способ обработки алюминиевых сплавов

Формула изобретения

Способ обработки алюминиевых сплавов, включающий введение в расплав дегазирующей таблетки "Эвтектика", гексафторцирконата калия и выстаивание, отличающийся тем, что дегазирующую таблетку "Эвтектика", гексафторцирконат калия вводят в расплав в смеси с хлористым марганцем, смесь вводят в колокольчике, причем их предварительно закладывают послойно в колокольчик в следующей последовательности: хлористый марганец, гексафторцирконат калия, дегазирующая таблетка "Эвтектика", в массовом соотношении хлористый марганец:гексафторцирконат калия:дегазирующая таблетка "Эвтектика", равном 1:(1-2):(0,5-0,75).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к способу рафинирования и модифицирования алюминиевых сплавов.

Известен способ обработки алюминиевых сплавов, включающий введение в жидкий сплав поэтапно хлористых солей, например, хлористого марганца (MnCl₂) и гексафторцирконата калия (К₂ZrF₆) (см. ТИ 07509416.35210000.00053. Комсомольск-на-Амуре. ОАО "КнААПО", 1997) при приготовлении сплава Ам 4.5 КД (ВАЛ 10). При данном способе обработки расплава наблюдается брак по подкорковой пористости, газовым раковинам по отдельным порциям до 90% и микротрещинам.

Наиболее близким аналогом для предложенного способа является способ обработки алюминиевых сплавов, описанный в журнале "Литейщик России", статья "Применение дегазирующей лигатуры для повышения эффективности очистки алюминиевых сплавов", Хосен Ри и др. 2002, №2, с.29-30. Способ включает введение в расплав дегазирующей таблетки "Эвтектика", гексафторцирконата калия и выстаивание. Однако при таком способе не достигается заметной эффективной очистки от неметаллических включений, что приводит к браку отливок по газовым раковинам, подкорковой пористости и микротрещинам. Гексафторцирконат калия из-за большого удельного веса и мелкодисперстности не успевает прореагировать и раствориться в расплаве и выпадает в осадок. Как следствие, из-за обедненности сплава цирконием уменьшается количество центров кристаллизации, увеличиваются межкристаллитные напряжения и склонность к трещинообразованию, что часто приводит к окончательному браку отливок после механической обработки по микротрещинам. Кроме того, присутствует неприятный запах серы.

Задачей настоящего изобретения является повышение качества отливок за счет снижения брака отливок по газовым раковинам, подкорковой пористости, исключения брака по микротрещинам и улучшение санитарно-гигиенических условий труда за счет исключения выделения в атмосферу участка сероводорода.

Указанная задача решается тем, что в способе обработки алюминиевых сплавов, включающем введение в расплав дегазирующей таблетки "Эвтектика", гексафторцирконат калия и выстаивание, дегазирующую таблетку "Эвтектика", гексафторцирконат калия вводят в расплав с хлористым марганцем. Смесь вводят в колокольчике, причем ингредиенты предварительно закладывают в колокольчик послойно в следующей последовательности: хлористый марганец, гексафторцирконат калия, дегазирующую таблетку "Эвтектика" в массовом соотношении: хлористый марганец:гексафторцирконат калия:дегазирующая таблетка "Эвтектика", равном 1:(1-2):(0,5-0,75).

Использование комбинированной смеси рафинирующих (хлористый марганец - MnCl ₂, таблетки "Эвтектика") солей и модифицирующей (гексафторцирконат калия - K₂ZrF₆) соли в заданной последовательности обеспечивает оптимальное использование рафинирующих и модифицирующих средств. При предлагаемой совмещенной обработке происходит активное выделение фтора, серы, углекислого газа, которые выносят в шлак адсорбированные на них неметаллические включения. Кроме того, газовые пузыри препятствуют выпаданию циркония в осадок, т.к. постоянно выносят тяжелые мелкие соединения Zr-Al в верхние слои сплава, заставляют их циркулировать до полного равномерного растворения в расплаве. Брак отливок по трещинам ликвидируется, а по газовым раковинам и по подкорковой пористости значительно сокращается. Кроме того, из-за более активного процесса разложения солей повышается локальная температура разложения дегазирующей таблетки и сера полностью сгорает и улетучивается. Неприятный запах серы исчезает.

Способ обработки алюминиевых сплавов осуществляется следующим образом. Предварительно закладывают в колокольчик послойно хлористый марганец, гексафторцирконат калия, дегазирующую таблетку "Эвтектика" в массовом соотношении хлористый марганец:гексафторцирконат калия:дегазирующая таблетка "Эвтектика", равном 1:(1-2):(0,5-0,75). Колокольчик опускают в алюминиевый расплав, обрабатывают алюминиевый расплав и выстаивают.

Исследования проводились на сплаве Ам 4,5 кд (ВАЛ 10). Шихту расплавляли в электрической печи сопротивления типа CAT с вместимостью тигля 200-250 кг. После достижения 730-740°С расплав обрабатывался смесью рафинирующих и модифицирующих солей, состоящей из хлористого марганца, гексафторцирконата калия и дегазирующей таблетки "Эвтектика" в массовом отношении 1:(1-2):(0,5-0,75), и заложенных в колокольчик послойно в данном порядке.

На фиг.1 показана микроструктура образца сплава, обработанного раздельно рафинирующими и модифицирующими солями.

На фиг.2 показана микроструктура образца сплава, обработанного смесью рафинирующих и модифицирующих солей в соотношении (менее 1):(1-2):(менее 0,5).

На фиг.3 показана микроструктура образца сплава, обработанного смесью рафинирующих и модифицирующих солей, заложенных в колокольчик в последовательности: хлористый марганец, дегазирующая таблетка "Эвтектика", гексафторцирконат калия.

На фиг.4 показана микроструктура образца сплава, обработанного смесью рафинирующих и модифицирующих солей в соотношении 1:(1-2):(0,5-0,75), заложенных в колокольчик в последовательности: хлористый марганец, гексафторцирконат калия, дегазирующая таблетка "Эвтектика".

Как видно из фиг.1, 2, 3, микроструктура материала соответствует литому состоянию. В структуре имеются поры, скопление серых крупных и светлых равномерно распределенных палочкообразных включений, рыхлота.

Как видно из фиг.4, в микроструктуре материала образца дефектов нет. Увеличение содержания в смеси рафинирующих солей к значительному улучшению качества приготовленного расплава не приводило.