SU1696551A1 - Способ получени лигатуры дл модифицировани алюминиевых сплавов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии цветных металлов, в частности к способам получени  лигатур на основе алюмини . Целью изобретени   вл етс  повышение степени извлечени  бора и титана, уменьшение потерь исходного сырь  и сокращение выбросов вредных примесей в окружакн дую среду. Цель достигаетс  тем, что после расплавлени  алюмини  ввод т компонент, образующий эвтектикус алюминием . Затем загружают фторборат и губчатый титан. Понижение, температуры приготовлени  лигатуры приводит к достижению поставленной цели.

Description

Изобретение относитс  к области металлургии цветных металлов, в частности к способам получени  лигатур на основе алюмини , предназначенных дл  модифицировани  деформируемых и литейных алюминиевых сплавов, одним из компонентов которых может быть кремний, магний или медь.

Известен способ получени  лигатуры дл  модифицировани  алюминиевых сплавов , содержащей в своем составе, мас.%: бор 1 и титан 5 путем нагрева расплавленного алюмини  до 760°С и добавлени  к нему гранулированной смеси фторбората и фтортитаната кали .

Недостатком данного способа получени  лигатуры  вл етс  использование большого , избытка фторсодержащих солей, так как уже при 530 и 700°С фторборат и фтор- титанат соответственно разлагаютс  по реакци м:

530°С

2KBF4 К2ВР5 + ВРз;(1)

K2TIF6 2KF + TIF4.(2),

что сопровождаетс  выделением вредных выбросов легколетучих фторидов бора и титана .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности результату  вл етс  способ получени  лигатуры дл  модифицировани  алюминиевых сплавов, включающий расплавление алюмини , введение фторбората кали  v, губчатого титана.

Способ включает расплавление алюмини  и введение в расплав фторбората кали  и губчатого титана под слой жидкого флюса из хлорида кали . Температура процесса равна 950°С.

Недостатком известного способа  вл етс  низка  степень извлечени  бора и титана , повышенный расход исходного сырь ,

сл

в частности, фторбората кали , и большой выброс вредных фторидов бора в окружающую среду. Это обусловлено высокой температурой процесса (950°С), при которой происходит разложение фторбората кали  по реакции (1). Используемый покровный флюс хлорида кали , защища  алюминий и титан от окислени , не защищает фторборат кали  от разложени . Поэтому дл  выхода на заданный состав по бору требуетс  избыток фторсодержащих солей из-за их больших потерь.

Цель изобретени  - увеличение степени извлечени  бора и титана в лигатуру, сокращение потерь исходного сырь , уменьшение вредных выбросов фторидов в окружающую среду.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  лигатуры дл  модифицировани  алюминиевых сплавов, включающему расплавление алюмини , введение фторбората кали , губчатого титана , перед введением фторбората кали  и губчатого титана в расплав дополнительно ввод т компонент, образующий с алюминием эвтектику в количестве, обеспечивающем получение сплава алюминий - компонент с температурой плавлени  сплава , не превышающей температуры плавлени  алюмини .

Обоснование предлагаемого способа основано на следующем: в двойных системах алюминий - компонент, образующих с алюминием эвтектику, например, AI-Cu, AI- Sl, AI-Mg, имеютс  эвтектические сплавы с содержанием компонента Си, Si и Мд, мас.%: 33,2; 12,5; 34,0 с температурами плавлени , °С, соответственно 547, 577, 450. Введение фторбората кали  в расплав алюминий - компонент при составах, близких к эвтектическому (доэвтектическому или заэвтектическому), имеющих температуру плавлени  ниже, чем у алюмини , позвол ет избежать нежелательного разложени  фторбората кали  и глубже провести процесс восстановлени . Так как титан реагирует с бором с образованием очень

прочного интерметаллида TIB2 ( 62 -324,5 кДж/моль), то усвоение титана зависит от усвоени  бора. Кроме того, образующийс  по реакции

AI + + KF + AIF3(3)

калиевый криолит выполн ет роль покровного флюса, под слой которого .ввод т губчатый титан при 800- 950°С в зависимости от его содержани .

На основании изложенного очевидно, что проведение процесса при более низких температурах по сравнению с известным

способом позволит увеличить степень усвоени  бора и титана, снизить расход исходного сырь  и сократить вредные выбросы фторида бора в окружающую среду (за счет

уменьшени  разложени  фторбората кали ).

В случае использовани  компонентов в. количестве, обеспечивающем образование сплава алюминий - компонент с температурой плавлени  выше температуры плавлени  алюмини , поставленна  цель не достигаетс  из-за активного разложени  фторбората кали .

Признаки, отличающие предлагаемое

техническое решение от известного, не вы влены и в других технических решени х при изучении данной и смежных областей техники.

Пример В графитовом тигле расплавл ли 280 г алюмини  технической частоты марки А6 (ГОСТ 11069-74) и при 680-700°С вводили предварительно нагретую до 300-400°С катодную медь марки МО- Ок (ГОСТ 859-78) массой 170 г. Дл 

снижени  температуры расплава до требуемой (600-620°С) добавл ли твердый алюминий массой 70 г. После растворени  меди при перемешивании вводили 50 г фторбората кали  марки ХЧ (ГОСТ 9532-75). Восстановление бора J13 фтор бората кали  осуществл ли в течение 20-30 мин. Затем повышали температуру расплава до 800- 850°С и под слой обоазовавшегос  флюса загружали губчатый титан марки ТГ110 (ГОСТ

17746-79} массой 30 г. Расплав выдержива - ли при перемешивании 30-35 мин и производили разливку, В лигатуре определ ли содержание бора, титана и меди, и рассчитывали степень усвоени  бора и титана.

Пример 2. В графитовом тигле расплавл ли 450 г алюмини  при 700-720°С, загружали предварительно нагретый до 100-200°-С кремний марки Кр1 (ГОСТ 2169- 69) массой 60 г. После растворени  кремни 

при перемешивании вводили 50 г твердого алюмини  дл  снижени  температуры расплава до 600-620°С. Затем при перемешивании загружали 50 г фторбората кали . В дальнейшем процесс вели как описано в

0 примере 1.

Пример 3, В графитовом тигле расплавл ли 450 г алюмини  при температуре 670-690°С, загружали 30 г магни  марки МГ (ГОСТ 804-74). При растворении магни  при

5 температуре расплава не выше 650°С, которую получали, ввод  50 г твердого алюмини , загружали 50 г фторбората кали , непрерывно перемешива . В дальнейшем опыт вели как описано в примере 1.

Дл  сравнени  на том же оборудовании получена лигатура по известному способу.

В графитовый тигель загружали алюминий (500 г) и расплав нагревали до 950°С, затем на его поверхность засыпали техни- ческий хлорид кали  марки К (ГОСТ 4568-74) высотой сло  60-70 мм. Под слой флюса вводили фторборат кали  (50 г) и губчатый титан (30 г) при перемешивании. Спуст  3-5 мин проводили разливку. Полученные ре- зультаты приведены в таблице.

Как видно из приведенных примеров, применение предлагаемого способа по сравнению с известным обеспечивает снижение температуры процесса, повышает степень усвоени  бора и титана, исключает использование дополнительного флюса. Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает большую экологическую чистоту процесса , так как уменьшает расположение фторбората кали  и образование легколетучего фторида бора, в то врем , как в известном способе образующийс  при более высокой температуре процесса фторид бора попадает в атмосферу и загр зн ет окру- жающую среду. Примен   предлагаемый способ, можно получить лигатуру с меньшими потер ми фторбората кали .

Подученна  лигатура может найти применение дл  модифицировани  сплавов на основе алюмини .

В процессе модифицировани  при введении лигатуры в сплав содержание дополнительного компонента (кремни , магни  или меди) уменьшаетс  до уровн  примеси и поэтому полученную лигатуру можно использовать вместо лигатуры AI-NI-B дл  модифицировани  сплавов, не содержащих кремний или магний, или медь в основных компонентах.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  лигатуры дл  модифицировани  алюминиевых сплавов, включающий расплавление алюмини , введение фторбората кали  и губчатого титана, о т- личающийс  тем, что, с целью повышени  степени извлечени  бора и титана, уменьшени  потерь исходного сырь  и сокращени  выбросов вредных примесей в окружающую среду, перед введением фторбората кали  и губчатого титана в расплав дополнительно ввод т компонент, образующий с алюминием эвтектику, в количестве, обеспечивающем температуру плавлени  сплава не выше температуры плавлени  алюмини .