Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МАГНИЕВОГО СПЛАВА ДЛЯ ФАСОННОГО ЛИТЬЯ
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МАГНИЕВОГО СПЛАВА ДЛЯ ФАСОННОГО ЛИТЬЯ

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МАГНИЕВОГО СПЛАВА ДЛЯ ФАСОННОГО ЛИТЬЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к области металлургии, авиационной и машиностроительной технике, а именно к приготовлению магниевых сплавов повышенной чистоты и коррозионной стойкости для фасонного литья. Способ приготовления магниевого сплава для фасонного литья включает плавление металлической шихты, легирование, рафинирование сплава от примесей железа и кремния посредством введения в жидкий сплав циркония или титана в количестве 0,006-0,08% от веса шихты при температуре 740-760oС и модифицирование сплава при этих температурах углеродосодержащими веществами магнезитом или гексахлорэтаном, вводимыми в расплав в количествах более 0,4% от веса шихты (магнезита) и более 0,1% от веса шихты (гексахлорэтана), обеспечивается повышение чистоты сплава, его коррозионной стойкости, улучшение механических свойств. 1 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: 2184789
Класс(ы) патента: C22C1/02
Номер заявки: 2001107415/02
Дата подачи заявки: 21.03.2001
Дата публикации: 10.07.2002
Заявитель(и): Государственное предприятие "Всероссийский научно- исследовательский институт авиационных материалов"
Автор(ы): Фридляндер И.Н.; Степанов В.В.; Николаева И.Л.; Вахрушева Н.Б.
Патентообладатель(и): Государственное предприятие "Всероссийский научно- исследовательский институт авиационных материалов"
Описание изобретения: Изобретение относится к области металлургии, авиационной и машиностроительной техники, а именно к приготовлению магниевых сплавов повышенной чистоты и коррозионной стойкости для фасонного литья.
Известен способ приготовления магниевых сплавов системы магний - алюминий - цинк - марганец в литейных цехах фасонного литья, включающий плавление металлической шихты, легирование, рафинирование сплава от примеси железа посредством введения в жидкий сплав при температуре 800-810oС 0,7-0,8% марганца от веса шихты и последующего снижения температуры расплава до 680-700oС и выстаивания [1].
Недостатком известного способа приготовления магниевого сплава является большие безвозвратные потери металла, высокие температуры процесса, повышенный расход энергии и длительность процесса.
Промышленное применение на металлургическом заводе нашел способ рафинирования магния и его сплавов от примесей железа посредством введения в жидкий металл низших хлоридов титана (титанового флюса)[2].
Недостатками этого способа рафинирования являются дополнительные энергетические и трудовые затраты на приготовление титанового флюса, токсичность процесса его приготовления (плавка хлористых солей с титановой губкой), токсичность процесса рафинирования магния и сплавов титановым флюсом и повышенные безвозвратные потери металла.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является способ приготовления в литейных цехах магниевого сплава МЛ5пч повышенной чистоты по примесям железа и кремния (Fe≤0,007%, Si≤0,08%), включающий плавление металлической шихты, легирование, рафинирование жидкого сплава флюсом от шлаков - окислов и модифицирование магнезитом в количестве до 0,4% от веса шихты [3].
Присутствие этих примесей в магниевом сплаве и деталях из него даже в таких малых количествах снижает их коррозионную стойкость в сравнении с более чистым сплавом по этим примесям. Недостатком способа - прототипа является увеличение содержания примесей железа и кремния в сплаве в процессе приготовления (плавки) его в печи с железным тиглем и использование в металлическую шихту уже загрязненных примесями возвратов собственного производства, в результате чего изначально чистая по примесям металлическая шихта из чушковых металлов металлургических заводов при плавке сплава загрязняется примесями железа и кремния, что снижает коррозионную стойкость приготовленного сплава и отлитых из него деталей. Так при приготовлении сплава МЛ5пч из чушкового МА8Цч содержание железа увеличивается с 0,003 до 0,007%, а кремния с 0,03 до 0,08%. К недостаткам способа - прототипа относятся также большой разброс механических свойств сплава и имеющий место брак по химическому составу и механическим свойствам.
Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка способа приготовления в литейных цехах магниевых сплавов повышенной по примесям чистоты посредством рафинирования жидких магниевых сплавов от примесей железа и кремния и, как следствие этого, повышение коррозионной стойкости сплава и деталей.
Эта техническая задача решается тем, что предложен способ приготовления магниевого сплава для фасонного литья, включающий плавление металлической шихты, легирование, рафинирование и модифицирование сплава углеродосодержащими веществами, в котором рафинирование сплава осуществляется посредством введения в его расплав циркония или титана в количестве 0,006-0,08% каждого от веса шихты. При этом рафинирование и модифицирование сплава осуществляют при температуре 740-760oС, а в качестве углеродосодержащих веществ используют гексахлорэтан в количестве более 0,1% от веса шихты или магнезит в количестве более 0,4% от веса шихты. Экспериментально и промышленным опытом использования в шихту готового чушкового сплава повышенной чистоты установлено, что даже небольшое содержание циркония и титана в приготовленном сплаве укрупняет его структуру (зерно) и этим снижает его механические свойства. Экспериментальными плавками показано, что ликвидировать сравнительно крупную структуру сплава возможно посредством введения в сплав дополнительного, по сравнению с прототипом, количества углеродосодержащих веществ, которое зависит от количества введенного в расплав циркония и титана.
Проведенными экспериментами и исследованиями установлено, что введение в жидкие сплавы небольших количеств (0,006-0,08%) от веса шихты титана или циркония и повышенного количества углеродосодержащих веществ позволяет получать сплавы и детали из них повышенной чистоты и коррозионной стойкости и стабильно хорошие механические свойства.
Примеры осуществления
Предлагаемый способ приготовления магниевого сплава для фасонного литья был опробован в лабораторных и промышленных условиях.
Пример 1
В тигельную печь емкостью 400 кг загружали 280 кг магния марки МГ96, расплавляли его и при температуре расплава 720oС вводили 1 кг цинка и 24 кг алюминия (с учетом алюминия в лигатуре алюминий - марганец), после этого нагрели расплав до температуры 750oС и ввели в него лигатуру алюминий - марганец (с учетом введения 0,5% марганца в сплав) и перемешали расплав. Затем ввели в него 0,007% циркония от веса шихты и перемешали расплав. Цирконий в сплав вводился из лигатуры магний - цирконий с содержанием циркония в ней 16%. При температуре расплава 740oС провели его модифицирование введением 0,5% от веса шихты магнезита. Доводили температуру сплава до 760-770oС и выстаивали его в течение 10-15 минут. Определяли химический состав приготовленного сплава и готовым сплавом заливали формы образцов и фасонных отливок.
Пример 2
Технология приготовления сплава аналогична примеру 1 за исключением того, что вместо циркония в жидкий сплав ввели 0,01% титана от веса шихты, а модифицирование проводили введением в расплав при температуре 760oС 0,15% гексахлорэтана от веса шихты. Титан вводили в сплав лигатурой алюминий - титан.
Результаты исследований качественных характеристик магниевого сплава показывают, что применение предлагаемого способа приготовления магниевого сплава для фасонного литья в сравнении с известным способом - прототипом позволяет повысить в 2-6 раз чистоту сплава и деталей из него, в 2-4 раза их коррозионную стойкость и механические свойства в среднем на 6,4% по пределу прочности. Кроме этого, применение предлагаемого способа приготовления магниевого сплава в промышленности позволяет значительно снизить брак плавок сплава МЛ5пч по примесям, механическим свойствам, коррозионной стойкости, увеличить надежность эксплуатации изделий и продолжительность их ресурса.
Литература
1. Плавка и литье легких сплавов. М. Б. Альтман и др. Издательство "Металлургия". Москва, 1969 г., стр.347.
2. СССР а.с. 884309.
3. Плавка и литье легких сплавов. М. Б. Альтман и др. Издательство "Металлургия". Москва, 1969 г., стр.351.
Формула изобретения: Способ приготовления магниевого сплава для фасонного литья, включающий плавление металлической шихты, легирование, рафинирование и модифицирование сплава углеродосодержащими веществами, отличающийся тем, что рафинирование сплава осуществляют посредством введения в его расплав циркония или титана в количестве 0,006-0,08% каждого от веса шихты, при этом рафинирование и модифицирование сплава осуществляют при температуре 740-760oС, а в качестве углеродосодержащих веществ используют гексахлорэтан в количестве более 0,1% от веса шихты или магнезит в количестве более 0,4% от веса шихты.