[go: up one dir, main page]

RU2035520C1 - Method for production of magnesium-calcium alloys - Google Patents

Method for production of magnesium-calcium alloys Download PDF

Info

Publication number
RU2035520C1
RU2035520C1 RU92002691/02A RU92002691A RU2035520C1 RU 2035520 C1 RU2035520 C1 RU 2035520C1 RU 92002691/02 A RU92002691/02 A RU 92002691/02A RU 92002691 A RU92002691 A RU 92002691A RU 2035520 C1 RU2035520 C1 RU 2035520C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
melt
alloy
magnesium
carried out
ingots
Prior art date
Application number
RU92002691/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU92002691A (en
Inventor
О.Ю. Бессонов
Е.В. Ильенко
В.А. Котрехов
Б.С. Устинов
Н.С. Хрипунов
Original Assignee
Производственное объединение "Чепецкий механический завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Производственное объединение "Чепецкий механический завод" filed Critical Производственное объединение "Чепецкий механический завод"
Priority to RU92002691/02A priority Critical patent/RU2035520C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2035520C1 publication Critical patent/RU2035520C1/en
Publication of RU92002691A publication Critical patent/RU92002691A/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: production of magnesium alloys. SUBSTANCE: alloy is produced and cast in induction vacuum furnace under inert gas atmosphere. Charge is melted in graphite crucibles, melt is superheated to a temperature exceeding the melting temperature of basic component. After superheating, the melt is mixed with graphite stirrer or by electromagnetic method. Melt is drained through discharge device in crucible bottom into casting bowl and thence, through distributing grating, into lingots or molds. EFFECT: larger number of ingots of required quality and appearance per heat. 3 cl, 1 tb

Description

Изобретение относится к области металлургии щелочноземельных металлов и сплавов, в частности к получению сплавов магния с кальцием и сплавов на их основе. The invention relates to the field of metallurgy of alkaline earth metals and alloys, in particular to the production of magnesium alloys with calcium and alloys based on them.

Известны способы приготовления сплавов магния с алюминием, цинком и другими металлами, заключающиеся в совместном расплавлении магния с легирующими добавками в стальных стационарных или выемных тиглях, с использованием различных флюсов, в печах с газовым, нефтяным или электрическим обогревом и разливкой металла по формам через верх тигля или вычерпыванием разливочными ковшами. Known methods for the preparation of magnesium alloys with aluminum, zinc and other metals, which consist in the joint melting of magnesium with alloying additives in steel stationary or removable crucibles, using various fluxes, in furnaces with gas, oil or electric heating and metal casting in molds through the top of the crucible or scooping up with casting ladles.

Недостаток таких способов плавки необходимость работы с флюсами, служащими для защиты от соприкосновения расплавленного магния с воздухом или топочными газами во избежание возгорания. В состав флюсов, как правило, входят хлористые соли (магния, кальция, натрия и других металлов). Эти соли гигроскопичны и требуют специальных условий для их хранения и применения. Кроме того, отработанные флюсы требуют специальных технологий для их обработки и утилизации. The disadvantage of such smelting methods is the need to work with fluxes that protect against contact of molten magnesium with air or flue gases in order to avoid fire. The composition of fluxes, as a rule, includes chloride salts (magnesium, calcium, sodium and other metals). These salts are hygroscopic and require special conditions for their storage and use. In addition, waste fluxes require special technologies for their processing and disposal.

Известен способ приготовления сплава магния с кальцием, взятый за прототип, заключающийся в том, что процесс осуществляют в два приема: сначала компоненты сплава расплавляют в стальном стакане, помещенном в стальную реторту, заполненную аргоном, в электрической печи сопротивления при температуре 900-950оС в течение 2-3 ч. После 6-часового охлаждения "загрузочный стакан со сплавом в опрокинутом положении устанавливается в стакан сплавления, к которому подсоединяется изложница с крестовиной, и все это помещается в реторту сплавления. Реторта устанавливается в печь сопротивления, заполняется аргоном и производится плавка при температуре 1000оС в течение 1,5-2 ч. После плавки реторту охлаждают на стеллаже не менее 6 ч. В конце охлаждения каждой реторты, перед ее вскрытием, проводится трехкратное пассивирование возгонов путем последовательного вакуумирования до 1,0-50,0 КПа и заполнения атмосферным воздухом.Known method for preparing calcium-magnesium alloy taken as a prototype, consisting in that the process is carried out in two steps: first, the alloy is melted in a steel beaker placed in a steel retort filled with argon, in an electric resistance furnace at a temperature of 900-950 C. within 2-3 hours. After 6 hours of cooling, the “loading cup with the alloy in the tilted position is installed in the fusion cup, to which the mold with the crosspiece is connected, and all this is placed in the fusion retort. Retort rehydrating a resistance furnace, filled with argon and melting is performed at a temperature of 1000 ° C for 1.5-2 hours. After melting the retort is cooled on a shelf for at least 6 hours. At the end of each cooling retort before its opening, passivation is carried out three times by the sublimates sequential evacuation to 1.0-50.0 KPa and filling with atmospheric air.

Таким образом, процесс получения сплава и отливки слитков занимает не менее 17 ч. При этом отливаются слитки общей массой до 70 кг. Thus, the process of obtaining alloy and casting ingots takes at least 17 hours. In this case, ingots with a total weight of up to 70 kg are cast.

Недостатки прототипа:
малая производительность, являющаяся следствием большой инерционности нагрева в печах сопротивления, многооперационности способа и невозможности работы с горячими ретортами;
значительная трудоемкость способа, вызванная последовательным раздельным осуществлением операций приготовления сплава и отливки слитков;
низкое качество сплава, обусловленное плавкой в стальных стаканах, загрязняющих сплав железом и другими лимитируемыми примесями, и в герметичных стальных ретортах, не позволяющих проводить работы с расплавом. Отсутствие возможности перемешивания расплава приводит к неравномерности распределения компонентов сплава. Неконтролируемый слив металла в изложницу может приводить к получению слитков неодинаковой массы и качества.
The disadvantages of the prototype:
low productivity, which is a consequence of the large inertia of heating in resistance furnaces, the multi-operation method and the inability to work with hot retorts;
the considerable complexity of the method caused by the sequential separate implementation of the operations of preparing the alloy and casting ingots;
low quality of the alloy, due to melting in steel glasses, contaminating the alloy with iron and other limited impurities, and in sealed steel retorts that do not allow melt work. The inability to mix the melt leads to uneven distribution of the components of the alloy. Uncontrolled discharge of metal into the mold can lead to ingots of unequal mass and quality.

Цель изобретения повышение производительности труда, снижение трудоемкости технологии и повышение качества сплава. The purpose of the invention is to increase labor productivity, reduce the complexity of technology and improve the quality of the alloy.

Поставленная цель достигается тем, что процесс получения сплава и отливки слитков ведут в индукционной вакуумной печи в атмосфере инертного газа (например аргона). Расплавление шихты ведут в графитовых тиглях, и расплав перегревают до температуры, превышающей температуру плавления основного компонента на 150-250оС. После перегрева расплав усредняют, перемешивая графитовой мешалкой. Расплав также можно усреднить, применив электромагнитное перемешивание.This goal is achieved by the fact that the process of producing alloy and casting of ingots is carried out in an induction vacuum furnace in an atmosphere of inert gas (for example argon). Melting the charge lead into the graphite crucible, and the melt is superheated to a temperature above the melting temperature of the core component to 150-250 C. After melt superheat averaged mixing graphite stirrer. The melt can also be averaged by applying electromagnetic stirring.

Расплав сливают через сливное устройство в дне тигля в литейную чашу, из которой он через распределительную решетку попадает в каналы чугунной изложницы или графитовой формы. Избыток газа, возникающий при его нагревании в процессе плавки, стравливается через взрывной клапан печи. The melt is poured through a drain device in the bottom of the crucible into a casting bowl, from which it enters the channels of a cast iron mold or graphite through a distribution grid. The excess gas that occurs when it is heated during the smelting process is vented through the blast furnace valve.

Охлаждение слитков в печи проводится не менее 90 мин, в атмосфере инертного газа, а затем печь вакуумируется, и в нее напускается атмосферный воздух для пассивации возгонов. После не менее часовой выдержки печь вскрывается. The ingots are cooled in the furnace for at least 90 minutes, in an inert gas atmosphere, and then the furnace is evacuated and atmospheric air is introduced into it to passivate the sublimates. After at least an hour, the oven opens.

Охлаждение литейной оснастки со сплавом в печи с водоохлаждаемыми индуктором и корпусом в течение более 2,5 ч приводит к снижению ее температуры примерно до 100оС.Cooling mold tooling with an alloy in a furnace with water cooled induction coil and the body for more than 2.5 hours leads to a reduction of its temperature to about 100 ° C.

Изложница вынимается из печи и разбирается. The mold is taken out of the furnace and disassembled.

Из источников информации не выявлено способов получения сплавов магния или кальция, решающих поставленную задачу путем использования совокупности и последовательности существенных признаков заявляемого изобретения, что доказывает новизну заявляемого способа. From sources of information, no methods have been identified for producing magnesium or calcium alloys that solve the problem by using the totality and sequence of essential features of the claimed invention, which proves the novelty of the proposed method.

Проведенные опыты помогли преодолеть предубеждение специалистов о невозможности получения сплавов магния и кальция требуемого качества описанным в заявке способом, показали пожаро- и взрывобезопасность способа. The experiments performed helped to overcome the prejudice of specialists about the impossibility of obtaining magnesium and calcium alloys of the required quality by the method described in the application, and showed the fire and explosion safety of the method.

Заявляемый способ получения сплавов магния и кальция не очевиден для специалистов из совокупности некоторых известных существенных признаков, что соответствует изобретательскому уровню. The inventive method for producing magnesium and calcium alloys is not obvious to specialists from the totality of some well-known essential features, which corresponds to the inventive step.

Описанный способ неоднократно проверен при получении сплава магния с 30% кальция в индукционной вакуумной печи ДР-Н80 на ПО ЧМЗ. The described method has been repeatedly tested upon receipt of a magnesium alloy with 30% calcium in an induction vacuum furnace DR-N80 at PO CHMZ.

Плавки проводили следующим образом. На графитовую форму с 12 каналами сечением 100х150 мм каждый, высотой ≈ 800 мм последовательно помещались графитовые распределительная решетка, литейная чаша и тигель наружного диаметра ≈ 700 мм. В тигель загружалось ≈ 250 кг шихты, состоящей из магния марки Mg90 или Mg95 и кальция дистиллированного, ТУ 95.824-88. Расчет велся на содержание: магния 69,5% кальция 30,5%
Литейная сборка помещалась в камеру печи, печь вакуумировалась и заполнялась аргоном до давления (1,0-1,2) . 102 КПа.
Swimming trunks were carried out as follows. A graphite distribution grid, a casting bowl and a crucible with an outer diameter of ≈ 700 mm were successively placed on a graphite mold with 12 channels with a cross section of 100x150 mm each, ≈ 800 mm high. ≈ 250 kg of a charge consisting of magnesium grade Mg90 or Mg95 and distilled calcium, TU 95.824-88, was loaded into the crucible. The calculation was carried out for the content of: magnesium 69.5% calcium 30.5%
The foundry was placed in the furnace chamber, the furnace was evacuated and filled with argon to a pressure of (1.0-1.2) . 10 2 KPa.

Плавка велась в течение ≈ 1,5 ч, расплав перегревался до температуры 850±50оС. Температурный интервал обусловлен тем, что при температуре ниже 800оС не обеспечивается хорошее качество слитков, а при температуре выше 900оС резко возрастает испарение компонентов сплава.Melting was carried out for ≈ 1.5 hours, the melt was overheated to a temperature of 850 ± 50 о С. The temperature range is due to the fact that at a temperature below 800 о С the good quality of ingots is not ensured, and at a temperature above 900 о С the evaporation of alloy components sharply increases .

В расплав вводилась графитовая мешалка и производилось ручное перемешивание металла в течение ≈ 1 мин. Затем вручную сбивался хвостовик сливного устройства и расплав сливался в форму через распределительную решетку. Избыток газа, образующийся при его расширении в процессе плавки, сбрасывался через взрывной клапан печи. A graphite stirrer was introduced into the melt and manual stirring of the metal was carried out for ≈ 1 min. Then, the shank of the drain device was manually knocked down and the melt was poured into the mold through the distribution grid. The excess gas generated during its expansion during the smelting process was discharged through the explosion valve of the furnace.

После 1,5-часового охлаждения печь вакуумировалась и заполнялась атмосферным воздухом. Металл охлаждался еще не менее 1 ч, после чего печь вскрывалась и производилась разборка плавки. After 1.5 hours of cooling, the furnace was evacuated and filled with atmospheric air. The metal was cooled for at least 1 hour, after which the furnace was opened and the melting was disassembled.

От верхних и нижних частей 2 из 12 полученных слитков сверлением отбирались пробы стружки для определения химического состава сплава. Результаты химического анализа сплава одной из плавок и технические требования на этот сплав приведены в таблице. Chip samples were taken from the upper and lower parts of 2 out of 12 obtained ingots by drilling to determine the chemical composition of the alloy. The results of chemical analysis of the alloy of one of the melts and the technical requirements for this alloy are given in the table.

Преимущества данного способа заключаются в том, что он позволяет получить за одну плавку значительно большее количество сплава в виде слитков требуемого качества и вида. Применение заявляемого способа позволяет получать сплав заданного состава с равномерным распределением компонентов, удовлетворяющего технические требования по таким примесям, как железо, никель, кремний. The advantages of this method are that it allows to obtain a significantly larger amount of alloy in the form of ingots of the required quality and type for one melt. The application of the proposed method allows to obtain an alloy of a given composition with a uniform distribution of components that meets the technical requirements for such impurities as iron, nickel, silicon.

Claims (3)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЕВО-КАЛЬЦИЕВЫХ СПЛАВОВ, включающий сплавление исходных компонентов в герметичном объеме в среде инертного газа, слив в изложницу, охлаждение до кристаллизации и извлечение слитков, отличающийся тем, что сплавление ведут в графитовом тигле при температуре, на 150 - 250oС превышающей температуру плавления основного компонента, при давлении (1,0 1,2) · 102 КПа, после чего производят усреднение расплава путем его перемешивания, а охлаждение осуществляют в две стадии: предварительно в атмосфере инертного газа за время не менее 90 мин и окончательно в атмосферной среде продолжительностью не менее 60 мин.1. METHOD FOR PRODUCING MAGNESIUM-CALCIUM ALLOYS, including fusion of the starting components in a sealed volume in an inert gas medium, pouring into a mold, cooling to crystallization and extraction of ingots, characterized in that the fusion is carried out in a graphite crucible at a temperature of 150 - 250 o С exceeding the melting temperature of the main component, at a pressure of (1.0 1.2) · 10 2 KPa, after which the melt is averaged by stirring, and cooling is carried out in two stages: first, in an inert gas atmosphere for at least e 90 min and finally in the atmosphere lasting at least 60 min. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сплавление компонентов, слив и охлаждение проводят в индукционной вакуумной печи. 2. The method according to claim 1, characterized in that the fusion of the components, draining and cooling is carried out in an induction vacuum furnace. 3. Сплав по п.1, отличающийся тем, что слив расплава осуществляют через распределительную решетку. 3. The alloy according to claim 1, characterized in that the melt is discharged through a distribution grid.
RU92002691/02A 1992-10-29 1992-10-29 Method for production of magnesium-calcium alloys RU2035520C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92002691/02A RU2035520C1 (en) 1992-10-29 1992-10-29 Method for production of magnesium-calcium alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92002691/02A RU2035520C1 (en) 1992-10-29 1992-10-29 Method for production of magnesium-calcium alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2035520C1 true RU2035520C1 (en) 1995-05-20
RU92002691A RU92002691A (en) 1997-03-20

Family

ID=20131203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU92002691/02A RU2035520C1 (en) 1992-10-29 1992-10-29 Method for production of magnesium-calcium alloys

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2035520C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2190679C1 (en) * 2001-05-23 2002-10-10 Закрытое акционерное общество "Промышленный центр "МАТЭКС" Magnesium alloy ingot production method
RU2479376C1 (en) * 2011-10-21 2013-04-20 Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") Method of casting wrought magnesium alloy ingots

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США N 4450136, кл. C 22C 1/00, 1984. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2190679C1 (en) * 2001-05-23 2002-10-10 Закрытое акционерное общество "Промышленный центр "МАТЭКС" Magnesium alloy ingot production method
RU2479376C1 (en) * 2011-10-21 2013-04-20 Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") Method of casting wrought magnesium alloy ingots

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0251703B2 (en)
JP2017537224A (en) Process for producing chromium and niobium-containing nickel-base alloys with low nitrogen and substantially no nitride, and the resulting chromium and nickel-base alloys
JPH0364574B2 (en)
CN106834766B (en) A method of preparing large scale high alloy constituent content magnesium alloy ingot
RU2035520C1 (en) Method for production of magnesium-calcium alloys
US3470936A (en) Method for producing high purity copper castings
CN108149082B (en) A kind of Al-Mo master alloy and preparation method thereof
RU2092758C1 (en) Melting-pouring plant for melting and producing titanium alloy castings
US3501291A (en) Method for introducing lithium into high melting alloys and steels
US3355281A (en) Method for modifying the physical properties of aluminum casting alloys
NO137700B (en) PROCEDURE AND ALUMINUM MANUFACTURER
CN106048134B (en) A kind of intermediate experiment method of smelting silicon steel
US3544312A (en) Alloying method
EP0142584B1 (en) Process for producing alloys
RU2113520C1 (en) Apparatus for metallothermic production of rare and rare-earth metals, alloys and master alloys upon their base
CN107326202B (en) A kind of high Mn content magnesium manganese intermediate alloy preparation method and alloy product
RU2177048C1 (en) Method of preparing modified silumins
CN108796360A (en) A kind of low temperature impact ductile cast iron material and its casting method
SU985053A1 (en) Method of producing cast iron with ball-shaped graphite
SU1194892A1 (en) Method of producing high-strength cast iron
US5676774A (en) Magnesium alloy as an aluminum hardener
US2429221A (en) Grain refinement of aluminum-containing magnesium-base alloys
US3954447A (en) Process for the protection of a metal ingot against oxidation
RU2230815C1 (en) Method of production of an iron-magnesium alloy on a base of silicon
SU1447908A1 (en) Flux for treating aluminium-silicon alloys

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051030

NF4A Reinstatement of patent
MZ4A Patent is void

Effective date: 20090422