RU2479376C1 - Способ производства слитков деформируемых магниевых сплавов - Google Patents
Способ производства слитков деформируемых магниевых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2479376C1 RU2479376C1 RU2011142613/02A RU2011142613A RU2479376C1 RU 2479376 C1 RU2479376 C1 RU 2479376C1 RU 2011142613/02 A RU2011142613/02 A RU 2011142613/02A RU 2011142613 A RU2011142613 A RU 2011142613A RU 2479376 C1 RU2479376 C1 RU 2479376C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnesium
- melt
- casting
- freon
- alloy
- Prior art date
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- PXBRQCKWGAHEHS-UHFFFAOYSA-N dichlorodifluoromethane Chemical compound FC(F)(Cl)Cl PXBRQCKWGAHEHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 235000019404 dichlorodifluoromethane Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 21
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 9
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 9
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 9
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 abstract 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 22
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 229910018137 Al-Zn Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018573 Al—Zn Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PGTXKIZLOWULDJ-UHFFFAOYSA-N [Mg].[Zn] Chemical compound [Mg].[Zn] PGTXKIZLOWULDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- -1 magnesium - aluminum - zinc Chemical compound 0.000 description 2
- KBMLJKBBKGNETC-UHFFFAOYSA-N magnesium manganese Chemical compound [Mg].[Mn] KBMLJKBBKGNETC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K magnesium;potassium;trichloride;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[K+] PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии. Индукционную плавку шихтовых материалов ведут в стальном тигле в газовой среде, состоящей из смеси аргона и фреона 12 в соотношении 4:(1-2). Расплав перед разливкой нагревают до температуры 800-830°C и выдерживают при этой температуре в течение 20-40 минут. Образующийся в результате реакции фреона с магнием хлорид магния (MgCl2) растворяется в магниевом расплаве, а при охлаждении выделяется в виде тонкодисперсных частиц, служащих центрами кристаллизации. Обеспечивается получение слитков с гарантированно мелкокристаллической структурой и исключение «флюсовой» коррозии металла. 1 ил., 5 пр.
Description
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в производстве слитков из сплавов системы магний - алюминий - цинк, магний - цинк - РЗМ, предназначенных, например, для изготовления деталей разгонных блоков космических аппаратов.
Известен способ производства слитков магниевых сплавов, являющийся аналогом и включающий плавку шихтовых материалов под карналлитовым флюсом, состоящим из 60 атом.% MgCl2 и 40 атом.% CaCl2 (Бондарев Б.И. «Плавка и литье магниевых деформируемых сплавов», Металлургиздат, 1973, 370 с.). Применение такого флюса позволяет получать слитки с требуемой мелкокристаллической структурой.
Однако магниевые деформируемые сплавы при применении карналлитового флюса склонны к коррозии, что снижает качество и срок службы деталей, изготовленных из таких сплавов. Это связано с тем, что наряду с дисперсными частицами хлористого магния, которые служат центрами кристаллизации, в металлический расплав попадает большое количество крупных частиц этого материала, приводящих к «флюсовой» коррозии сплавов.
Известен способ производства слитков магниевых сплавов, принятый в данном случае за прототип (патент на изобретение №2190679 от 23.05.2002 г. «Способ производства слитков из магниевых сплавов»). Описанный способ производства позволяет исключить флюсовую коррозию за счет ведения плавки в среде смеси газов аргона и фреона при их соотношении 4:(1-2). В результате химической реакции между металлом и фреоном образуется защитная пленка, состоящая из фторида и хлорида магния, которая препятствует испарению сплава и окислению металла.
Однако слитки деформируемых магниевых сплавов системы магний - алюминий - цинк и магний - цинк - РЗМ, выплавленные по этому способу, обладают крупнокристаллической структурой, что приводит к снижению технологической пластичности и образованию трещин при прокатке и прессовании слитков. Это связано с тем, что принятые режимы приготовления сплавов не позволяют в полной мере использовать модифицирующую способность хлорида магния применительно к деформируемым магниевым сплавам, в частности к сплавам названных систем.
У деформируемых магниевых сплавов и у хлорида магния однотипная гексогональная решетка с близкими параметрами. Поэтому зародыши хлорида магния и включения, покрытые хлоридом магния, при охлаждении расплава до температуры, меньшей или равной температуре ликвидуса магниевых сплавов, становятся центрами кристаллизации. Чем больше центров кристаллизации, тем меньше размер зерен твердого раствора деформируемых магниевых сплавов. При этом микрочастицы хлорида магния, служившие центрами кристаллизации настолько малы, что практически не влияют на коррозионную стойкость деформируемых магниевых сплавов, к тому же они находятся в центре зерен сплава и недоступны воздействию атмосферы.
Результатом предлагаемого технического решения является получение слитков из деформируемых магниевых сплавов, не подверженных флюсовой коррозии и гарантированно имеющих мелкокристаллическую структуру.
Указанный результат достигается тем, что в предлагаемом способе производства слитков деформируемых магниевых сплавов, включающем индукционную плавку шихтовых материалов в стальном тигле в газовой среде в виде смеси аргона и фреона 12 в соотношении 4:(1-2) и разливку металла в кристаллизатор, расплав перед разливкой нагревают до температуры 800-830°C и выдерживают при этой температуре в течение 20-40 минут.
Фреон 12 взаимодействует с расплавленным металлом, образуя на его поверхности жидкую защитную пленку из фтористого и хлористого магния. При повышении температуры расплава до 800°C и выше хлор из пленки переходит в металл, растворяясь в нем. При охлаждении расплава, происходящего в процессе отливки слитков, растворимость хлора в металлическом расплаве уменьшается, и он частично переходит обратно в пленку, но в большей части образует в расплаве самостоятельные микрокапли хлорида магния, либо образует на присутствующих в расплаве включениях жидкие микропленки. При понижении температуры расплава ниже 714°C микрокапли и пленки хлорида магния кристаллизуются, образуется большое количество центров кристаллизации, что и обеспечивает в итоге формирование мелкокристаллической структуры слитков магниевых сплавов, отливаемых предлагаемым способом.
Количество центров кристаллизации определяется концентрацией хлора, растворившегося в металле в процессе выдержки расплава при температуре, равной или большей 800°C. С ростом температуры растворимость хлора в магниевых сплавах растет. Однако верхний предел температуры ограничен 830°C, т.к. при более высоких температурах расплав активно насыщается железом за счет взаимодействия магниевого расплава со стенками тигля. Железо является вредной примесью для деформированных магниевых сплавов, повышенное его содержание приводит к снижению пластических и коррозионных характеристик изделий. Таким образом перегревать расплав выше температуры 830°C не целесообразно.
Минимальное время выдержки при температуре расплава 800-830°C определяется экспериментально и зависит от допустимого размера зерна в структуре сплава, при которой не образуется трещин в процессе деформации слитка. Увеличение же времени выдержки более 40 минут приводит к образованию излишне большого количества частиц хлорида магния. В результате за счет коагуляции происходит увеличение их размеров, такие частицы не могут служить центрами кристаллизации, а появляются в структуре как инородные включения, что, в конечном счете, приводит к «флюсовой» коррозии. Таким образом, предлагаемый способ производства слитков из деформируемых магниевых сплавов систем Mg-Al-Zn и Mg-Zn-РЗМ позволяет:
- получать слитки с гарантированно мелкокристаллической структурой;
- исключить «флюсовую» коррозию металла.
Примеры осуществления способа.
1. Для приготовления сплава МА2-1пч (система Mg-Al-Zn) была взята шихта следующего состава: первичный магний МГ95, лигатура магний-марганец ММ2ч, алюминий первичный А99, цинк Ц0А. Шихту укладывали в стальной тигель индукционной печи и нагревали до 830°C в защитной газовой среде смеси аргона и фреона-12 в соотношении 4:1 (по объему), сплав выдержали 20 мин. Затем отобрали пробу для экспресс-контроля и оценки размера зерна по излому. Размер зерна по излому соответствовал требованиям эталона, поэтому была проведена отливка слитка диаметром 370 мм методом полунепрерывного литья. Для сдаточного контроля был проведен контроль слитка по излому темплетов. Излом темплетов показал соответствие размера зерна эталону годности, химический состав сплава соответствовал ГОСТ 14957-76 (Рис.1а).
2. Сплав готовили по п.1 с той разницей, что шихту нагревали до 795°C. Отобранная для оценки размера зерна по излому проба показала несоответствие требованиям эталона (Рис.1б).
3. Сплав готовили по п.1 с разницей в том, что шихту нагревали до 835°C. Проба, отобранная для оценки размера зерна по излому, показала соответствие требованиям эталона годности (Рис.1а). Однако химический анализ показал увеличение содержания железа до недопустимого уровня 0,14% (против 0,005% по ГОСТ 14957-76).
4. Сплав МА15 (система Mg-Al-Zn) готовили из шихты следующего состава: первичный магний МГ95, лигатура магний-марганец ММ2ч, алюминий первичный А99, цинк Ц0А. Шихту в стальном тигле индукционной печи нагревали до 800°C в защитной среде аргона и фреона-12 в соотношении 4:1 (по объему), сплав выдержали 40 мин. Отобрали пробу на экспресс-анализ и оценку размера зерна по излому. Размер зерна по излому соответствовал требованиям эталона, химический состав сплава соответствовал ГОСТ 14957-76. Полунепрерывным способом был отлит слиток диаметром 460 мм. Для сдаточного контроля был проведен контроль слитка по излому темплетов. Излом темплетов показал соответствие размера зерна эталону годности (Рис.1а).
5. Сплав готовили по п.4 с той разницей, что выдержку сплава в печи осуществляли в течение 18 мин при 800°C. Размер зерна по излому в отобранной пробе не соответствовал требованиям эталона. При той же температуре печи сплав дополнительно выдержали в течение 10 мин. Повторно отобранная проба показала соответствие размера зерна эталону годности. Полунепрерывным методом отлили слиток диаметром 370 мм. Излом темплетов показал соответствие размера зерна эталону годности (Рис.1а).
Claims (1)
- Способ производства слитков деформируемых магниевых сплавов, включающий индукционную плавку шихтовых материалов в стальном тигле в газовой среде в виде смеси аргона и фреона 12 в соотношении 4:(1-2) и разливку металла в кристаллизатор, отличающийся тем, что расплав перед разливкой нагревают до температуры 800-830°C и выдерживают при этой температуре в течение 20-40 мин.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011142613/02A RU2479376C1 (ru) | 2011-10-21 | 2011-10-21 | Способ производства слитков деформируемых магниевых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011142613/02A RU2479376C1 (ru) | 2011-10-21 | 2011-10-21 | Способ производства слитков деформируемых магниевых сплавов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2479376C1 true RU2479376C1 (ru) | 2013-04-20 |
Family
ID=49152586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011142613/02A RU2479376C1 (ru) | 2011-10-21 | 2011-10-21 | Способ производства слитков деформируемых магниевых сплавов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2479376C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5248477A (en) * | 1991-09-12 | 1993-09-28 | The Dow Chemical Company | Methods for producing high purity magnesium alloys |
| RU2035520C1 (ru) * | 1992-10-29 | 1995-05-20 | Производственное объединение "Чепецкий механический завод" | Способ получения магниево-кальциевых сплавов |
| RU2157422C1 (ru) * | 1999-08-04 | 2000-10-10 | Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" | Способ получения магниевого сплава высокой чистоты |
| RU2190679C1 (ru) * | 2001-05-23 | 2002-10-10 | Закрытое акционерное общество "Промышленный центр "МАТЭКС" | Способ производства слитков магниевых сплавов |
-
2011
- 2011-10-21 RU RU2011142613/02A patent/RU2479376C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5248477A (en) * | 1991-09-12 | 1993-09-28 | The Dow Chemical Company | Methods for producing high purity magnesium alloys |
| RU2035520C1 (ru) * | 1992-10-29 | 1995-05-20 | Производственное объединение "Чепецкий механический завод" | Способ получения магниево-кальциевых сплавов |
| RU2157422C1 (ru) * | 1999-08-04 | 2000-10-10 | Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" | Способ получения магниевого сплава высокой чистоты |
| RU2190679C1 (ru) * | 2001-05-23 | 2002-10-10 | Закрытое акционерное общество "Промышленный центр "МАТЭКС" | Способ производства слитков магниевых сплавов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5852580B2 (ja) | 機械的特性に優れている難燃性マグネシウム合金及びその製造方法 | |
| CN102206781B (zh) | 高温用镁合金及其制造方法 | |
| JP5852585B2 (ja) | 発火抵抗性と機械的特性に優れているマグネシウム合金及びその製造方法 | |
| JP5345647B2 (ja) | 溶湯流動性及び耐熱間亀裂性に優れたマグネシウム系合金及びその製造方法 | |
| Koltygin et al. | Development of a magnesium alloy with good casting characteristics on the basis of Mg–Al–Ca–Mn system, having Mg–Al2Ca structure | |
| CN102206765A (zh) | 常温用镁合金及其制造方法 | |
| KR101335010B1 (ko) | 실리콘화합물을 이용하여 제조된 마그네슘계 합금 및 그 제조 방법 | |
| CN107406926A (zh) | 镁锂合金、由镁锂合金构成的轧制材料及含有镁锂合金作为原材料的被加工品 | |
| JP6229130B2 (ja) | 鋳造用アルミニウム合金及びそれを用いた鋳物 | |
| Nagasivamuni et al. | An analytical approach to elucidate the mechanism of grain refinement in calcium added Mg–Al alloys | |
| KR101402896B1 (ko) | 알루미늄 합금 및 그 제조방법 | |
| Krupiński et al. | Influence of cooling rate on crystallisation kinetics on microstructure of cast zinc alloys | |
| WO2012169412A1 (ja) | 成形性、溶接性に優れた電池ケース用アルミニウム合金板 | |
| CN103502494B (zh) | 用于Mg合金的Mg‑Al‑Ca基母合金及其制造方法 | |
| US20140199205A1 (en) | Aluminum alloy and production method thereof | |
| RU2479376C1 (ru) | Способ производства слитков деформируемых магниевых сплавов | |
| EP3184659A1 (en) | Silumin for pressure die casting with additive of wolfram and vanadium | |
| JP5954128B2 (ja) | 成形性、溶接性に優れた電池ケース用アルミニウム合金板の製造方法 | |
| KR101335006B1 (ko) | 실리콘화합물과 칼슘화합물을 이용하여 제조된 마그네슘계 합금 및 그 제조 방법 | |
| JP2020152996A (ja) | ＡｌＰ化合物の微細化方法及びアルミニウム合金鋳物 | |
| KR101147650B1 (ko) | 고온용 마그네슘 합금 및 그 제조 방법 | |
| KR101147648B1 (ko) | 마그네슘계 합금 | |
| RU2599134C1 (ru) | Способ получения лигатуры алюминий-титан | |
| Sadeghi et al. | 3.1. Precipitation during the Solidification of Mg-3wt% Al-1wt% Zn-(0.001-1%) Sr Alloys | |
| RU2675709C9 (ru) | Способ получения лигатуры магний-цинк-иттрий |