WO2018097753A1 - Способ литья изделий из алюминиевых сплавов - Google Patents

Способ литья изделий из алюминиевых сплавов Download PDF

Info

Publication number
WO2018097753A1
WO2018097753A1 PCT/RU2017/000740 RU2017000740W WO2018097753A1 WO 2018097753 A1 WO2018097753 A1 WO 2018097753A1 RU 2017000740 W RU2017000740 W RU 2017000740W WO 2018097753 A1 WO2018097753 A1 WO 2018097753A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ligature
stage
filtration
melt
aluminium
Prior art date
Application number
PCT/RU2017/000740
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Александр Юрьевич СИДОРОВ
Виктор Федорович ФРОЛОВ
Игорь Владимирович КОСТИН
Андрей Викторович ДАНИЛОВ
Александр Юрьевич КРОХИН
Сергей Владимирович Беляев
Александр Иннокентьевич Безруких
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Priority to US16/463,352 priority Critical patent/US11345979B2/en
Priority to EP17873904.1A priority patent/EP3546605B1/en
Publication of WO2018097753A1 publication Critical patent/WO2018097753A1/ru

Links

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11—Treating the molten metal
    • B22D11/116—Refining the metal
    • B22D11/117—Refining the metal by treating with gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11—Treating the molten metal
    • B22D11/116—Refining the metal
    • B22D11/119—Refining the metal by filtering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/002—Castings of light metals
    • B22D21/007—Castings of light metals with low melting point, e.g. Al 659 degrees C, Mg 650 degrees C
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00—Obtaining aluminium
    • C22B21/06—Obtaining aluminium refining
    • C22B21/064—Obtaining aluminium refining using inert or reactive gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00—Obtaining aluminium
    • C22B21/06—Obtaining aluminium refining
    • C22B21/066—Treatment of circulating aluminium, e.g. by filtration
    • 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
    • C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
    • 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

Definitions

  • the invention relates to the field of metallurgy of aluminum and can be used to obtain ingots of aluminum alloys of high quality in the manufacture of aerospace and automotive products.
  • the use of this invention relates to the technology of after-furnace modification.
  • the quality of products obtained by casting from aluminum alloys depends on the quality of ligatures and their modifying ability, which determines high requirements for ligatures, such as the absence of non-metallic inclusions, the ability to completely dissolve and uniformly distributed in the melt, etc.
  • the bulk of research and technical solutions is aimed at improving the quality of the ligature, while there is no clear data on the methods of introducing the ligature in order to achieve its maximum modifying effect when aluminum is introduced during casting.
  • a known method of casting ingots of aluminum alloys in a semi-continuous method using a ligature, installation of degassing, filtering Patent US6004506A, C22C 1/02, C22C 21/00, publ. 21.12.1999.
  • the invention discloses the addition of alloying elements to an aluminum alloy when cast in a mold by adding a ligature directly to molten aluminum to obtain enhanced characteristics of the ingot.
  • the obvious disadvantage of this method is that the ligature does not pass through the filtration, but is fed directly to a crystallizer, which can lead to ingress of oxide captures, non-metallic inclusions, insoluble particles of the ligature, with a possible unsatisfactory quality of the ligature.
  • the introduction of the ligature in front of the filters is known and used in the foundry industry, however, it is known that for the manifestation of the maximum modifying effect of the introduced ligature, its particle sizes should be in the range from 2 to 5 microns.
  • the particles of the dissolved modifier can agglomerate and settle on the filters, as a result, not all nucleating particles that are in the ligature reach the crystallizer and work as a modifier in the ingot, and the degree of melt filtration is reduced.
  • An object of the invention is to provide a method for casting products from aluminum alloys, which makes it possible to obtain alloys with finer grain and increased plastic and mechanical properties.
  • the technical result is to increase the degree of modification of the aluminum melt by the ligature without additional structural changes in the existing casting lines of aluminum ingots, which reduces the cost of alloy modification, as well as reducing the grain of the alloys and increasing the plastic and mechanical properties of the obtained cast ingots and products from them.
  • the method of casting products from aluminum alloys includes the following stages: a) preparation of an aluminum melt in a mixer; b) introduction of Al-Ti-B alloys into the melt; c) degassing of a molten aluminum containing a ligature; d) reintroduction of the ligature; d) filtering the aluminum melt obtained in stage d), and e) supplying the filtered melt to the crystallizer, the ratio of the amount of the supplied ligature in stage b) and stage d) being from 1: 1 to 9: 1.
  • the filtration of molten metal is carried out in two stages.
  • the reintroduction of the ligature in step g) is carried out before the first filtration step or before the second filtration step.
  • the reintroduction of the ligature in step d) is carried out in two steps — before the first filtration step and before the second filtration step.
  • a filtration system is used in the first filtration stage, which allows filtering contaminants up to 5-9 microns - a refining unit with a system of filter cartridges.
  • a coarse filter is used in the second filtration stage, while the coarse filter may consist of a filter box with several filter elements that allow filtering out contaminants up to 70 microns in size.
  • a ceramic foam filter can be used as a coarse filter.
  • bar ligature is used as a ligature.
  • One of the preferred variants of the invention is the use of AlTiB 5/1 alloying rod as a ligature at a melt temperature at the ligature supply points of 690-700 ° C and a flow rate of molten metal from the mixer to the crystallizer 10-16 cm / s and the ratio of the amount of ligature supplied at the stage b) and stage d) is 2: 1.
  • the molten aluminum from the mixer is fed into the mold through a system of casting troughs.
  • a degassing installation, a fine filter and a coarse filter, namely, a ceramic foam filter, are built into the gutter system.
  • the melt is prepared in the mixer as follows: raw aluminum coming from the electrolysis bodies is poured into the mixer, then alloying and refining of the melt are carried out. After the melt is prepared through a system of troughs, including the stages of degassing and filtration, they are fed to crystallizers, where semi-continuous casting of flat ingots was carried out.
  • the melt goes through a degassing stage.
  • Degassing is carried out by supplying a certain amount of inert gas, for example, argon, to a system of rotating impellers, under the action of centrifugal force, ascending flows of bubbles in the melt are created.
  • the melt is saturated with bubbles.
  • Oxidide, non-metallic contaminants, hydrogen and other harmful impurities are removed from the melt by “trapping” them with gas bubbles and transferring them to slag.
  • the melt enters the first filtration stage, which is a refining unit with a system of filter cartridges.
  • the aluminum melt passes through the cartridges, which have a porous branched morphology, due to this, all contaminants up to 5-9 microns in size are filtered out.
  • the melt is fed into a coarse filter (second filtration stage), consisting of a filter box with several filter elements that additionally clean the melt from undesirable particles up to 70 microns in size. These particles can enter the melt after a fine filter, for example, during sampling, taking measurements, violating the integrity of the lining, or a process failure.
  • a coarse filter consisting of a filter box with several filter elements that additionally clean the melt from undesirable particles up to 70 microns in size. These particles can enter the melt after a fine filter, for example, during sampling, taking measurements, violating the integrity of the lining, or a process failure.
  • the temperature control of the molten metal was carried out using thermocouples.
  • the temperature of the molten metal at the points of supply of the alloying rod was 690-700 ° C.
  • the ligature was supplied in two stages - the ligature was applied before the degassing stage and before the first filtration stage in a ratio of 2: 1.
  • the ligature was fed distributed before degassing, to the first filtration stage and to the second filtration stage in a ratio of 3: 1: 1 (Fig. 2)
  • a part of the ligature was fed before degassing, and the rest after the first filtration stage before the second filtration stage (Fig. 3).
  • the grain size of the finished ingots was evaluated on a template selected from the middle of the ingot using a microscope.
  • the macrostructure of the ingots templates obtained by the methods of these options are presented in figure 4.
  • the evaluation results are shown in table 1.
  • the table shows that the smallest grain (112 ⁇ m) is characteristic of the ingot obtained by the method according to option 1, namely, when the ligature is fed in two stages - part before degassing and the remaining part of the total amount of ligature introduced during casting before the first stage of filtration.
  • the grain size of the finished ingots was evaluated on a template selected from the middle of the ingot using a microscope.
  • the macrostructure of the ingots templates obtained by the methods of these options are presented in figure 5.
  • the evaluation results are shown in table 2.
  • the claimed method allows to achieve a more efficient dissolution of the ligature, because part of the ligature is fed to the degasser, which allows to intensify the process of melting the ligature and reducing the size of agglomerates, removal of oxide films and nonmetallic inclusions contained in the ligature, which subsequently allows particles to freely pass through the filter elements of the casting line.
  • the achieved effect is observed with various options for the introduction of the second part of the ligature, both before the first stage of filtration, and when applying the second part of the ligature before the second stage of filtration, or before two stages of filtration, in the case of two-stage filtration.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области металлургии алюминия и может быть использовано для получения слитков из алюминиевых сплавов повышенного качества при изготовлении изделий авиакосмической и автомобильной промышленности. Использование данного изобретения относится к технологии внепечного модифицирования. Способ литья изделий из алюминиевых сплавов, включает следующие стадии: а) приготовление расплава алюминия в миксере; б) введение лигатуры в расплавленный металл; в) дегазацию расплава алюминия, содержащего лигатуру; г) повторное введение лигатуры; д) фильтрацию расплава алюминия, полученного на стадии г), и е) подачу отфильтрованного расплава в кристаллизатор. Обеспечивается повышение степени эффективности модифицирования лигатурой расплава алюминия без дополнительных конструктивных изменений в существующих линиях литья алюминиевых слитков, что позволяет снизить затраты на модифицирование сплавов, а также снижение зерна получаемых сплавов и повышение пластических и механических свойств получаемых литых слитков и изделий из них.

Description

СПОСОБ ЛИТЬЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ Область техники
Изобретение относится к области металлургии алюминия и может быть использовано для получения слитков из алюминиевых сплавов повышенного качества при изготовлении изделий авиакосмической и автомобильной промышленности. Использование данного изобретения относится к технологии внепечного модифицирования.
Уровень техники
Проблема повышения механических и эксплуатационных свойств изделий из алюминиевых сплавов до сих пор остается актуальной в теории и практике в литейном производстве. На сегодняшний день существуют различные методы воздействия на структуру сплава. Наиболее доступный и распространенный на сегодняшний день метод - модифицирование, а именно, измельчение зерна готовых алюминиевых слитков за счет введения модификаторов затравочного действия. Среди модификаторов наибольшее распространение получили модифицирующие лигатуры, содержащие в своем составе тугоплавкие дисперсные частицы, являющиеся потенциальными центрами кристаллизации. Их введение в расплав металла меняет процесс кристаллизации, что позволяет получить мелкую и однородную структуру, тем самым улучшить технологические свойства сплава. Таким образом, от качества лигатур и их модифицирующей способности зависит качество изделий, получаемых при литье из алюминиевых сплавов, что определяет высокие требования к лигатурам, такие как отсутствие неметаллических включений, способность полностью растворяться и равномерно распределяться в расплаве и т.п. В уровне техники основная часть исследований и технических решений направлена на улучшение качества лигатуры, в то время, как отсутствует какие-либо однозначные данные о способах введения лигатуры с целью достижения ее максимального модифицирующего эффекта при введении в процессе литья алюминия.
Известен также способ, получения слитков из алюминиевых сплавов, включающий подачу расплавленного металла из миксера в кристаллизатор через литейную коробку, содержащую, по меньшей мере, один источник ультразвука, и литейный желоб, причем после заполнения литейной коробки расплавом опускают в расплав источник ультразвука и вводят под источник ультразвука модифицирующий пруток, содержащий переходные металлы или их соединения, (патент RU 2486269, С22С1/03, С22С221/04, опубл. 27.06.2013). Недостатком этого способа является то, что технологически для осуществления многокристаллизаторного литья и повышения эффективности модифицирования требуется литейная коробка большого объема с установкой дополнительного числа источников ультразвука, что влечет за собой внесение дополнительных конструктивных изменений в существующие линии литья и их удорожание.
Известен способ литья слитков алюминиевых сплавов полунепрерывным методом с применением лигатуры, установки дегазации, фильтрации (Патент US6004506A, С22С 1/02, С22С 21/00, опубл. 21.12.1999). Изобретение раскрывает добавление легирующих элементов в алюминиевый сплав при литье в кристаллизатор путем добавления лигатуры непосредственно в расплавленный алюминий для получения повышенных характеристик слитка. Однако, очевидным недостатком способа является то, что лигатура не проходит фильтрацию, а подается напрямую в кристаллизатор, что может привести к попаданию в слиток окисных плен, неметаллических включений, не растворившихся частиц лигатуры, при возможном неудовлетворительном качестве лигатуры.
В статье «Моделирование процесса распределения лигатуры Al-Ti-B в зависимости от расхода и схемы ввода прутка при литье плоских слитков» Костина И.В., Ильина А.А., Громова Н.В., Беляева СВ., Безруких А.И. - Проспект свободный - 2016 Межд. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых представлены результаты исследований качества слитков алюминия полученных полунепрерывным способ литья алюминия по двум схемам: при введении лигатуры перед металлофильтром и при введении лигатуры перед установкой дегазации.
Введение лигатуры перед фильтрами известно и используется в литейной промышленности, однако известно, что для проявления максимального модифицирующего эффекта вводимой лигатуры, размеры ее частиц должны находится в пределах от 2 до 5 мкм. При указанном способе введения лигатуры частицы растворенного модификатора могут агломерировать и оседать на фильтрах, в результате не все зародешеобразующие частицы, которые находятся в лигатуре, достигают кристаллизатора и работают как модификатор в слитке, а также снижается степень фильтрации расплава.
В статье указанный недостаток исключается тем, что лигатуру вводят перед установкой дегазации. Предложенный способ введения лигатуры позволил достигнуть более мелкого зерна (160 мкм) в плоских слитках по сравнению с вариантом введения лигатуры перед фильтром (240 мкм). Однако, недостатком способа является то, что для достижения указанного размера зерна расход лигатуры приходилось значительно увеличивать. Вероятно, это можно объяснить тем, что с одной стороны, неметаллические включения, окисные плены, содержащиеся в лигатуре, удаляются при дегазации, а агломераты модифицирующих частиц TiB2 разбиваются и их большее число переходит в расплав. Однако в связи с интенсивным процессом перемешивания, барботажа часть лигатуры теряется, что требует вносить большее количество лигатуры для восполнения потерь модифицирующих частиц. В данной заявке указанный способ выбран в качестве прототипа.
Раскрытие изобретения Задачей изобретения является разработка способа литья изделий из алюминиевых сплавов, позволяющего получать сплавы с более мелким зерном и повышенными пластическими и механическими свойствами.
Техническим результатом является повышение степени эффективности модифицирования лигатурой расплава алюминия без дополнительных конструктивных изменений в существующих линиях литья алюминиевых слитков, что позволяет снизить затраты на модифицирование сплавов, а также снижение зерна получаемых сплавов и повышение пластических и механических свойств получаемых литых слитков и изделий из них.
Технический результат достигается за счет того, способ литья изделий из алюминиевых сплавов, включает следующие стадии: а) приготовление расплава алюминия в миксере; б) введение в расплав лигатуры Al-Ti-B; в) дегазацию расплава алюминия, содержащего лигатуру; г) повторное введение лигатуры; д) фильтрацию расплава алюминия, полученного на стадии г), и е) подачу отфильтрованного расплава в кристаллизатор, причем соотношение количества подаваемой лигатуры на стадии б) и стадии г) составляет от 1 : 1 до 9: 1. Согласно одному из предложенных вариантов изобретения фильтрацию расплавленного металла осуществляют в две стадии.
При этом повторное введение лигатуры на стадии г) осуществляют перед первой стадией фильтрации или перед второй стадией фильтрации.
Согласно одному из вариантов изобретения, повторное введение лигатуры на стадии г) осуществляют в два этапа - перед первой стадией фильтрации и перед второй стадией фильтрации.
Согласно одному из вариантов изобретения на первой стадии фильтрации используют систему фильтрации, позволяющую отфильтровывать загрязнения до 5-9 мкм - установку рафинирования с системой фильтрующих картриджей.
Согласно одному из вариантов изобретения на второй стадии фильтрации используют фильтр грубой очистки, при этом фильтр грубой очистки может состоять из фильтрбокса с несколькими фильтрующими элементами, позволяющими отфильтровывать загрязнения размером до 70 мкм. В качестве фильтра грубой очистки может быть использован пенокерамический фильтр.
Согласно одному из вариантов изобретения, в качестве лигатуры используют прутковую лигатуру. Одним из предпочтительных вариантов изобретения является использование в качестве лигатуры легирующего прутка AlTiB 5/1 при температуре расплава в местах подачи лигатуры 690-700 °С и скорости потока расплавленного металла из миксера в кристаллизатор 10-16 см/с и соотношении количества подаваемой лигатуры на стадии б) и стадии г) составляет 2: 1.
Осуществление изобретения
Расплавленный алюминий из миксера подают в кристаллизатор через систему литейных желобов. В систему желобов встроены установка дегазации, фильтр тонкой очистки и фильтр грубой очистки, а именно, пенокерамический фильтр. Расплав готовят в миксере следующим образом: алюминий сырец, поступающий из корпусов электролиза, заливают в миксер, затем осуществляют легирование и рафинирование расплава. После приготовления расплава по системе желобов, включая стадии дегазации и фильтрации подают в кристаллизаторы, где осуществлялось полунепрерывное литье плоских слитков.
На первом этапе расплав проходит стадию дегазации. Дегазация осуществляется путем подачи некоторого количества инертного газа, например, аргона на систему вращающихся импеллеров, под действием центробежной силы создаются восходящие потоки пузырьков в расплаве. Расплав насыщается пузырьками. В установке дегазации происходит интенсивное перемешивание расплава, в то же время окислы, неметаллические загрязнения, водород и др. вредные примеси удаляются из расплава путем «захватывания» их пузырьками газа и переноса в шлак. Далее расплав поступает на первую стадию фильтрации, представляющую собой установку рафинирования с системой фильтрующих картриджей. Алюминиевый расплав проходит сквозь картриджи, которые имеют пористую разветвленную морфологию, благодаря этому все загрязнения размером до 5-9 мкм отфильтровываются.
На третьей стадии расплав подается в фильтр грубой очистки (вторая стадия фильтрации), состоящий из фильтрбокса с несколькими фильтрующими элементами, которые дополнительно очищают расплав от нежелательных частиц размером до 70 мкм. Данные частицы могут попадать в расплав после фильтра тонкой очистки, например, при отборе проб, проведении замеров, нарушении целостности футеровки или сбоя технологического процесса.
Контроль температуры расплавленного металла осуществляли с помощью термопар. Температура расплавленного металла в местах подачи легирующего прутка составляла 690-700 °С.
Практический опыт показывает, что скорость подачи расплавленного металла из миксера в кристаллизатор при многокристаллизаторном литье должна составлять 10-16 см/с, что позволяет интенсивней расплавлять лигатуру. В качестве лигатуры использовали легирующий пруток известного состава AlTiB 5/1 в объеме 3 кг/т.
Согласно первому (вариант 1) варианту подачу лигатуры осуществляли в два этапа - лигатуру подавали перед стадией дегазации и перед первой стадией фильтрации в соотношении 2: 1. (Фиг. 1) Согласно второму варианту (вариант 2) лигатуру подавали распределено перед дегазацией, до первой стадии фильтрации и до второй стадии фильтрации в соотношении 3: 1 : 1 (Фиг. 2)
Согласно третьему варианту (вариант 3) часть лигатуры подавали перед дегазацией, а оставшуюся часть после первой стадии фильтрации перед второй стадией фильтрации (Фиг. 3).
Размер зерна готовых слитков оценивали на темплете, отобранном с середины слитка при помощи микроскопа. Макроструктуры темплетов слитков, полученных способами по указанным вариантам, представлены на фиг.4. Результаты оценки указаны в таблице 1.
Таблица 1
Figure imgf000010_0001
Из таблицы видно, что наиболее мелкое зерно (112 мкм) характерно для слитка полученного способом по варианту 1, а именно при подаче лигатуры в два этапа - части до дегазации и оставшейся части от общего количества вводимой лигатуры в процессе литья перед первой стадией фильтрации.
Кроме того, дополнительно проводили подачу лигатуры по варианту 1, при этом изменяя соотношение количества поданной лигатуры на первом этапе и на втором этапе: с соотношением 1 : 1 (Вариант 1.1) и соотношением 1 :9 (Вариант 1.2)
Размер зерна готовых слитков оценивали на темплете, отобранном с середины слитка при помощи микроскопа. Макроструктуры темплетов слитков, полученных способами по указанным вариантам, представлены на фиг.5. Результаты оценки указаны в таблице 2.
Таблица 2
Figure imgf000011_0001
Из результатов исследования представленных в таблицах 1 и 2 можно сделать вывод, что заявленный способ позволяет достигнуть более эффективного растворения лигатуры, т.к. часть лигатуры подается до дегазатора, что позволяет интенсифицировать процесс расплавления лигатуры и уменьшение размеров агломератов, удаления окисных плен и неметаллических включений, содержащихся в лигатуре, что в дальнейшем позволяет частицам свободней проходить сквозь фильтрующие элементы литейной линии.
Однако в результате исследований было неожиданно обнаружено, что максимальный эффект от введения лигатуры наблюдается при введении лигатуры в два этапа - перед стадией дегазации и перед стадией фильтрации. При введении части лигатуры до стадии дегазации и второй части перед фильтрацией уже при соотношении 1 :9 наблюдается измельчение зерна по сравнению с прототипом, а также значительное измельчение (более чем в 2 раза) по сравнению с зерном, получаемым при введении всей лигатуры перед стадией фильтрации. Кроме того, достигаемый эффект наблюдается при различных вариантах введения второй части лигатуры, как перед первой стадией фильтрации, так и при подаче второй части лигатуры перед второй стадией фильтрации, либо перед двумя стадиями фильтрации, в случае двухстадийного фильтрования.
Кроме того, было неожиданно обнаружено, что при всех заявленных вариантах введения лигатуры в расплав, эффект уменьшения зерна устойчив при одном и том же количестве вводимой лигатуры. Даже при введении большей части лигатуры до стадии дегазации, нет необходимости восполнять ее потери в процессе дегазации путем увеличения общего количества вводимой лигатуры для достижения уменьшения размеров зерна в готовых изделиях. Таким образом, при одинаковом количестве вводимой в расплав лигатуры заявленным способом, в значительно большей степени, чем в случае прототипа, повышается технологическая пластичность слитков и повышается уровень механических свойств деформируемых полуфабрикатов.

Claims

Формула изобретения
1. Способ литья изделий из алюминиевых сплавов, включающий следующие стадии а) приготовление расплава алюминия в миксере; б) введение в расплав лигатуры Al-Ti-B; в) дегазацию расплава алюминия, содержащего лигатуру; г) повторное введение лигатуры; д) фильтрацию расплава алюминия, полученного на стадии г), и е) подачу отфильтрованного расплава в кристаллизатор, причем соотношение количества подаваемой лигатуры на стадии б) и стадии г) составляет от 1 : 1 до 9: 1.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фильтрацию расплавленного металла осуществляют в две стадии.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что повторное введение лигатуры на стадии г) осуществляют перед первой стадией фильтрации.
4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что повторное введение лигатуры на стадии г) осуществляют перед второй стадией фильтрации.
5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что повторное введение лигатуры на стадии г) осуществляют в два этапа - перед первой стадией фильтрации и перед второй стадией фильтрации.
6. Способ по любому из пп. 2-5. отличающийся тем, что на первой стадии фильтрации используют систему фильтрации, позволяющую отфильтровывать загрязнения до 5-9 мкм.
7. Способ по любому из пп. 2-5. отличающийся тем, что на первой стадии фильтрации используют установку рафинирования с системой фильтрующих картриджей.
8. Способ по любому из пп. 2-5. отличающийся тем, что на второй стадии фильтрации используют фильтр грубой очистки.
9. Способ по п. 8 отличающийся тем, что фильтр грубой очистки состоит из фильтрбокса с несколькими фильтрующими элементами, позволяющие отфильтровывать загрязнения размером до 70 мкм.
10. Способ по п. 9 отличающийся тем, что используют пенокерамический фильтр.
11. Способ по п.1. отличающийся тем, что в качестве лигатуры используют прутковую лигатуру.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве лигатуры используют легирующий пруток AlTiB 5/1.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что температура расплава в местах подачи лигатуры составляет 690-700 °С.
14. Способ по п.12, отличающийся тем, что скорость потока расплавленного металла из миксера в кристаллизатор составляет 10-16 см/с.
15. Способ по п.1. отличающийся тем, что соотношение количества подаваемой лигатуры на стадии б) и стадии г) составляет 2:1.
PCT/RU2017/000740 2016-11-24 2017-10-04 Способ литья изделий из алюминиевых сплавов WO2018097753A1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/463,352 US11345979B2 (en) 2016-11-24 2017-10-04 Method of casting articles from aluminum alloys
EP17873904.1A EP3546605B1 (en) 2016-11-24 2017-10-04 Method for casting articles from aluminium alloys

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016146204 2016-11-24
RU2016146204A RU2639105C1 (ru) 2016-11-24 2016-11-24 Способ литья изделий из алюминиевых сплавов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018097753A1 true WO2018097753A1 (ru) 2018-05-31

Family

ID=60718855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/000740 WO2018097753A1 (ru) 2016-11-24 2017-10-04 Способ литья изделий из алюминиевых сплавов

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11345979B2 (ru)
EP (1) EP3546605B1 (ru)
RU (1) RU2639105C1 (ru)
WO (1) WO2018097753A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112143919B (zh) * 2020-08-24 2022-02-18 新疆众和股份有限公司 一种阳极氧化用6系合金棒的生产工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6004506A (en) 1998-03-02 1999-12-21 Aluminum Company Of America Aluminum products containing supersaturated levels of dispersoids
US6454832B1 (en) * 1999-11-15 2002-09-24 Pechiney Rhenalu Aluminium alloy semi-finished product manufacturing process using recycled raw materials
RU2443793C1 (ru) * 2010-10-08 2012-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Высокопрочный сплав на основе алюминия и способ получения изделия из него
RU2486269C2 (ru) 2011-09-05 2013-06-27 Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") Способ внепечного модифицирования алюминиевых сплавов

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10055523C1 (de) * 2000-11-09 2002-04-18 Vaw Ver Aluminium Werke Ag Vorrichtung zur Filtration von und Zugabe von Kornfeinungsmittel zu Metallschmelzen
UA38219U (ru) * 2008-08-04 2008-12-25 Национальный Технический Университет Украины "Киевский Политехнический Институт" Способ модифицирования алюминиевых сплавов
CN103748713B (zh) * 2011-07-29 2016-03-16 株式会社Uacj 电极集电体用铝合金箔及其制造方法
CN102943193B (zh) * 2012-12-11 2015-07-08 丛林集团有限公司 硬质铝合金铸锭的精粒细化加工工艺
RU2522997C1 (ru) * 2013-02-11 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" Способ рафинирования алюминиевых сплавов

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6004506A (en) 1998-03-02 1999-12-21 Aluminum Company Of America Aluminum products containing supersaturated levels of dispersoids
US6454832B1 (en) * 1999-11-15 2002-09-24 Pechiney Rhenalu Aluminium alloy semi-finished product manufacturing process using recycled raw materials
RU2443793C1 (ru) * 2010-10-08 2012-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Высокопрочный сплав на основе алюминия и способ получения изделия из него
RU2486269C2 (ru) 2011-09-05 2013-06-27 Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") Способ внепечного модифицирования алюминиевых сплавов

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. V. KOSTINA. A. ILINN. V. GROMOVS. V. BELYAEVA. I. BEZRUKIKH: "Mddeling the A}-Ti-B addition alloy distribution process, depending on the flow rate and the rod input scheme during casting flat ingots", PROSPEKT SVOBODNYI . 2016 INTERNATIONAL CONFERENCE
See also references of EP3546605A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP3546605A4 (en) 2020-04-08
US20190316227A1 (en) 2019-10-17
EP3546605B1 (en) 2021-09-08
RU2639105C1 (ru) 2017-12-19
EP3546605A1 (en) 2019-10-02
US11345979B2 (en) 2022-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107641744B (zh) 一种铝合金精炼方法
JP6667485B2 (ja) Ａｌ合金の再生方法
JP3329013B2 (ja) Ａｌ−Ｓｉ系アルミニウムスクラップの連続精製方法及び装置
EP2532763A1 (en) Application of aluminum-zirconium-titanium-carbon intermediate alloy in deformation process of magnesium and magnesium alloys
CN109013728B (zh) 一种固液混合连续挤压制备高合金材料的方法及装置
US4917728A (en) Aluminium alloy treatment
RU2639105C1 (ru) Способ литья изделий из алюминиевых сплавов
JP5182773B2 (ja) 銅合金を製造するセミソリッド鋳造方法
CN112813295B (zh) 一种汽车外饰件用铝合金铸棒的晶粒细化剂添加方法
Xu et al. Effect of La on microstructure and grain-refining performance of Al-Ti-C grain refiner
Singh et al. Review of the latest developments in grain refinement
CN115948669A (zh) 含有锆和镁的中间合金及其生产方法和用途
JP6800128B2 (ja) Ａｌ合金の再生方法
CN114703388A (zh) 一种含Mn的Mg-Zn-Al系铸造镁合金晶粒细化的方法
CN115094283A (zh) 高强高导铝合金电枢材料及其制造方法和应用
CN114000020A (zh) 一种大规格模锻件用铸锭及其制备方法
JP4651335B2 (ja) チタンインゴットの製造方法
JP6864704B2 (ja) Ａｌ合金の再生方法
Chunxiang et al. Grain refinement of AZ31 magnesium alloy by Al-Ti-CY master alloy
JPH0920939A (ja) ＡｌおよびＡｌ合金溶湯中への微細化剤添加方法
US8597398B2 (en) Method of refining the grain structure of alloys
CN115896551B (zh) 一种铝钪锆中间合金及其制备方法
CN115976373B (zh) 一种铝合金材料的加工工艺及其应用
CN117845089A (zh) 一种用于铸造铝合金除Fe元素的方法
JPH04318143A (ja) アルミニウム結晶微細化剤

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17873904

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017873904

Country of ref document: EP

Effective date: 20190624