RU2143008C1 - Method of modification of molten metals and alloys - Google Patents
Method of modification of molten metals and alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2143008C1 RU2143008C1 RU99100008A RU99100008A RU2143008C1 RU 2143008 C1 RU2143008 C1 RU 2143008C1 RU 99100008 A RU99100008 A RU 99100008A RU 99100008 A RU99100008 A RU 99100008A RU 2143008 C1 RU2143008 C1 RU 2143008C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- modification
- powder
- metal
- alloys
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 title abstract description 12
- 238000012986 modification Methods 0.000 title abstract description 10
- 230000004048 modification Effects 0.000 title abstract description 10
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title abstract description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 8
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 13
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 4
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 claims description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- -1 paraffin Chemical class 0.000 claims description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 9
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при производстве отливок с высокими механическими свойствами из различных металлов и сплавов. The invention relates to foundry and can be used in the manufacture of castings with high mechanical properties from various metals and alloys.
Предложенный способ всесторонне проверен и подтвердил свою высокую эффективность при получении износостойких отливок из чугуна. Получены также предварительные положительные результаты его использования при получении отливок и из других железосодержащих сплавов, а также сплавов на основе легких и цветных металлов, что дает основание заявителям использовать в названии обобщенный признак "жидкий металл". The proposed method has been thoroughly tested and confirmed its high efficiency in obtaining wear-resistant castings of cast iron. Preliminary positive results were also obtained from its use in the production of castings from other iron-containing alloys, as well as alloys based on light and non-ferrous metals, which gives applicants a reason to use the generalized attribute “liquid metal” in the name.
Известен принятый в качестве ближайшего аналога способ получения и износостойкого чугуна, включающий в себя модифицирование расплава ультрадисперсным порошком оксида алюминия Al2O3 в количестве (0,01-0,1)% от массы расплава. После извлечения отливок из литейных форм их подвергают термообработке в виде закалки или отжига с последующей закалкой. Модификатор имеет дисперсность не более 0,1 мкм (RU, 2080961, 10.06.97, B 22 D 27/20).Known accepted as the closest analogue to the method of obtaining and wear-resistant cast iron, which includes modifying the melt with ultrafine aluminum oxide powder Al 2 O 3 in the amount of (0.01-0.1)% by weight of the melt. After extracting the castings from the molds, they are subjected to heat treatment in the form of hardening or annealing, followed by hardening. The modifier has a dispersion of not more than 0.1 μm (RU, 2080961, 10.06.97, B 22 D 27/20).
Модифицирование чугуна по этому способу сопряжено с повышенной трудоемкостью получения отливок, которые после модифицирования подвергаются дополнительной термообработке. Применение порошков модифицирующих добавок в ультрадисперсном состоянии также связано с повышенной трудоемкостью их получения. Modification of cast iron by this method is associated with increased laboriousness of producing castings, which, after modification, undergo additional heat treatment. The use of powders of modifying additives in the ultrafine state is also associated with the increased complexity of their preparation.
Кроме того, требуется относительно большое количество модификатора - (0,01-0,1)% от массы расплава. In addition, a relatively large amount of modifier is required - (0.01-0.1)% by weight of the melt.
Предложенный способ предназначен для повышения износостойкости, ударостойкости, твердости и прочности отливок из различных металлов и сплавов при одновременном снижении трудоемкости их получения. The proposed method is intended to increase the wear resistance, impact resistance, hardness and strength of castings from various metals and alloys while reducing the complexity of their production.
Технический результат достигается за счет того, что в способе модифицирования, включающем в себя приготовление расплава и ввод в него дисперсного порошка оксида алюминия Al2O3, этот порошок подают с размером частиц 100-200 мкм в количестве 0,0005-0,01% от массы расплава, плакированный смесью твердых углеводородов метанового ряда, преимущественно парафином, при этом порошок оксида алюминия после измельчения перед плакированием предварительно обрабатывают в плазмотроне при 1300-1400oC.The technical result is achieved due to the fact that in the modification method, which includes the preparation of the melt and introducing into it a dispersed powder of aluminum oxide Al 2 O 3 , this powder is fed with a particle size of 100-200 μm in an amount of 0.0005-0.01% by weight of the melt, clad with a mixture of solid hydrocarbons of the methane series, mainly paraffin, while the aluminum oxide powder after grinding before cladding is pre-treated in a plasmatron at 1300-1400 o C.
Модифицирование жидкого металла (сплава) по данному способу производится следующим образом. Modification of a liquid metal (alloy) by this method is as follows.
Первоначально готовится расплав требуемого состава. После готовности его заливают в ковш, в который добавляют модификатор. Согласно проведенным опытным плавкам наиболее эффективна подача модификатора после заполнения ковша на 15-20%. Используемый модификатор имеет вид дозированных таблеток из крупнодисперсного порошка оксида алюминия (размер частиц 100-200 мкм), плакированного, например, парафином. Порошок подают в количестве (0,0005-0,01)% от массы расплава. После измельчения (любым известным способом) его предварительно путем выдержки в туннельной печи при 1300-1400oC переводят из γ-фазы в α-фазу, характеризующуюся кристаллической решеткой вещества, после чего обрабатывают в плазмотроне плазменной струей с температурой 1300-1400oC с последующим охлаждением до температуры наружного воздуха. При этом в образовавшихся агломератах и отдельных частицах оксида алюминия возникает множество трещин, дефектов и других источников концентрации напряжений. Обработанный в плазмотроне порошок смешивают с сухим пластификатором, нагревают смесь до 80oC, а после ее расплавления и перемешивания заливают в литьевые формы для получения твердой массы в виде дозированных таблеток.Initially, a melt of the required composition is prepared. After readiness, it is poured into a bucket into which a modifier is added. According to the experimental swimming trunks, the supply of the modifier after filling the bucket by 15-20% is most effective. The modifier used is in the form of dosage tablets from a coarse powder of alumina (particle size 100-200 μm), clad, for example, with paraffin. The powder is fed in an amount of (0.0005-0.01)% by weight of the melt. After grinding (by any known method), it is first transferred from the γ-phase to the α-phase, characterized by the crystal lattice of the substance, by exposure in a tunnel oven at 1300-1400 o C, and then treated in a plasmatron with a plasma jet with a temperature of 1300-1400 o C subsequent cooling to outside temperature. Moreover, in the formed agglomerates and individual particles of alumina, many cracks, defects, and other sources of stress concentration arise. The powder processed in the plasmatron is mixed with a dry plasticizer, the mixture is heated to 80 ° C, and after its melting and mixing, it is poured into injection molds to obtain a solid mass in the form of dosage tablets.
Наличие множества концентраторов напряжений в частицах и агломератах оксида алюминия приводит к тому, что при очередном теплошоке при взаимодействии с расплавленным металлом эти агломераты и частицы разрываются с образованием в расплаве множества микродисперсных частиц, которые при воздействии газовых выделений с барботажем от термического разложения пластификатора равномерно распределяются по всему объему металла. Это приводит к мелкокристаллической структуре металла отливок за счет образования большого числа центров кристаллизации. The presence of many stress concentrators in particles and aluminum oxide agglomerates leads to the fact that during the next heat shock when interacting with molten metal, these agglomerates and particles burst with the formation of a multitude of microdispersed particles in the melt, which are uniformly distributed over the gas evolution with bubbling from thermal decomposition of the plasticizer the entire volume of metal. This leads to a crystalline structure of the metal castings due to the formation of a large number of crystallization centers.
Данный способ модифицирования не требует перегрева расплава и не накладывает каких-либо специфических требований на процесс разливки и остывания расплава в литьевых формах. Не требуются также и устройства для модифицирования, поскольку модификатор в виде таблеток вбрасывают непосредственно в ковш при заполнении его металлом. This method of modification does not require overheating of the melt and does not impose any specific requirements on the process of casting and cooling the melt in injection molds. Also, devices for modification are not required, since the modifier in the form of tablets is thrown directly into the bucket when filling it with metal.
Предложенное модифицирование жидких металлов (сплавов) приводит к резкому повышению износостойкости. Например, у помольных шаров из чугуна, модифицированного по данному способу, подтверждено снижение уноса массы шаров при их эксплуатации в 2-3 раза. Одновременно повышена ударостойкость, твердость чугуна (на 10-15%) и его прочность. Наряду с этим, по оценке заявителей, стоимость модифицирования по данному способу меньше, чем по другим известным способам, примерно в 2 раза. The proposed modification of liquid metals (alloys) leads to a sharp increase in wear resistance. For example, in grinding balls made of cast iron modified by this method, a decrease in the ablation of the mass of balls during their operation by 2-3 times was confirmed. At the same time, impact resistance, hardness of cast iron (by 10-15%) and its strength are increased. Along with this, according to the applicants, the cost of modification by this method is less than by other known methods, about 2 times.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99100008A RU2143008C1 (en) | 1999-01-06 | 1999-01-06 | Method of modification of molten metals and alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99100008A RU2143008C1 (en) | 1999-01-06 | 1999-01-06 | Method of modification of molten metals and alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2143008C1 true RU2143008C1 (en) | 1999-12-20 |
Family
ID=20214267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99100008A RU2143008C1 (en) | 1999-01-06 | 1999-01-06 | Method of modification of molten metals and alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2143008C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2226556C1 (en) * | 2002-12-27 | 2004-04-10 | Шаруда Александр Николаевич | Steel deoxidation and refining briquette |
| RU2401869C1 (en) * | 2009-08-24 | 2010-10-20 | Андрей Валерьевич Зарочинцев | Slag forming mixture for steel refining (versions) and briquette out of slag forming mixture (versions) |
| RU2439166C2 (en) * | 2010-02-10 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) | Cast iron and silumin modifying method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU390181A1 (en) * | 1971-08-20 | 1973-07-11 | METHOD OF SILUMIN MODIFICATION | |
| SU631543A1 (en) * | 1977-05-06 | 1978-11-05 | Центральный Ордена Трудового Красного Знамен Научно-Исследовательский Институт Черной Металлургии Им.И.П.Бпрдина | Method of inoculating steel |
| RU2069702C1 (en) * | 1993-06-01 | 1996-11-27 | ТОО Компания "Средний Урал" | Modifier for pig-iron treatment |
| RU2080961C1 (en) * | 1994-04-07 | 1997-06-10 | Республиканский инженерно-технический центр по восстановлению и упрочнению деталей машин и механизмов СО РАН | Method of making wear-resistant iron castings |
-
1999
- 1999-01-06 RU RU99100008A patent/RU2143008C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU390181A1 (en) * | 1971-08-20 | 1973-07-11 | METHOD OF SILUMIN MODIFICATION | |
| SU631543A1 (en) * | 1977-05-06 | 1978-11-05 | Центральный Ордена Трудового Красного Знамен Научно-Исследовательский Институт Черной Металлургии Им.И.П.Бпрдина | Method of inoculating steel |
| RU2069702C1 (en) * | 1993-06-01 | 1996-11-27 | ТОО Компания "Средний Урал" | Modifier for pig-iron treatment |
| RU2080961C1 (en) * | 1994-04-07 | 1997-06-10 | Республиканский инженерно-технический центр по восстановлению и упрочнению деталей машин и механизмов СО РАН | Method of making wear-resistant iron castings |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2226556C1 (en) * | 2002-12-27 | 2004-04-10 | Шаруда Александр Николаевич | Steel deoxidation and refining briquette |
| RU2401869C1 (en) * | 2009-08-24 | 2010-10-20 | Андрей Валерьевич Зарочинцев | Slag forming mixture for steel refining (versions) and briquette out of slag forming mixture (versions) |
| RU2439166C2 (en) * | 2010-02-10 | 2012-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) | Cast iron and silumin modifying method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2733772C1 (en) | Method of making ferrovanadium alloys based on aluminothermic self-propagating gradient reduction and slag refining | |
| CN102333896B (en) | Process for producing improved grain refining aluminium-titanium-boron master alloys for aluminum foundry alloys | |
| KR102616983B1 (en) | Processes for producing low nitrogen, essentially nitride-free chromium and chromium plus niobium-containing nickel-based alloys and the resulting chromium and nickel-based alloys | |
| CN108330369B (en) | A method for improving the yield of AlV55 alloy | |
| CN102041420B (en) | Magnesium-aluminum-titanium-carbon intermediate alloy and preparation method thereof | |
| JP2024526979A (en) | High strength composite modified aluminum alloy part and manufacturing method thereof | |
| CN107267817A (en) | A kind of high-strength antifatigue in-situ nano reinforced aluminium alloy and its pressure casting method | |
| CN103643088B (en) | A kind of Modification Manners of ADC12 aluminium alloy | |
| CN105219992A (en) | A kind of preparation method of AlV55 master alloy | |
| RU2143008C1 (en) | Method of modification of molten metals and alloys | |
| CN118166245A (en) | Cast aluminum alloy and preparation process thereof | |
| US2964397A (en) | Copper-boron alloys | |
| Peng et al. | Effect of solution treatment on microstructure and mechanical properties of cast Al–3Li–1.5 Cu–0.2 Zr alloy | |
| CN101209491A (en) | Method for casting printing machine as-cast nodular iron roller body | |
| JP2007533850A (en) | Improved recycling method for Al-B4C composites | |
| CN103233138A (en) | Grain refiner for magnesium-aluminum (Mg-Al) magnesium alloy and preparation method thereof | |
| CN104060183A (en) | Swing arm bracket and production method thereof | |
| CN102162054A (en) | High-toughness magnesium alloy and preparation method thereof | |
| CN107201488A (en) | Eutectic Silicon in Al-Si Cast Alloys fast spheroidizing annealing processing method in a kind of cocrystallized Al-Si alloy | |
| CN116237542B (en) | In-situ generation and non-original addition method, material and application of reinforcing phase of GH3230 | |
| US8672020B2 (en) | Method for producing aluminum-zirconium-carbon intermediate alloy | |
| RU2142515C1 (en) | Modifier for treatment of liquid metal and alloys | |
| EP2476764B1 (en) | Preparation method of al-zr-c master alloy | |
| Ju et al. | Microstructure control and performance evolution of hypereutectic Al–20Mg2Si alloy by novel Al–Ca–Sb masteralloy | |
| Watanabe | Review, Role of L12 Modified (Al1− xMex) 3Ti Intermetallic Compounds on Heterogeneous Nucleation of Alpha Aluminum Grains |