Флюс для обработки алюминиевокремниевых сплавов

 

Союз Советскнк

Соцналнстичесинк

Республик

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<щ730853

N АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (б .) Дополнительное к авт. ñâêä-ву (22) Заявлено 30i277 (21) 2561539/22-02 с присоединен)ем заявки ¹

{23) Приоритет

Опубликовано 300480 Бюллетень ¹ 16

Дата опубликования описания 30.04.80 (51) М. Кл.

С 22 С 1/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (5Э) УДК 621 ° 745. 45:

:669.71.782.411 (088. 8) (72) Автор изобретения

И.Б.Гилевич (71} Заявитель (54) ФЛЮС ДЛЯ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЕВО-КРЕИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к технологии обработки жидкого алюминиевого сплава флюсами.

Алюминиевые расплавы активно взаимодействуют с газами рабочего прост- 5 ранства плавильных печей, образуя окислы и карбиды алюминия, а также насыщаясь водородом и другими при месями. Чтобы исключить газовые и усадочные дефекты в отливках, необходимо алюминиевые сплавы подвергать рафинированию и модифицированию.

Известны универсальные флюсы fl) составов, найример, вес.%:

Хлористый натрий 45 t5

Фтористый натрий 40

Криолит 15.

Наиболее близким является флюс

f2), содержащий хлористый натрий, фтористый натрий, криолит- и хлорис- 20 тый калий при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

NaC1 22т45.

ИаЗ A1F 10-15

NaF 10-20 25

КС1 Ост аль н ое

Однако известные составы универсальных флюсов, во-первых, требуют перегрева расплава до 750-850 С, во-вторых, эффект модифицирования 30 расплава сохраняется 30-45 мин, после чего требуется повторное рафинирование и модифицирование, что по техническим причинам не всегда осуществимо. Кроме того, эффект модифицирования и рафинирования расплава значительно падает при переливе сплава из. плавильной печи в раздаточную, Цель данного изобретения — сокраще ние продолжительности плавки и улуч.шение качества сплава, Цель достигается тем, что флюс дополнительно содержит калий борфтористоводородный и магний металлический при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Хлористый натрий 11-15

Фторнстый натрий l0-14

Криолит 3-6

Борфтористоводородный калий 25-35

Магний металлический Остальное

Введение магния в состав флюса позволяет исключить перегрев сплава до 750-800 за счет теплового эффекта, создаваюшегося при растворении избытка магния в алюминии, в результате чего сокращается продолжительность плавки, кроме того, расплав в

730853 меньшей степени насыщается водородом и окисными пленками, что положительно сказывается на улучшении качества сплава. Добавка же борфтористоводородного калия для легиронания сплава бором позволяет измельчать структуоу твердого раствора алюминия, 5

Такое отличие позволяет получить флюс, обеспечивающий значительное повышение физико-механических свойств обрабатываемых сплавов эа счет их одновременного модифицирования, ра- 10 финирования и легнрования, Шихта флюса подобрана так, что смесь в количестве 1-1,5% от веса жидкого металла помещают в колокольчик и вводят в жидкий алюмини- 15 евый сплав, имеющий температуру 720740 С. Благодаря положительному тепловому эффекту пои растворении избытка магния достигается повышение температуры расплава на границе с вводимой смесью солей, что и способствует эффективному рафинированию, модифициронанию и легиронанию расплана бором и магнием беэ дополнительного его.подогрева, при этом снижается насыщение расплава водородом.

Предлагаемый состав флюса позволяет сохранить эффект обработки сплана свище 2-х ч благодаря сильному измель чению бором зерна твердого раствора алюминия, очистить расплав от вред- З0 ных примесей, исключить расход энергии на его пеоегрев, вдвое сократить воемя обработки, что в конечном сче-. те сказывается на улучшении качества сплава, а именно, его физико-меха- 35 нических свойств. для выплавки алюминиевых сплавов марок АЛ9 и АЛ9М подготавлинают три смеси флюсов, содержащих, вес.%:

Хлористый натрий 13,5 40

Фтористый натрий 12,5

Криолит 4,5 и отличающиеся друг от друга содержанием.борфтористоводотзодного калия и магния, равными в каждой смеси последовательно, вес,%: 45

Борфтористоводородный калий 25, 30, 35

Магний 35, 40, 45

Сплавы марок АЛ9 и АЛ9М заливают в кокиль. Из тела отливки толщиной 50

12-20 мм вырезают образцы для испытания механических свойств ° Отливки предварительно подвергают термической обработке.

Пример 1. Приготовляют флюс 55 при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Хлористый натрий 13,5

Фтористый натрий 12,5

Криолит 4,5

Борфт ори стоводородный калий 25

Магний 35

При использовании указанного флюса получают средние из 7 образцов свойства . для: а) сплава АЛ9: предел прочности на растяжение (G>) 27, 7 кгс/ ; относительное удлинение (d ) 3, 4% | твердость по Бринелю (HB) 80 кгс/см у б) сплава АЛ9М: предел прочности на растяжение 37,1 кгс/мм; относительное удлинение 4,3%| твердость по Бринелю (НВ) 108 кгс/см .

В сравнении со свойствами сплавон, обработанных известным флюсом, предел прочности на растяжение увеличивается на 10%, а относительное удлинение — на 20%.

Пример 2, Приготонляют флюс следующего состава, вес.%:

Хлористый натрий 13,5

Фтористый натрий 12,5

Криолит 4,5

Борфтористонодородный калий 30

Ма гний 40

В данном примере используется флюс с более высоким содержанием борфтористоводородного калия и магния. Использование флюса такого состава при тех же условиях заливки, термообработки, как и в поимере 1, позволяет несколько повысить предел поочности на растяжение на 3%, и относительное удлинение на 15%.

Пример 3. Приготовляют флюс, содержащий следующие компоненты, вес.%:

Хлористый натрий 13,5

Фтористый натрий 12,5

Криолит 4,5

Борфтористоводородный калий 35

Магний 45

При испытании флюса данного состава у сплавов марок АЛ9 и АЛ9М наблюдается незначительное понижение свойств в сравнении с флюсом по примеру 2, .

Таким образом, оптимальным составом является флюс следующего состава, вес.%:

Хлористый натрий 13,5

Фтористый натрий l2,5

Криолит 4,5

Борфтористоводородный калий,30

Магний 40

Сплавы, рафиниронанные таким флюсом, имеют характеристики фиэикомеханических свойств, которые поедставлены в таблице.

Иэ данных таблицы видно, что механические свойства и твердость спланон марок АЛ9 и АЛ9М, рафинированных предлагаемым флюсом, выше на 10-20% по сравнению со сплавом, обработанными известным флюсом.

Оптимальная добавка борфтооистоводородного калия и магния находится соответственно в пределах 25-30 и

35-40 вес.%.

Применение флюса с содержанием калия борфтористоводородного и маг730853

Рафинирование известным флюсом вес.Ъг NaCl 45 + NaF 40 +

+ маэА1Р6 15

Марка сплава

NB pp кгс/мч

Ев

Z кгс/мм нв

2 кгс/см

eg

2 кгс/мм

24,5

2,8

28,3

3,7

4,4

34,6

104

38,2

110

3,4

АЛ9М

Формула изобретения

Составитель Г.Титова

Редактор М.Лнкович Техред и.Бабурка Корректор A.Гриценко

Заказ 1462/14 Тираж 694 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 ния ниже нижнего предела не позволяет получить сплавы с необходимыми физико-механическими свойствами. Использование флюса с содержанием калия борфтористоводородного и магния вью верхнего поедела не дает дополнитег"ного повышения уровня механических свойств, а только ведет к повышенному расходу борфтористоводородного калия и магния, кроме этого, высокое содержание борфтористоводоФлюс для обработки алюминиевокремниевых сплавов, содержащий хлористый натрий, фтористый натрий и криолит, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества сплава при сокращении длительности плавки, флюс дополнительно содержит борфтористоводородный калий и магний металлический пои следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Ь

Хлористый натрий 11-15

Фтористый натрий 10-14 родного калия и магния не всегда до пустимо по условиям ГОСТ ияи ТУ на сплавы.

Использование флюса предлагаемого состава позволяет получить плотные отливки с высокими механическими свойствами, при этом сокращается время плавки, связанное с допЬлнительным подогревом расплава до 780800оС.

Рафинирование предлагаемым флюсом, вес.Зг

NaCl 13,5 + NaF 12)5 +

+ Na3A1F 4,5 + KBF4 36 +Ng 40Х

Криолит 3-6

Борфтористоводородный калий 25-35

Магний металЗо лический Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Колобнев Н.Ф, и др. Цветное литье иэ легких сплавов. Справоч-. ник литейщика . М., Машиностроение, 1977, с.120.

2. Авторское свидетельство СССР

9 453440, кл. С 22 В 9/10, 1973 (прототип) .