Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАНДАРТНЫХ ОБРАЗЦОВ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАНДАРТНЫХ ОБРАЗЦОВ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАНДАРТНЫХ ОБРАЗЦОВ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в металлургии для изготовления стандартных образцов сплавов алюминия с щелочными или щелочно-земельными металлами. Сущность: получают лигатуру состава Al - Na ультразвуковой обработкой расплава алюминия и замешиванием натрия в зону развитой кавитации, кристаллизацию лигатуры осуществляют со скоростью 1 - 2 С/с. Полученную лигатуру вводят в расплав алюминия, а затем производят обливку слитка методом непрерывного литья со скоростью охлаждения 10 - 20С/с с одновременной ультразвуковой обработкой жидкой ванны слитка в режиме развитой кавитации с интенсивностью более 10 Вт/cм2. 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2005801
Класс(ы) патента: C22C1/02
Номер заявки: 4954296/02
Дата подачи заявки: 30.05.1991
Дата публикации: 15.01.1994
Заявитель(и): Всероссийский институт легких сплавов
Автор(ы): Эскин Г.И.; Пименов Ю.П.; Костюков В.И.; Фридман Г.И.; Бернштейн К.С.; Веллер Н.Д.
Патентообладатель(и): Акционерное общество открытого типа "Всероссийский институт легких сплавов"
Описание изобретения: Изобретение относится к металлургии, в частности, к производству сплавов прецизионного состава с высокой однородностью, и может быть использовано для изготовления стандартных образцов сплавов алюминия с щелочными или щелочно-земельными металлами.
Известен способ изготовления образцов алюминиево-свинцового сплава, включающий перегрев расплава на 100-200оС выше температуры, при которой свинец полностью растворяется в расплаве Al, и кристаллизацию сплава путем центробежного разбрызгивания в проточную воду.
Недостатком способа является неоднородность химического состава, особенно при необходимости изготовления сплава с большим содержанием свинца. Кроме того, из-за трудностей удержания в расплаве относительного высоких концентраций легирующего металла при изготовлении сплавов с щелочными металлами вследствие его активного выгорания, данный способ не позволяет достигнуть концентрации порядка 0,1 мас. % .
Известен способ изготовления стандартных образцов, принятый за прототип, по которому ведут легирование и отливают слитки алюминиевых сплавов. В этом способе расплав шихты нагревают до 100-400оС (выше температуры плавления), выдерживают при этой температуре 15-60 мин и затем кристаллизуют под действием давления 32000 кгс/см3 со скоростью 10-10С/с.
Недостатком известного способа является большой разброс химического состава при изготовлении сплавов алюминия с щелочными и щелочно-земельными металлами. Кроме того, данным способом невозможно добиться изготовления стандартных образцов с содержанием щелочных или щелочно-земельных металлов до 0,1 мас. % , т. к. вследствие их высокой химической активности они быстро выгоряют, что препятствует их введению в расплав в больших количествах.
Целью изобретения является увеличение однородности химического состава.
Поставленная цель достигается тем, что получают лигатуру состава Al-Na, с ультразвуковой обработкой расплава алюминия и замешиванием Na в зону развитой кавитации, кристаллизацию лигатуры осуществляют со скоростью 1-2оС/с, а отливку слитка производят методом непрерывного литья со скоростью охлаждения 10-20оС/с c одновременной ультразвуковой обработкой жидкой ванны слитка в режиме развитой кавитации с интенсивностью более 10 Вт/см3.
Отличительными признаками заявляемого способа является введение ультразвуковой обработки расплава на стадии получения лигатуры, так и при осуществлении режима непрерывного литья слитка.
Сущность предложенного метода (способа) заключается в том, что изготовление стандартного образца ведется за счет особенностей процесса легирования и ультразвуковой обработки жидкой ванны слитка при кристаллизации методом непрерывного литья. Особенность процесса легирования заключается в том, что лигатуру замешивают под зеркало расплава с помощью ультразвуковой обработки той зоны, куда вводят навеску легирующего металла. За счет ультразвуковой обработки металл диспергируется, его растворимость возрастает, что позволяет ввести в расплав алюминия до 0,1 мас. % таких активных металлов, как, например, натрий или стронций и изготовлять затем стандартные образцы соответствующей концентрации.
При этом при получении богатой лигатуры необходимо кристаллизовать ее с достаточно быстрой скоростью охлаждения расплава до 1-2оС/с для удержания натрия в твердом растворе. Такая скорость достигается при кристаллизации, например, в медную изложницу. При меньших скоростях охлаждения не удается обеспечить равномерное распределение натрия по образцу.
При скоростях охлаждения более 2оС/с происходит расслоение металла, и следовательно, нарушение однородности.
На второй стадии процесса при кристаллизации слитка методом непрерывного литья необходимо поддерживать скорость охлаждения в диапазоне 10-20оС/с, т. к. при меньших скоростях наблюдается неравномерность по химическому составу стандартного образца, вследствие расслоения металла, а большую скорость технически осуществить трудно, т. к. происходит растрескивание слитка, отрыв от стенок кристаллизатора и т. д.
Верхний предел интенсивности ультразвуковой обработки ограничен мощностью существующих источников ультразвука и конструктивными особенностями применяемых излучателей.
При интенсивности менее 10 Вт/см2 не достигается равномерное диспергирование легкоплавких компонентов в расплаве, т. к. данной мощности не хватает для активного перемешивания расплава и, как следствие, имеет место недостаточная однородность химического состава.
П р и м е р. В тигель с расплавом жидкого алюминия вводили излучатель ультразвука и под его торец подавали необходимую навеску металлического натрия. Полученный сплав затем кристаллизовали в медной изложнице. Образовавшуюся лигатуру Al-0,1 мас. % Na загружали в печь с расплавом алюминия в количестве, необходимом для получения сплава с заданной концентрацией натрия. Затем включили литейную машину и методом непрерывного литья получали слитки заданного состава. При этом одновременно вели ультразвуковую обработку в жидкой ванне слитка. Полученный слиток прессовали на прутки, из которых изготовляли образцы стандартного сплава. Данным способом удалось изготовить образцы стандартных сплавов с различными значениями массовой концентрации натрия (см. табл. 1).
В табл. 2 приведены данные по оценке характеристики неоднородности 6 х 103, рассчитанные для опыта 1 по всесоюзной методике МИ 1709-87.
Таким образом, данный способ изготовления двойных сплавов алюминия позволяет ввести в сплав относительно высокие количества натрия, или других щелочных (щелочно-земельных) металлов при удовлетворительной равномерности химического состава, что, в свою очередь, позволяет иметь необходимый набор стандартных образцов. (56) Авторское свидетельство СССР N 920075, кл, C 22 C 1/02, 1982.
Формула изобретения: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАНДАРТНЫХ ОБРАЗЦОВ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, включающий получение расплава лигатуры, его кристаллизацию, введение полученной лигатуры в расплав алюминия и отливку слитков, отличающийся тем, что, с целью повышения однородности химического состава, получают лигатуру состава Al - Na ультразвуковой обработкой расплава алюминия и замешиванием натрия в зону развитой кавитации, кристаллизацию лигатуры осуществляют со скоростью 1 - 2 град/c, а отливку слитка производят методом непрерывного литья со скоростью охлаждения 10 - 20 град/с с одновременной ультразвуковой обработкой жидкой ванны слитка в режиме развитой кавитации с интенсивностью более 10 Вт/см2.