša med 720°C in 730°C, temperatura jeklene kokile pa med 380°C in 420°C. Litje se lahko vrši tudi v peščeno mešanico furana, pri čemer temperatura taline znaša med 730°C in 740°C.
Toplotno obdelavo ulitkov se vrši s homogenizacijskim žarjenjem in zatem še z umetnim staranjem. Korak homogenizacijskega žarjenja se vrši s postopnim segrevanjem na temperaturo med 525°C in 530°C, ki traja vsaj približno 2 h, zatem pa z vzdrževanjem na omenjeni temperaturi v trajanju 8 - 10 h in zatem gašenjem v vodi temperature vsaj približno 20°C v trajanju 10 min. Korak umetnega staranja se vrši s postopnim segrevanjem na temperaturo med 150°C in 155°C, ki traja vsaj približno 0,5 h, zatem pa z vzdrževanjem na omenjeni temperaturi v trajanju 8-10 h, čemur sledi ohlajanje na zraku.
Po izumu je predvidena tudi uporaba zlitine, pridobljene po postopku s prej navedenimi značilnostmi, za izdelavo ohišja turbokompresorja pri avtomobilskem motorju z notranjim zgorevanjem.
Z znižanjem vsebnosti Fe pod 0,2% se prepreči nastanek železovih intermetalnih faz v zlitini na osnovi aluminija, kar privede do izvrstnih mehanskih lastnosti, odpornosti proti koroziji, z dodajanjem Ti in Sr pa se doseže tudi drobnozrnato strukturo.
Primer:
Izhodiščno surovino za pripravo Al-zlitine s postopkom po izumu je predstavljala zlitina na osnovi sekundarnega aluminija, namreč selektivno recikliranega odpadnega aluminija s sledečo sestavo:
Element | .. Min (%) | |
Si | 3,5 | 6,5 |
Mg | 0,3 | 0,65 |
Fe | 0,4 | |
Ti | 0,1 | 0,2 |
Mn | 0,1 | 0,2 |
Zn | 0,05 | 0,1 |
Cu | 0,8 | 1,55 |
Ostali elementi, vsak | 0,05 | |
Ostali elementi skupaj | 0,15 | |
Al | ostalo |
Orientacijska sestava primarnega Alje sledeča:
PRIMARNI Al 99,5 | PRIMARNI Al 99,8 | PRIMARNI Al 99,9 | |||
kemijska sestava | (¾) | kemijska sestava | {%) | kemijska sestava | (%) |
Si | <0,10 | Si | <0,10 | Si | <0,05 |
Fe | <0,20 | Fe | <0,12 | Fe | <0,08 |
Gu. | <0,01 | G.u. | <0,01 | Gii | <0,01 |
Ga | <0.03 | Ga | <0,03 | Ga | <0,03 |
Mg | <0.03 | Mg | <0,02 | Mg | <0,02 |
ostali pQs.am. | <0.03 | ostali pQs.am. | <0,03 | ostali pašam. | <0,03 |
Zahtevana oz. pričakovana sestava zlitine AlSi5CulMg je sledeča:
jO· · Jb-r Element | Min (%) | ,. R* Λ |
Si | 4,5 | 5,5 |
Mg | 0,4 | 0,6 |
Fe | 0,2 | |
Ti | 0,2 | |
Mn | 0,1 | |
Zn | 0,1 | |
Cu | 1 | 1,5 |
Ostali elementi, vsak | 0,05 | |
Ostali elementi skupaj | 0,15 | |
Al | ostalo |
Za pripravo 350 kg taline smo uporabili 200 kg sekundarnega Al in 15 kg odpadkov iz predhodnega litja AL-zlitine v kokile, nakar smo vsebnost Fe v talini znižali pod 0,2% z dodajanjem 135 kg primarnega Al.
Litje taline je bilo izvršeno po eni strani v peščeno mešanico s furanom in po drugi strani v jekleno kokilo, pri čemer so bila jedra v obeh primerih izdelana po croning postopku. Talina je bila oplemenitena z Α1ΤΪ5Β1 ter s Sr, pri čemer je bilo za 350 kg taline je bilo dodano 7 kg Α1ΤΪ5Β1 in 0,6 kg Sr.
Kemijska sestava vložka v vzdrževalni peči je bila sledeča:
' '1. Element | Pricakovana'ysebr|^g | |
Si | 4,5-5,5 | 5,10 |
Fe | <0,20 | 0,121 |
Cu | 1,0-1,5 | 1,42 |
Mn | <0,10 | 0,0515 |
Mg | 0,4 - 0,6 | 0,508 |
Zn | <0,10 | 0,0668 |
Ni | <0,05 | 0,0489 |
Ti | <0,20 | 0,171 |
Sr | 0,01 - 0,02 | 0,0195 |
Tehnološke lastnosti litine so bile sledeče:
KF je znašal med 9 in 15, vsebnost vodika Di < 4, podhladitev med 4°C in 8°C. Koncentracija modifikatorja za zmanjšanje primarnega α je tako v primeru litja v kokilo in peščeno formo znašala od 0,05 do 0,3% Ti, za zmanjšanje zrna evtektika pa Sr od 0,004% do 0,05%. Če zasledujemo koncentracijo Fe približno 0,15%, še zlasti približno 0,12%, se možnost tvorbe intermetalne faze FeAl3, FeMnAl6 in aAlFeSi znatno zmanjša, s tem pa se zagotovi raztezek. Mikrostrukturo zlitine v toplotno obdelanem stanju predstavljajo sferoidni delci Si-evtektika, razpršenega v meddendritnem prostoru primarnega zrna a.
S pripravo taline po postopku po izumu vključno s toplotno obdelavo, namreč homogenizacijskim žaljenjem in zatem še z umetnim staranjem, smo pri ulitku v peščeno mešanico s furanom dosegli natezno trdnost 275 Mpa in napetost tečenja 176 Mpa, pri litju v jekleno kokilo pa natezno trdnost 290 Mpa in napetost tečenja 193 Mpa. Vzporedno je bilo izvršeno litje takoimenovanih prilitih palic premera 18 mm po standardu NF A 57 - 702, ki so namenjene za izdelavo epruvet za izvajanje nateznega preizkusa. Natezna trdnost materiala prilitih palic je znašala 360 Mpa, napetost tečenja pa 310 Mpa.
Mikrostruktura ulitkov z dendriti a, evtektikom Al-Si ter intermetalnimi fazami je v obliki metalografskih posnetkov ponazorjena na Sl. 1-4, medtem ko je mikrostruktura po toplotni obdelavi ponazorjena na Sl. 5-8.
Claims (9)
- PATENTNI ZAHTEVKI1. Postopek priprave zlitine na osnovi aluminija, zlasti za litje visoko obremenjenih tenkostenskih avtomobilskih delov, pri katerem se iz sekundarnega t.j. recikliranega aluminija pridobi zlitino AlSi5CulMg z vsebnostjo železaFe > 0,6%, nakar se v tako pridobljeni zlitini z dodajanjem čistega primarnega Al vsebnost železa Fe znižuje do izpolnitve pogojaFe < 0,2% pri čemer se po izbiri dodaja vsaj eno izmed predzitin iz skupine, ki jo tvorijo AlSil2, AlCu50, AlMg8, AlSrlO, ΑΓΠ5Β1, in po izbiri vsaj en elektrolitsko čist nadaljnji element, kije izbran iz skupine, ki jo tvorijo Ni, Mn, Cu in Mg, čemur sledi litje in strjevanje vsakokrat pridobljenega avtomobilskega dela, zatem pa še toplotna obdelava ulitka.
- 2. Postopek po zahtevku 1, pri čemer se litje vrši v jekleno kokilo.
- 3. Postopek po zahtevku 2, pri čemer temperatura taline znaša med 720°C in 730°C, temperatura jeklene kokile pa med 380°C in 420°C.
- 4. Postopek po zahtevku 1, pri čemer se litje vrši v peščeno mešanico furana.
- 5. Postopek po zahtevku 4, pri čemer temperatura taline znaša med 730°C in740°C.
- 6. Postopek po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, pri čemer se toplotno obdelavo ulitkov vrši s homogenizacijskim žarjenjem in zatem še z umetnim staranjem.
- 7. Postopek po zahtevku 6, pri čemer se korak homogenizacijskega žarjenja vrši s postopnim segrevanjem na temperaturo med 525°C in 530°C, ki traja vsaj približno 2 h, zatem pa z vzdrževanjem na omenjeni temperaturi v trajanju 8 - 10 h in zatem gašenjem v vodi temperature vsaj približno 20°C v trajanju 10 min.
- 8. Postopek po zahtevku 6, pri čemer se omenjeni korak umetnega staranja vrši s postopnim segrevanjem na temperaturo med 150°C in 155°C, ki traja vsaj približno 0,5 h, zatem pa z vzdrževanjem na omenjeni temperaturi v trajanju 8-10 h, čemur sledi ohlajanje na zraku.
- 9. Uporaba zlitine, pridobljene s postopkom po zahtevkih 1 - 8, za izdelavo ohišja turbokompresorja pri avtomobilskem motorju z notranjim zgorevanjem.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SI201400077A SI24630A (sl) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | Postopek priprave zlitine na osnovi aluminija, zlasti za litje visoko obremenjenih tenkostenskih avtomobilskih delov |
PCT/SI2014/000046 WO2015130237A1 (en) | 2014-02-28 | 2014-08-04 | Process for preparation of aluminium-based alloys, especially for casting of motor vehicle parts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SI201400077A SI24630A (sl) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | Postopek priprave zlitine na osnovi aluminija, zlasti za litje visoko obremenjenih tenkostenskih avtomobilskih delov |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SI24630A true SI24630A (sl) | 2015-08-31 |
Family
ID=51659991
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SI201400077A SI24630A (sl) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | Postopek priprave zlitine na osnovi aluminija, zlasti za litje visoko obremenjenih tenkostenskih avtomobilskih delov |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
SI (1) | SI24630A (sl) |
WO (1) | WO2015130237A1 (sl) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109825730A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-05-31 | 辽宁伊菲科技股份有限公司 | 一种铸造再生铝合金熔液的制备方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0788645A (ja) * | 1993-09-24 | 1995-04-04 | Mazda Motor Corp | アルミニウム合金製部材およびその製造方法 |
EP0992598A4 (en) * | 1998-04-08 | 2002-10-30 | Furukawa Electric Co Ltd | METHOD FOR PRODUCING AN ALUMINUM ALLOY FOR PLANNING MATERIALS AND USE IN AUTOMOTIVES |
JP2003027167A (ja) * | 2001-07-16 | 2003-01-29 | Fujikura Ltd | アルミニウム合金材及びその製造方法 |
US20030143102A1 (en) * | 2001-07-25 | 2003-07-31 | Showa Denko K.K. | Aluminum alloy excellent in cutting ability, aluminum alloy materials and manufacturing method thereof |
PL2479296T3 (pl) * | 2011-01-21 | 2017-10-31 | Hydro Aluminium Rolled Prod | SPOSÓB WYTWARZANIA STOPU ALUMINIUM WOLNEGO OD PIERWOTNYCH CZĄSTEK Si |
-
2014
- 2014-02-28 SI SI201400077A patent/SI24630A/sl not_active IP Right Cessation
- 2014-08-04 WO PCT/SI2014/000046 patent/WO2015130237A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015130237A1 (en) | 2015-09-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5852580B2 (ja) | 機械的特性に優れている難燃性マグネシウム合金及びその製造方法 | |
JP5852585B2 (ja) | 発火抵抗性と機械的特性に優れているマグネシウム合金及びその製造方法 | |
JP5327515B2 (ja) | 鋳造用マグネシウム合金およびマグネシウム合金鋳物 | |
CA3021397A1 (en) | Die casting alloy | |
KR101258470B1 (ko) | 고강도 고연성 난연성 마그네슘 합금 | |
WO2006125278A1 (en) | Hpdc magnesium alloy | |
RU2673593C1 (ru) | Высокопрочный сплав на основе алюминия | |
JP2006291327A (ja) | 耐熱マグネシウム合金鋳造品 | |
KR20160011136A (ko) | 내식성이 향상된 마그네슘 합금 및 이를 이용하여 제조한 마그네슘 합금 부재의 제조방법 | |
WO2013157653A1 (ja) | マグネシウム合金及びその製造方法 | |
US11713500B2 (en) | Advanced cast aluminum alloys for automotive engine application with superior high-temperature properties | |
RU2672653C1 (ru) | Коррозионностойкий литейный алюминиевый сплав | |
CN110016593A (zh) | 铝合金及其制备方法 | |
JP6743155B2 (ja) | 高強度アルミニウム合金、その合金からなる内燃機関用ピストン、および内燃機関用ピストンの製造方法 | |
RU2478131C2 (ru) | Термостойкий литейный алюминиевый сплав | |
JP2010106336A (ja) | マグネシウム合金の鍛造方法 | |
JP2005187896A (ja) | 耐熱マグネシウム合金鋳造品 | |
JP2005240129A (ja) | 耐熱マグネシウム合金鋳造品 | |
SI24630A (sl) | Postopek priprave zlitine na osnovi aluminija, zlasti za litje visoko obremenjenih tenkostenskih avtomobilskih delov | |
JP5415739B2 (ja) | 鍛造用マグネシウム合金 | |
RU2699422C1 (ru) | Деформируемый алюминиево-кальциевый сплав | |
CA3135702C (en) | Aluminium casting alloy | |
JP2005187895A (ja) | 耐熱マグネシウム合金鋳造品 | |
JP2013174022A (ja) | 鋳造用アルミニウム合金及びアルミニウム合金鋳物 | |
JP6072030B2 (ja) | 鉄−マンガン全率固溶体を含むアルミニウム合金及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OO00 | Grant of patent |
Effective date: 20150914 |
|
KO00 | Lapse of patent |
Effective date: 20171208 |