SU1168622A1 - Способ модифицировани сплава алюминий-титан и состав дл модифицировани сплава алюминий-титан - Google Patents

Abstract

1. Способ модифицировани  сплава алюминий-титан, включающий введение в расплав соединени  бора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффекта модифицировани  и снижени  затрат, в качестве соединени  бора используют ультрадисперсный порошок гексаборида лантана. 2. Состав дл  модифицировани  сплава алюминий-титан, содержащий ультрадисперсный порошок нитрвда, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  эффекта модифици (/) С ровани  и снижени  затрат, в качестве нитрида состав содержит смесь нитрида алюмини  и нитрида титана % при следующем соотношении компонентов , мас.%: Ш Нитрид алюмини  72-74 Нитрид титана - Остальное СП 00 Ф Nd N

Description

Изобретение относитс  к литенному производству, в частности к производству сплавов на основе алюмини  . Значительное улучшение качества структуры сплавов достигаетс  в ре зультате модифицировани . Модификаторы способствуют кристаллизации структурных составл ющих в округлой форме, их измельчению и получению однородного зерна по всему объему. Модификаторами алюмини  и его сплавов  вл ютс  карбиды, нитриды и бор ды переходных и редкоземельных мета лов. Известен способ модифицировани  первичных интерметаллических соединений в алюминиевых лигатурных спла вах путем ввода в лигатурньш сплав поверхностно-активных веществ натри или магни  ij , Недостатками этого способа  вл ю с , во-первых, дополнительное насыщ ние лигатурного расплава натрием или магнием, что отрицательно сказы ваетс  на свойствах конечного сплава , сплавл ющегос  из различных лиг тур, во-вторых, загр знение расплав продуктами реакции алюмини  с натрием 1ШИ магнием.. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эф4}екту к предлагаемому  вл етс  способ модифицировани  первичных интерметаллнческих соединений в алюминиевых спл вах путем ввода в лигатурный алюминиево-титановый сплав диборита тита на (TiBj) в виде бортитановой лигатуры 2j. Недостатком известного способа  вл етс - неравномерное распределение диборида титана в объеме бортитанового лигатурного слитка, что вли ет.при добавлении этой лигатуры в алюминиево-титановый расплав на стабильность эффекта модифицировани первичных интерметаллидов . Известен состав дл  измельчени  первичных интерметаллидов, при кото ром в лигатурный алюминиев-титановы расплав ввод т дисперсные частицы (1 мкм) карбида титана в смеси с криолитом и фтортитанатом кали  в с отношении по массе 1:2 Sj . Недостатками..этого состава  вл ю с , во-первых, неравномерное распределение дисперсного порошка карбида титана в объеме модифицирующей добав ки, что приводит к неравномерному распределению его в объеме модифицирующего сплава и отрицательно сказываетс  на эффекте модифицировани  сплава этим порошком, во-вторых, при нахождении этого дисперсного порошка в объеме модифицирующего флюса , наход щегос  на поверхности перегретого до температур пор дка 3501000 С расплава, происходит частичное его окисление вследствие повышени  активности этого порошка при нагревании к кислороду воздуха, а также при таких перегревах происходит сильное газонасыщение и окисление расплава. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  состав модифицирующего прутка, который содержит ультрадисперсный порошок нитрида тантала Д . Недостатком известного модифицирующего состава  вл етс  низка  термодинамическа  устойчивость ультрадисперсного порошка нитрида тантала в алюминиево-титановом расплаве. Вследствие взаимодействи  жидкого алюмини  с ультрадисперсными частицами нитрида тантала образуетс  интерметаллическое соединение TaAfg которое загр зн ет расплав и при кристаллизации , выдел  сь в грубокрис- таллической форме, уменьшает эффект измельчени  интерметаллического соединени  TiA, в алюминиево-титановом сплаве. Цель изобретени  - повышение эффекта модифицировани  и снижение затрат. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу модифицировани  сплава алюминий-титан, включающему введение в расплав соединени  бора, в качестве последнего используют ультрадисперсный порошок гексаборида лантана. Состав дл  модифицировани  сплава алюминий-титан, содержащий ультрадисперсный порошок нитрида, в качестве нитрида содержит смесь нитрида титана при следующем соотношении компонентов, мас,%: Нитрид алюмини  72-74 Нитрид титанаОстальное Ультрадисперсный порошок (УДП) гексаборида лантана (LaB) и смесь льтрадисперсных порошков нитрида

алюмини  с нитридом титана (АIN + + TiN) получены методом плазмохимического синтеза, размер части этих УДП 0,03-0,4 мкм).УДП или смесь УДП ввод т в расплав в объеме модифицирующего прутка в -количестве 0,05% от массы плавки. Состав модифицирующего прутка: алюминиевьй наполнитель 98% и УДП 2%. .

При содержании УДП нитрида алюмини  в смеси менее 72% эффект измельчени  интерметаллического соединени  снижаетс . При содержании УДП нитрида алюмини  в смеси более 74% расплав обогащаетс  ультрадисперсными частицами нитрида титана, которые, соедин  сь в крупные конгламераты, дополнительно загр зн ют сплав неметаллическими включени ми, тем самым, уменьшаетс  эффект модифицировани  сплава.

Пример 1. Алюминиево-титановый лигатурньш сплав (1% Ti) готов т в алюминиевом электролизере методом электролизного восстановлени , затем из электролизера жидкий сплав в количестве одной тонны переливают в ковш. При 750с в расплав, наход .щийс  в ковше, ввод т под зеркало металла УДП гексаборида лантана в количестве 0,05% от массы плавки в объеме прутка, отпрессованного из обрезков алюминиевой проволоки (марка алюмини  АДО) плакированных УДП. Состав модифицирующего прутка: 98% об . резков алюминиевой проволоки и 2% УДП гексаборида лантана. После 2-3минутного выстаивани  расплав разливают в чушки. Из чушек вырезают образцы , приготавливают шлифы и на них определ ют линейный размер первичных интерметаллидов TiA.

В табл.1 представлено вли ние способа модифицировани  алюминиевотитанового лигатурного сплава на размер интерметаллического соединени  TiABj.

Пример 2. Алюминиево-титановый лигатурный сплав (1% Ti) готов т в алюминиевом электролизере методом электролизного восстановлени , затем из электролизера жидкий сплав в количестве одной тонны переливают в ковш. При 750°С в расплав, наход щийс  в ковше, ввод т под зеркало металла смесь УДП нитрида алюмини  и нитрида титана в количестве 0,05% от массы плавки с различным соотношением компонентов: 71% AEN + 29% TiN; 72% АШ + 28% TIN; 73% + 27% TiN: 75% AlN + 25% TiN. Смесь УДП нитрида алюмини  и нитрида титана ввод т в объеме модифицирующего прутка, состо щего из 98% обрезков алюминиевой проволоки (марка алюмини  АДО), плакированных смесью УДП (АШ + TiN) в количестве 2%. После 2-3 минутного

выстаивани  расплав разливают в

чушки. Из чушек вырезают образцы, приготавливают шлифы и на них определ ют линейный размер первичных иНтерметаплаидов табл. 2 представлено вли ние модифицирующего состава на размер интерметаллического соединени  TiAf в алюминиево-титановом лигатурном сплаве.

При содержании компонентов в смеси за пределами предлагаемого соотношени  УДП нитрида алюмини  71 мае.% и УДП нитрида титана 29 мас.% снижаетс  эс)фект измельчени  интерметаллического соединени  TiAPj из-за

повышенного содержани  в расплаве ультрадисперсных частиц нитрида титана , которые, соедин  сь в крупные конгламераты, уменьшают количество центров кристаллизации, необходимых

дл  зарождени  интерметаллического соединени  TiAF и дополнительно загр зн ют расплав неметаллическими включени ми.

При содержании компонентов состава в пределах предлагаемого соотношени  эффект измельчени  интерметаллического соединени  TiAfj максимальный из-за наличи  в модифицированном сплаве оптимально необходимого дл  зарождени  и, как следствие, измельчени  TiA количества ультрадисперсных частиц нитрида алюмини  и нитрида титана.

При содержании компонентов за

пределами предлагаемого соотношени  (УДП нитрида алюмини  75 мас.% и УДП нитрида титана 25 мас.%) снижаетс  эффект Измельчени  интерметаллического соединени  TiAF вследствие

недостаточного содержани  в сплаве ультрадисперсных частиц нитрида титана , служащих центрами кристаллизации дл  зарождени  интерметаллического соединени  TiAF.

По сравнению с известным предлагаемый способ позвол ет уменьшить линейный размер первичных интерметалл1здов TiAPj в 3,7 раза и уменьшить количество вводимого модификатора в 2 раза. Предлагаемый состав позвол ет уменьшить линейный размер первичных интерметаллидов TiAfj в 2,9 раза и уменьшить в 15,4 раза стоимость вводимого модификатора за счет исключени  из состава модификатора дорогого УДП нитрида тантала и использование более дешевого

УДП нитрида алюмини  и УДП нитрида титана (стоимость 1 кг УДП нитрида тантала 770 руб.; 1 кг УДП нитрида

5 алюмини  - 8,9; 1 кг УДП нитрида титана - 41 руб.).

Ожидаемый экономический эффект от использовани  изобретени  состал ет дл  способа 20 тыс.руб/г; дл 

О состава - 10 тыс.руб/г.

Т а б л и д а

Модифицирование диборидом титана TiBj,

вводимого с лигатурой

АБ-Ti-B (известный)

Модифицирование УДП .гексаборида лантана (LaBg), вводимого в объеме алюминиевого модифицирующего прутка (предлагаемый)

48

700

13

700

Таблица 2

Claims (2)

1. СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ СПЛАВА. , АЛЮМИНИЙ-ТИТАН И СОСТАВ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ СПЛАВА АЛЮМИНИЙ-ТИТАН. (57) 1. Способ модифицирования сплава алюминий-титан, включающий введение в расплав соединения бора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффекта модифицирования и снижения затрат, в качестве соединения бора используют ультрадисперсный порошок гексаборида лантана.
2. 2. Состав для модифицирования сплава алюминий-титан, содержащий ультрадисперсный порошок нитрида, отличающийся тем, что, с целью повышения эффекта модифицирования и снижения затрат, в качестве нитрида состав содержит смесь нитрида алюминия и нитрида титана при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Нитрид алюминия 72-74

   Нитрид титана - Остальное