RU2035520C1 - Способ получения магниево-кальциевых сплавов - Google Patents
Способ получения магниево-кальциевых сплавов Download PDFInfo
- 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
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 229910000882 Ca alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 5
- ZFXVRMSLJDYJCH-UHFFFAOYSA-N calcium magnesium Chemical compound [Mg].[Ca] ZFXVRMSLJDYJCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 5
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 claims 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 8
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- 239000000306 component Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Использование: для получения сплавов магния с кальцием и сплавов на их основе. Сущность: получение сплава и отливку ведут в индукционной ваккумной печи в атмосфере инертного газа. Расплавление шихты ведут в графитовых тиглях, расплав перегревают до температуры, превышающей температуру плавления основного компонента. После перегрева расплав перемешивают графитовой мешалкой или электромагнитным методом. Расплав сливают через сливное устройство в дне тигля в литейную чашу, а из нее - через распределительную решетку в изложницы или формы. Способ позволяет получить за одну плавку большее количество слитков требуемого качества и вида. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии щелочноземельных металлов и сплавов, в частности к получению сплавов магния с кальцием и сплавов на их основе.
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.
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.
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.
Таким образом, процесс получения сплава и отливки слитков занимает не менее 17 ч. При этом отливаются слитки общей массой до 70 кг.
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.
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.
Цель изобретения повышение производительности труда, снижение трудоемкости технологии и повышение качества сплава.
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.
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.
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.
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.
Изложница вынимается из печи и разбирается.
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.
Проведенные опыты помогли преодолеть предубеждение специалистов о невозможности получения сплавов магния и кальция требуемого качества описанным в заявке способом, показали пожаро- и взрывобезопасность способа.
Заявляемый способ получения сплавов магния и кальция не очевиден для специалистов из совокупности некоторых известных существенных признаков, что соответствует изобретательскому уровню.
Описанный способ неоднократно проверен при получении сплава магния с 30% кальция в индукционной вакуумной печи ДР-Н80 на ПО ЧМЗ.
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.
Литейная сборка помещалась в камеру печи, печь вакуумировалась и заполнялась аргоном до давления (1,0-1,2) . 102 КПа.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сплавление компонентов, слив и охлаждение проводят в индукционной вакуумной печи.
3. Сплав по п.1, отличающийся тем, что слив расплава осуществляют через распределительную решетку.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92002691/02A RU2035520C1 (ru) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | Способ получения магниево-кальциевых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92002691/02A RU2035520C1 (ru) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | Способ получения магниево-кальциевых сплавов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2035520C1 true RU2035520C1 (ru) | 1995-05-20 |
| RU92002691A RU92002691A (ru) | 1997-03-20 |
Family
ID=20131203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU92002691/02A RU2035520C1 (ru) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | Способ получения магниево-кальциевых сплавов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2035520C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2190679C1 (ru) * | 2001-05-23 | 2002-10-10 | Закрытое акционерное общество "Промышленный центр "МАТЭКС" | Способ производства слитков магниевых сплавов |
| RU2479376C1 (ru) * | 2011-10-21 | 2013-04-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Способ производства слитков деформируемых магниевых сплавов |
-
1992
- 1992-10-29 RU RU92002691/02A patent/RU2035520C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент США N 4450136, кл. C 22C 1/00, 1984. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2190679C1 (ru) * | 2001-05-23 | 2002-10-10 | Закрытое акционерное общество "Промышленный центр "МАТЭКС" | Способ производства слитков магниевых сплавов |
| RU2479376C1 (ru) * | 2011-10-21 | 2013-04-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС") | Способ производства слитков деформируемых магниевых сплавов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0251703B2 (ru) | ||
| JP2017537224A (ja) | 低窒素で実質的に窒化物を含まないクロム並びにクロム及びニオブ含有ニッケル基合金を製造するための工程、並びに結果物であるクロム及びニッケル基合金 | |
| JPH0364574B2 (ru) | ||
| CN106834766B (zh) | 一种制备大尺寸高合金元素含量镁合金铸锭的方法 | |
| RU2035520C1 (ru) | Способ получения магниево-кальциевых сплавов | |
| US3470936A (en) | Method for producing high purity copper castings | |
| CN108149082B (zh) | 一种Al-Mo中间合金及其制备方法 | |
| RU2092758C1 (ru) | Плавильно-заливочная вакуумная установка для плавления и получения литых заготовок из титановых сплавов | |
| 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 (no) | Fremgangsm}te og apparat for fremstilling av aluminium | |
| CN106048134B (zh) | 一种冶炼硅钢的中间试验方法 | |
| US3544312A (en) | Alloying method | |
| EP0142584B1 (en) | Process for producing alloys | |
| RU2113520C1 (ru) | Устройство для металлотермического получения редких и редкоземельных металлов, сплавов и лигатур на их основе | |
| CN107326202B (zh) | 一种高锰含量镁锰中间合金制备方法及合金产品 | |
| RU2177048C1 (ru) | Способ получения модифицированных силуминов | |
| CN108796360A (zh) | 一种低温抗冲击球墨铸铁材料及其铸造方法 | |
| SU985053A1 (ru) | Способ получени чугуна с шаровидным графитом | |
| SU1194892A1 (ru) | Способ получени высокопрочного чугуна | |
| 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 (ru) | Способ получения железо-магниевого сплава на основе кремния | |
| SU1447908A1 (ru) | Флюс дл обработки литейных алюминиево-кремниевых сплавов |
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 |