мелкокристаллический модификатор для силуминов

Формула изобретения

Мелкокристаллический модификатор для силуминов, отличающийся тем, что он состоит из мелкокристаллического силуминового переплава эвтектического состава с размером кристаллов кремния 0,2-4 мкм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к литейному производству, в частности к модифицированию алюминиево-кремниевых сплавов.

Известен мелкокристаллический модификатор для силуминов, описанный в журнале «Литейное производство», статья «Влияние структурных параметров лигатуры Аl-Тi на свойства Al-сплавов», Е.Г.Кандалова и др., 2000, № 10, с.21-22. Модификатор состоит из алюминия и 2-5% титана. Размер модифицирующих интерметаллидных частиц Аl₃Тi<20 мкм. Они обеспечивают модификатору короткий инкубационный период действия и живучесть не менее 1 часа. Недостатками использования мелкокристаллической лигатуры Аl-Тi являются ограниченность использования возврата и способность измельчать в основном -Аl.

Известен мелкокристаллический модификатор для силуминов, состоящий из мелкокристаллического силуминового переплава, описанный в журнале «Литейное производство», статья «Наследственное влияние мелкокристаллических модификаторов на свойства алюминиевых сплавов», К.В.Никитин, 2002, № 10, с.16-18. Мелкокристаллический силуминовый переплав является универсальным модификатором для всех структурных составляющих алюминиево-кремниевого сплава. Главным недостатком этого модификатора является малое время живучести процесса модифицирования, которое не превышает 10-15 минут. При более длительной разливке жидкого металла это уменьшает выход годного литья.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является увеличение времени живучести процесса модифицирования.

Технический результат заключается в увеличении выхода годного литья.

Поставленная задача достигается тем, что заявляемый мелкокристаллический модификатор для силуминов состоит из мелкокристаллического силуминового переплава эвтектического состава с размером кристаллов кремния 0,2-4 мкм. Получить кристаллы кремния такой дисперсности можно при литье заготовок в кристаллизатор с повышенной интенсивностью охлаждения либо при литье закалочным затвердеванием, где основная масса жидкой отливки охлаждается затопленными струями воды. Получить в литом состоянии мелкокристаллический силуминовый модификатор с дисперсностью кристаллов кремния менее 0,2 мкм технически очень сложно. При размере этих частиц более 4 мкм время живучести процесса модифицирования силумина существенно уменьшается. При размере кристаллов кремния в силуминовом расплаве менее 4 мкм они приобретают сфероидальную форму. Если при этом дисперсность кристаллов кремния увеличивается, то будет уменьшаться межфазное поверхностное натяжение на границе кристалл-расплав. Все это в совокупности будет уменьшать удельную (на единицу массы) межфазную свободную энергию, что снижает скорость растворения высокодисперсных сфероидальных кристаллов кремния в расплаве и увеличивает время живучести мелкокристаллического силуминового модификатора.

Пример 1

Осуществляли разливку силумина АК12 в кристаллизатор диметром 40 мм. В качестве модификатора использовали мелкокристаллический силуминовый переплав эвтектического состава с размером кристаллов кремния 5-7 мкм. Время живучести процесса модифицирования составляло не менее 10-13 минут.

Пример 2

Осуществляли разливку силумина АК12 в кристаллизатор диметром 40 мм. В качестве модификатора использовали мелкокристаллический силуминовый переплав эвтектического состава с размером кристаллов кремния 2-4 мкм. Время живучести процесса модифицирования составляло не менее 25 минут.

Пример 3

Осуществляли разливку силумина АК12 в кристаллизатор диметром 40 мм. В качестве модификатора использовали мелкокристаллический силуминовый переплав эвтектического состава с размером кристаллов кремния 0,2-0,3 мкм. Время живучести процесса модифицирования составляло не менее 75 минут.

Пример 4

Осуществляли разливку силумина АК18 в кристаллизатор диметром 40 мм. В качестве модификатора использовали мелкокристаллический силуминовый переплав эвтектического состава с размером кристаллов кремния 0,5-0,6 мкм. Время живучести процесса модифицирования составляло не менее 40 минут. При этом измельчались как первичные, так и эвтектические кристаллы кремния.

Пример 5

Осуществляли разливку силумина АК18 в кристаллизатор диметром 40 мм. В качестве модификатора использовали мелкокристаллический силуминовый переплав из сплава АК18 с размером кристаллов кремния 0,5-0,6 мкм. Время живучести процесса модифицирования составляло не менее 45 минут.

Пример 6

Осуществляли разливку силумина АК9 в кристаллизатор диметром 40 мм. В качестве модификатора использовали мелкокристаллический силуминовый переплав эвтектического состава с размером кристаллов кремния 0,4-0,6 мкм. Время живучести процесса модифицирования составляло не менее 45 минут.

Пример 7

Осуществляли разливку силумина АК5М2 в кристаллизатор диметром 40 мм. В качестве модификатора использовали мелкокристаллический силуминовый переплав эвтектического состава с размером кристаллов кремния 0,4-0,6 мкм. Время живучести процесса модифицирования составляло не менее 50 минут.

Источники информации

1. Кандалова Е.Г. и др. Влияние структурных параметров лигатуры Al-Ti на свойства Al-сплавов. Литейное производство, 2000, № 10, с.21-22.

2. Никитин К.В. Наследственное влияние мелкокристаллических модификаторов на свойства алюминиевых сплавов. Литейное производство, 2002, № 10, с.16-18.