SU1650746A1

SU1650746A1 - Способ получени лигатур дл алюминиевых сплавов

Info

Publication number: SU1650746A1
Application number: SU884496154A
Authority: SU
Inventors: Виктор Петрович Сабуров; Владимир Сергеевич Шипицын; Владимир Иванович Мельников; Анатолий Анатольевич Браилко; Геннадий Николаевич Митраков; Сергей Владимирович Дозморов; Таллис Никласович Миллер; Игорь Сергеевич Гоцев; Александр Маркович Лебедев; Гизар Нигъматьянович Миннеханов; Владимир Алексеевич Горланов
Original assignee: Омский политехнический институт
Priority date: 1988-10-18
Filing date: 1988-10-18
Publication date: 1991-05-23

Abstract

Изобретение относитс к металлургии цветных металлов и сплавов и может использоватьс дл приготовлени лигатур дл алюминиевых сплавов. Цель изобретени - улучшение механи- ческих свойств сплавов за счет измельчени частиц интерметаллидов в лигатуре и повышени их устойчивости в процессе приготовлени сплава. Это достигаетс за счет образовани устойчивых св зей синтетических ультра- дисперсных частиц оксида нитрида, карбида или борида с порошками металлов (никел , магни , титана или ванади ) . Образование устойчивых соединений обеспечивает модифицирующий эффект, что повышает механические свойства сплавов. 5 табл. а

Description

Изобретение относитс к металлургии цветных металлов и сплавов и может использоватьс дл приготовлени лигатур дл алюминиевых сплавов.

Цель изобретени - улучшение механических свойств сплавов за счет измельчени частиц интерметаллидов в лигатуре и повышени их устойчивости в процессе приготовлени сплава.

Способ состоит в том, что в расплавленный алюминий под зеркало металла ввод т легирующую добавку, выдерживают расплав до ее растворени и ввод т брикетированный модификатор в виде смеси синтетических ультрадисперсных частиц из группы: оксид, нитрид , карбонитрид, карбид или борид в количестве 0,02-0,10% от массы расплава лигатуры и порошка никел , магни , титана или ванади , при этом

масса модификатора составл ет- 0,2 - 0,5% от массы лигатуры, после чего лигатуру разливают.

Модификаторы готов т путем перемешивани порошков ультрадисперсных частиц размером 0,03-0,9 мкм и ме- . талла, снижающего поверхностное нат жение алюмини , и прессовани их в брикеты, которые в дальнейшем обраба- тывафт спеканием с использованием принципов способа приготовлени модифицирующего прутка. Брикеты модификатора ввод т в расплав лигатуры перед разливкой и выдерживают до полного растворени добавки.

Алюминиевый сплав готов т в индукционной печи в графитовом тигле общеприн тым методом и разливают на отливки и слитки, из которых вырезают по 3 образца дл металлографичес-

о

СП

о

Ј

ОЭ

ких исследований и определени механических свойств. Испытани образцов провод т на универсальной разрывной машине УМЭЮТ.

Результаты испытаний приведены в табл. 1-5, Например, установлено, что в составе нитрид титана - никель частицы нитрида плакируютс никелем, который при нагревании нитрида титана образует с титаном химическую св зь с устойчивым соединением в составе карбонитрид титана - титан устойчива св зь образуетс между титаном, углеродом и азотом (TiC и TiN); в составе оксид алюмини - магний - между магнием и кислородом (MgO) ; в составе диборид титана - ванадий - между ванадием и бором (VB, VB)5 в составе карбид кремни - никель - между никелем и кремнием (NiSi, NigSi и др.). Образование устойчивых соединений обеспечивает модифицирующий эффект во всем объеме лигатуры. Частицы интерметаллидов лигатуры кристаллизуютс в форме мелкодисперсных выделений, которые сохран ют устойчивость в литейном сплаве, полученном при использовании модифицированных лигатур, при этом механические свойства сплава улучшаютс , причем одновременно растет как прочность, так и пластичность сплава, Пример 1. Лигатуру алюминий - бор готов т следующим образом. В расплавленный алюминий при 1050-1100°С под зеркало металла ввод т бор в виде брикета, содержащего порошки бора, алюмини и графита, при соотношении компонентов 1:1 ;2. После выдержки расплава в течение 30-40 мин в него ввод т модификатор в виде спеченного брикета, содержащего синтетические ультрадисперсные частицы порошков карбида кремни , оксида алюмини , карбонитрида титана, диборида титана, нитрида титана, в количестве 0,01 - 0,15% от массы расплава лигатуры и металла, снижающего поверхностное нат жение алюмини , вз того из группы ванадий, магний, титан, никель из расчета 1,5-6 г модификатора на 1 кг расплава лигатуры s т.е. 0315-0,60% от массы расплава лигатуры. Полученный расплав при 950-1000°С разливают в чугунные изложницы на слитки толщиной 2Q-30 мм. Отдельно отливают образцы дл металлографического анализа в чугунную форму.

0

5

0

5

0

5

0

5

Полученную лигатуру используют дл модифицировани сплава АЛ30. Устанавливают размеры интерметаллид- ных фаз в лигатуре и механические свойства сплава. Данные сведены в табл. 1 (лигатура алюминий - бор соответственно 98 и 2%) .

Пример 2. Лигатуру алюминий - медь заводского приготовлени , полученную путем сплавлени чистых металлов , содержащую 42% Си, алюминий - остальное, расплавл ют и довод т до 800 -850°С, после чего в расплав лигатуры ввод т модификатор в виде спеченного брикета, содержащий синтетические ультрадисперсные частицы из группы порошков карбида кремни , оксида алюмини , нитрида титана, карбонитрида титана, диборида титана и металла, снижающего поверхностное нат жение алюмини , вз того из группы ванадий, магний, титан, никель. Приготовленную лигатуру разливают в чугунные изложницы на слитки толщиной 20-30 мм при 720-750 С. Отдель- но отливают в чугунную форму образцы дл металлографического анализа. Полученную лигатуру используют дл приготовлени сплава ВАЛ15. Устанавливают размеры интерметаллидных фаз в лигатуре и механические свойства сплава . Данные сведены в табл. 2 (лигатура алюминий - медь соответственно 58 и 42%).

При мер 3. Лигатуру алюминий - титан готов т введением в расплавленный алюминий при 900-950°С фтортита- ната кали , подогретого до 150-200 С, колокольчиком в укупоренном виде под зеркало расплава. Расплав выдерживают 30 мин, после чего ввод т модификатор в виде спеченного брикета, содержащий синтетические ультрадисперсные частицы из группы порошков оксида алюмини , диборида титана, нитрида титана, карбонитрида титана и металла , снижающего поверхностное нат жение алюмини , вз того из группы магний, ванадий, титан, никель, из расчета 1,5-6 г модификатора на 1 кг расплава лигатуры, т.е. 0,15-0,60% от массы .расплава лигатуры. Приготовленную лигатуру разливают в чугунные изложницы на слитки толщиной 20-30 мм при 850-900°С. Отдельно в чугунную

форму отливают образцы дл металлеграфического анализа. Модифицированную лигатуру используют дл приготовлени сплава ВАЛ15. Устанавливают размеры интерметаллидных фаз в лигатуре и механические свойства сплава. Данные сведены в табл. 3 (лигатура алюминий - титан соответственно 95,5 и 4,5%).

П р и м е р 4. Лигатуру алюминий - марганец заводского приготовлени , полученную путем сплавлени чистых металлов, содержащую 8% марганца, алюминий - остальное, расплавл ют, довод т до 900-950°С и ввод т модификатор в виде спеченного брикета, содержащий синтетические ультрадисперсные порошки оксида алюмини , кар- бонитрида титана, карбида кремни , диборида титана и металла, снижающего поверхностное нат жение алюмини , вз того из группы магний, титан,, никель , ванадий, из расчета 1,5-6 г модификатора на 1 кг расплава лигатуры , т.е. 0,15-0,60% от массы расплава лигатуры. Приготовленную лигатуру разливают в чугунные изложницы на слитки толщиной 10-15 мм при 850- 900°С. Отдельно в чугунную форму отливают образцы дл металлографического анализа.

Модифицированную лигатуру используют дл приготовлени сплава ВАЛ15. Устанавливают размеры интерметаллидных фаз в лигатуре и механические свойства сплава. Данные сведены в табл. 4 (лигатура алюминий - марганец соответственно 92 и 8%).

Пример 5. Готов т лигатуру алюминий - никель путем сплавлени чистых металлов. В расплавленный алюминий, перегретый до 950-ЮОО°С, ввод т предварительно подогретые до 150°С пластины никел . Расплав выерживают в течение Ю-15 мин и вво т модификатор в виде спеченного рикета, содержащий синтетические льтрадисперсные порошки диборида итана, карбида кремни , карбонитри0

5

0

5

да титана, оксида алюмини , нитрида титана и металла, снижающего поверхностное нат жение алюмини , вз того из группы ванадий, никель, магний, титан, из расчета 1,5-6 г модификатора на 1 кг расплава лигатуры, т.е. 0,15-0,60% от массы расплава лигатуры . Приготовленную лигатуру разливают в чугунные изложницы на слитки толщиной 20-30 мм при 850-900°С. Отдельно в чугунную форму отливают образцы дл металлографического анализа . Модифицированную лигатуру используют дл приготовлени сплава ДПЗО. Устанавливают размеры интерметаллических фаз в лигатуре и механические свойства сплава. Данные сведены в табл. 5 (лигатура алюминий - никель соответственно 90 и 10%).

Предлагаемый способ получени алюминиевых лигатур позвол ет повысить механические свойства алюминиевых сплавов за счет применени лигатур с измельченными интерметаллидными -фазами.

Claims

Формула изобретени

30

Способ получени лигатур дл алюминиевых сплавов, включающий введение в расплав алюмини , легирующей добавки и брикетированного модификатора, выдержку расплава и разливку, отличающийс тем, что, с целью улучшени механических свойств сплавов,путем измельчени частиц ин- терметаллидов в лигатуре и повышени их устойчивости в процессе приготовлени сплава, введение модификатора осуществл ют перед разливкой, причем в качестве модификатора используют смесь синтетических ультрадисперсных частиц из группы: оксид, нитрид, кар- бонитрид, карбид или борид в количестве 0,,10% от массы расплава лигатуры и порошка никел , магни , титана или ванади , при этом масса модификатора составл ет 0,2-0,5% от массы лигатуры.

Таблица 1

Карбид кремни ванадий

Оксид алюмини магний

Нитрид титана титан

Карбонитрид

титана - никель

Диборид титана ванадий

Таблица 2

ВАЛ15

1650746

10 Таблица 3