RU2743945C1 - Method for modifying aluminum-silicon alloys - Google Patents
Method for modifying aluminum-silicon alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2743945C1 RU2743945C1 RU2020124314A RU2020124314A RU2743945C1 RU 2743945 C1 RU2743945 C1 RU 2743945C1 RU 2020124314 A RU2020124314 A RU 2020124314A RU 2020124314 A RU2020124314 A RU 2020124314A RU 2743945 C1 RU2743945 C1 RU 2743945C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- aluminum
- silicon
- alloy
- flux
- Prior art date
Links
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 230000000051 modifying effect Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 21
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 20
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical compound [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 14
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 10
- OYLGJCQECKOTOL-UHFFFAOYSA-L barium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ba+2] OYLGJCQECKOTOL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 9
- 229910001632 barium fluoride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011698 potassium fluoride Substances 0.000 claims abstract description 7
- 235000003270 potassium fluoride Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 abstract description 12
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 11
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 8
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 6
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 3
- BJZIJOLEWHWTJO-UHFFFAOYSA-H dipotassium;hexafluorozirconium(2-) Chemical compound [F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[K+].[K+].[Zr+4] BJZIJOLEWHWTJO-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 3
- RXCBCUJUGULOGC-UHFFFAOYSA-H dipotassium;tetrafluorotitanium;difluoride Chemical compound [F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[F-].[K+].[K+].[Ti+4] RXCBCUJUGULOGC-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L barium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001626 barium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- YKYOUMDCQGMQQO-UHFFFAOYSA-L cadmium dichloride Chemical compound Cl[Cd]Cl YKYOUMDCQGMQQO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical class [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 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
- 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
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010038 TiAl Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical class [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- AYJRCSIUFZENHW-DEQYMQKBSA-L barium(2+);oxomethanediolate Chemical compound [Ba+2].[O-][14C]([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-DEQYMQKBSA-L 0.000 description 1
- 229910052796 boron Chemical class 0.000 description 1
- LVEULQCPJDDSLD-UHFFFAOYSA-L cadmium fluoride Chemical compound F[Cd]F LVEULQCPJDDSLD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical group 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 1
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 1
- -1 sodium fluoroborate Chemical compound 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/10—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals with refining or fluxing agents; Use of materials therefor, e.g. slagging or scorifying agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
- C22C21/04—Modified aluminium-silicon alloys
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к модифицированию алюминиево-кремниевых сплавов доэвтектического, эвтектического и заэвтектического составов и может быть использовано в технологии приготовления алюминиево-кремниевых сплавов для получения фасонных отливок.The invention relates to the field of metallurgy, namely to the modification of aluminum-silicon alloys of hypereutectic, eutectic and hypereutectic compositions and can be used in the technology of preparing aluminum-silicon alloys to obtain shaped castings.
Известен способ модифицирования, оказывающий эффективное комплексное воздействие на структуру и механические свойства доэвтектичеких и эвтектических силуминов (Вестник МАИ, 2016, Т. 23, №3, с. 175-181). С этой целью в состав модифицирующего флюса вводят фтортитанат калия, образующий в расплаве дополнительные центры кристаллизации, углекислый барий, модифицирующий эвтектику, и углерод, образующий в расплаве ультрадисперсные карбидные частицы. Однако, фтортитанат калия, используемый в составе модификатора, применяемого в данном способе, является дефицитной и дорогой солью.There is a known method of modification, which has an effective complex effect on the structure and mechanical properties of hypoeutectic and eutectic silumins (Vestnik MAI, 2016, T. 23, No. 3, pp. 175-181). For this purpose, potassium fluorotitanate is introduced into the modifying flux, which forms additional crystallization centers in the melt, barium carbonate, which modifies the eutectic, and carbon, which forms ultrafine carbide particles in the melt. However, potassium fluorotitanate used in the modifier used in this method is a scarce and expensive salt.
Известен способ обработки алюминиево-кремниевых сплавов модификатором (Авт.св-во СССР №383755, кл. С22С 21/04, 1970), включающим соли циркония и бора, отличающийся тем, что, с целью повышения жидкотекучести сплава, в его состав дополнительно введена двуокись титана при следующем соотношении ингредиентов (в мас. %):A known method of processing aluminum-silicon alloys with a modifier (Inventor's of the USSR No. 383755, class C22C 21/04, 1970), including salts of zirconium and boron, characterized in that, in order to increase the fluidity of the alloy, its composition is additionally introduced titanium dioxide in the following ratio of ingredients (in wt%):
Двуокись титана 23 - 27Titanium dioxide 23 - 27
Фторцирконат калия 23 - 27Potassium fluorozirconate 23 - 27
Борфтористоводородный калий - остальное.Borfluoride potassium - the rest.
Перед применением модификатора ингредиенты смешивают, сушат при температуре 350°С или сплавляют и размалывают. Способ модифицирования сводится к засыпке 1,5-3% смеси при температуре 730 - 760°С на поверхность расплава, выдержке сплава в течение 10-15 мин, замешиванию модификатора под зеркало жидкого сплава, удалению шлака с поверхности и разливке сплава по формам.Before using the modifier, the ingredients are mixed, dried at 350 ° C or fused and milled. The modification method is reduced to filling 1.5-3% of the mixture at a temperature of 730 - 760 ° C on the surface of the melt, holding the alloy for 10-15 minutes, kneading the modifier under the mirror of the liquid alloy, removing slag from the surface and casting the alloy into molds.
Недостатком данного способа является то, что он оказывает слабый модифицирующий эффект на структуру сплава, и вследствие этого незначительное повышение механических свойств. При модифицировании названным составом эвтектическая составляющая модифицируется плохо и эффект модифицирования сохраняется недолго. К тому же фторцирконат калия также является дорогостоящим и дефицитным веществом.The disadvantage of this method is that it has a weak modifying effect on the structure of the alloy, and as a result, a slight increase in mechanical properties. When modified with the named composition, the eutectic component is poorly modified and the effect of modification does not last long. In addition, potassium fluorozirconate is also an expensive and scarce substance.
Известен способ модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов (Авт. св-во СССР №579330, кл. С22С 21/06, 1975) флюсом, содержащим хлористый натрий, фтористый натрий, хлористый калий, фтористый калий, хлористый кальций, фтористый кальций, фторборат натрия, хлористый барий и/или фтористый барий, хлористый кадмий и/или фтористый кадмий, фтортитанат калия и/или фторцирконат калия. Изобретение обеспечивает повышение пластичности алюминиево-кремниевых сплавов и увеличение продолжительности эффекта модифицирования по сравнению со стандартными натрийсодержащими модификаторами. Флюс в количестве 1-3% от массы металла наносится равномерным слоем на поверхность расплава при температуре 720-760°С. Металл выдерживается под слоем флюса 10-15 минут, после чего производится разливка сплава в формы.There is a known method for modifying aluminum-silicon alloys (Ed. St. in the USSR No. 579330, class C22C 21/06, 1975) with a flux containing sodium chloride, sodium fluoride, potassium chloride, potassium fluoride, calcium chloride, calcium fluoride, sodium fluoroborate, barium chloride and / or barium fluoride, cadmium chloride and / or cadmium fluoride, potassium fluorotitanate and / or potassium fluorozirconate. The invention provides an increase in the ductility of aluminum-silicon alloys and an increase in the duration of the modification effect in comparison with standard sodium-containing modifiers. Flux in the amount of 1-3% by weight of the metal is applied in a uniform layer on the surface of the melt at a temperature of 720-760 ° C. The metal is kept under a layer of flux for 10-15 minutes, after which the alloy is poured into molds.
Недостатком этого способа модифицирования является большое количество компонентов, входящих в состав флюса, что существенно усложняет технологию, увеличивает длительность приготовления модификатора и повышает его стоимость.The disadvantage of this modification method is the large number of components that make up the flux, which significantly complicates the technology, increases the duration of the modifier preparation and increases its cost.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого способа является способ обработки алюминиево-кремниевых сплавов (Авт. св-во СССР №608843, кл. С22 В 9/10, 1978), включающий одновременное рафинирование и модифицирование флюсом, содержащим хлористые и/или фтористые соли, отличающийся тем, что с целью повышения длительности действия модификатора при получении высоких и стабильных механических свойств отливок обработку проводят в присутствии фтористого бария или хлористого бария, взятого в количестве 0,1-0,3% от веса сплава в пересчете на барий.The closest analogue (prototype) of the proposed method is a method of processing aluminum-silicon alloys (Ed. USSR No. 608843, class C22 B 9/10, 1978), including simultaneous refining and modification with a flux containing chloride and / or fluoride salts characterized in that in order to increase the duration of action of the modifier when obtaining high and stable mechanical properties of castings, the treatment is carried out in the presence of barium fluoride or barium chloride, taken in an amount of 0.1-0.3% by weight of the alloy in terms of barium.
Недостатком данного способа является то, что модифицирующее воздействие оказывается только на алюминиево-кремниевую эвтектику, что ограничивает область применения данного модификатора эвтектическими силуминами.The disadvantage of this method is that the modifying effect is only on the aluminum-silicon eutectic, which limits the scope of this modifier by eutectic silumins.
В заявленном изобретении поставлена задача разработки способа модифицирования, воздействующего на все структурные составляющие силуминов: дендриты α-твердого раствора, эвтектику (α+Si) и кристаллы первичного кремния. С этой целью в состав флюса введены модификаторы 1 и 2 рода - барий, в виде фтористого бария, и титан, в виде диоксида титана. Диоксид титана является пассивным веществом. Поэтому для активации алюмотермического восстановления титана в алюминиевом расплаве обработку сплавов проводят в присутствии фтористого.In the claimed invention, the task is to develop a modification method that affects all structural components of silumins: dendrites of an α-solid solution, eutectic (α + Si) and primary silicon crystals. For this purpose, modifiers of the 1st and 2nd kind are introduced into the composition of the flux - barium, in the form of barium fluoride, and titanium, in the form of titanium dioxide. Titanium dioxide is a passive substance. Therefore, to activate the alumothermal reduction of titanium in an aluminum melt, the processing of alloys is carried out in the presence of fluoride.
Технический результат выражается в измельчении всех структурных составляющих алюминиево-кремниевого сплава: α-твердого раствора, эвтектики (α+Si) и первичных кристаллов кремния. Эффект модифицирования наблюдается для алюминиево-кремниевых сплавов доэвтектического, эвтектического и заэвтектического составов и сохраняется в течение 5 часов при разливке сплава. Модифицирование обеспечивает повышение механических свойств алюминиево-кремниевых сплавов.The technical result is expressed in the grinding of all structural components of the aluminum-silicon alloy: α-solid solution, eutectic (α + Si) and primary silicon crystals. The effect of modification is observed for aluminum-silicon alloys of hypoeutectic, eutectic and hypereutectic compositions and persists for 5 hours when casting the alloy. The modification provides an increase in the mechanical properties of aluminum-silicon alloys.
Заявленный технический результат достигается тем, что в способе модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов, включающем введение в расплав флюса, содержащего диоксид титана и фтористый барий, согласно заявляемому изобретению, для активации алюмотермического восстановления титана в алюминиевом расплаве обработку сплавов проводят в присутствии фтористого калия при следующем соотношении компонентов модифицирующего флюса, мас. %:The claimed technical result is achieved by the fact that in the method of modifying aluminum-silicon alloys, including the introduction into the melt of a flux containing titanium dioxide and barium fluoride, according to the claimed invention, to activate the alumothermal reduction of titanium in an aluminum melt, the processing of alloys is carried out in the presence of potassium fluoride at the following ratio modifying flux components, wt. %:
Диоксид титана - 19-29Titanium dioxide - 19-29
Фтористый барий - 32-40Barium fluoride - 32-40
Фтористый калий - 34-42.Potassium fluoride - 34-42.
При этом, на поверхность алюминиево-кремниевого расплава при температуре 780-820°С в количестве 1,5-2,5% от массы плавки равномерным слоем насыпают флюс, выдерживают 8-10 минут, а затем замешивают в расплав на глубину 10-20 см с образованием на поверхности рассыпчатого шлака, после этого образовавшийся шлак удаляется с поверхности расплава, а сплав выдерживают еще в течение 8-10 минут перед заливкой.At the same time, flux is poured on the surface of the aluminum-silicon melt at a temperature of 780-820 ° C in an amount of 1.5-2.5% of the melt mass, kept for 8-10 minutes, and then kneaded into the melt to a depth of 10-20 cm with the formation of friable slag on the surface, after which the formed slag is removed from the surface of the melt, and the alloy is kept for another 8-10 minutes before pouring.
При введении фтористого калия происходит понижение поверхностного натяжения на границе расплава и частиц диоксида титана, активация алюмотермического восстановления титана и синтез дисперсных интерметаллидов TiAl3, являющихся центрами кристаллизации. Алюмотермическая реакция вызывает повышение температуры расплава, активное разложение фтористого бария и его переход в расплав. В результате синтеза дополнительных центров кристаллизации, а также адсорбции бария на поверхности растущих кристаллов изменяется механизм кристаллизации расплава и происходит модифицирование структуры сплава.The introduction of potassium fluoride leads to a decrease in the surface tension at the interface between the melt and titanium dioxide particles, activation of the alumothermal reduction of titanium, and the synthesis of dispersed intermetallic compounds TiAl 3 , which are crystallization centers. The alumothermal reaction causes an increase in the temperature of the melt, active decomposition of barium fluoride and its transition into the melt. As a result of the synthesis of additional crystallization centers, as well as the adsorption of barium on the surface of growing crystals, the mechanism of melt crystallization changes and the alloy structure is modified.
Модифицирование алюминиево-кремниевых сплавов предложенным способом проводят следующим образом.Modification of aluminum-silicon alloys by the proposed method is carried out as follows.
В муфельной печи марки СНОЛ в шамотно-графитовом тигле по стандартной технологии готовили алюминиево-кремниевый сплав АК12 (в соответствии с ГОСТ 1583-93 сплав содержит 11,5% Si; 0,3% Fe; Al - остальное). Механические свойства сплава АК12 должны быть равны, не менее: временное сопротивление разрыву, σВ - 147 МПа, относительное удлинение, 8 - 4%. При температуре 780-820°С в расплав вводится флюс в количестве 1,5-2,5% от массы плавки. Флюс насыпается равномерным слоем на поверхность расплава и выдерживается в течение 8-10 минут. Затем, для активации алюмотермического восстановления титана, производится замешивание флюса в расплав на глубину 10-20 см до образования на поверхности расплава рассыпчатого шлака. После этого образовавшийся шлак удаляется с поверхности расплава. Сплав выдерживается еще в течение 8-10 минут, его температура при этом доводится до температуры заливки, равной 710-730°С. С поверхности расплава снимается образовавшийся шлак и производится заливка стандартных образцов для механических испытаний литьем в землю.In a SNOL muffle furnace in a chamotte-graphite crucible, an aluminum-silicon alloy AK12 was prepared according to the standard technology (in accordance with GOST 1583-93, the alloy contains 11.5% Si; 0.3% Fe; Al is the rest). The mechanical properties of the AK12 alloy must be equal, not less than: ultimate tensile strength, σ B - 147 MPa, elongation, 8 - 4%. At a temperature of 780-820 ° C, a flux is introduced into the melt in an amount of 1.5-2.5% of the melt mass. The flux is poured into a uniform layer on the surface of the melt and kept for 8-10 minutes. Then, to activate the alumothermic reduction of titanium, the flux is kneaded into the melt to a depth of 10-20 cm until a friable slag is formed on the surface of the melt. After that, the formed slag is removed from the surface of the melt. The alloy is kept for another 8-10 minutes, while its temperature is brought to a pouring temperature of 710-730 ° C. The formed slag is removed from the surface of the melt and the standard samples are poured for mechanical tests by casting into the ground.
В таблице №1 приведены сравнительные характеристики сплава АК12, обработанного способом, известным из прототипа и способом, заявленным настоящим изобретением, в зависимости от времени выдержки расплава.Table 1 shows the comparative characteristics of the AK12 alloy processed by the method known from the prototype and by the method claimed by the present invention, depending on the holding time of the melt.
Использование заявляемого настоящим изобретением способа модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов, по сравнению со способом-прототипом, позволяет повысить механические свойства сплава АК12: - предел прочности σВ - на 8-12%; относительное удлинение δ - на 45-55%.The use of the method of modification of aluminum-silicon alloys proposed by the present invention, in comparison with the prototype method, makes it possible to increase the mechanical properties of the AK12 alloy: - ultimate strength σ B - by 8-12%; elongation δ - by 45-55%.
В заявленном изобретении разработан способ модифицирования, воздействующий на все структурные составляющие силуминов: дендриты α-твердого раствора, эвтектику (α+Si) и кристаллы первичного кремния.In the claimed invention, a modification method has been developed that affects all structural components of silumins: dendrites of an α-solid solution, eutectic (α + Si), and primary silicon crystals.
Разработанный способ модифицирования осуществляется флюсом, который не содержит в своем составе легкоиспаряющихся соединений, что снижает количество вредных выбросов в атмосферу и повышает экологичность технологического процесса модифицирования силуминов. При модифицировании расплава хлористыми солями, используемыми в способе - прототипе, происходит их активное испарение в атмосферу при температурах плавки.The developed method of modification is carried out with a flux that does not contain volatile compounds in its composition, which reduces the amount of harmful emissions into the atmosphere and increases the environmental friendliness of the technological process of modifying silumins. When the melt is modified with chloride salts used in the prototype method, they actively evaporate into the atmosphere at melting temperatures.
Все компоненты, входящие в состав флюса, используемого в разработанном способе, не являются дефицитными и дорогими.All components that make up the flux used in the developed method are not scarce and expensive.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020124314A RU2743945C1 (en) | 2020-07-22 | 2020-07-22 | Method for modifying aluminum-silicon alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020124314A RU2743945C1 (en) | 2020-07-22 | 2020-07-22 | Method for modifying aluminum-silicon alloys |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2743945C1 true RU2743945C1 (en) | 2021-03-01 |
Family
ID=74857476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020124314A RU2743945C1 (en) | 2020-07-22 | 2020-07-22 | Method for modifying aluminum-silicon alloys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2743945C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU383755A1 (en) * | 1970-05-15 | 1973-05-23 | MODIFIER FOR ALUMINUM-SILICON ALLOYS | |
| SU608843A1 (en) * | 1976-12-07 | 1978-05-30 | Институт Проблем Литья Ан Украинской Сср | Method of treating aluminium-silicon alloys |
| DE4110145A1 (en) * | 1990-03-27 | 1991-11-07 | Atsugi Unisia Corp | METHOD FOR SHAPING ALUMINUM SILICON ALLOY |
| SU1792991A1 (en) * | 1991-02-11 | 1993-02-07 | Vni | Method of alumino-silicon alloys working |
-
2020
- 2020-07-22 RU RU2020124314A patent/RU2743945C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU383755A1 (en) * | 1970-05-15 | 1973-05-23 | MODIFIER FOR ALUMINUM-SILICON ALLOYS | |
| SU608843A1 (en) * | 1976-12-07 | 1978-05-30 | Институт Проблем Литья Ан Украинской Сср | Method of treating aluminium-silicon alloys |
| DE4110145A1 (en) * | 1990-03-27 | 1991-11-07 | Atsugi Unisia Corp | METHOD FOR SHAPING ALUMINUM SILICON ALLOY |
| GB2243620B (en) * | 1990-03-27 | 1994-06-29 | Atsugi Unisia Corp | Improvements in and relating to forming aluminium-silicon alloy |
| SU1792991A1 (en) * | 1991-02-11 | 1993-02-07 | Vni | Method of alumino-silicon alloys working |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5923117B2 (en) | Metal alloy refinement method | |
| CN101094930A (en) | aluminum casting alloy | |
| CN110157935B (en) | Al-V-B refiner for casting aluminum-silicon alloy, its preparation method and application | |
| CN114214534A (en) | Modified aluminum alloy and preparation method thereof | |
| RU2155819C2 (en) | Composition for modifying low-sulfur cast iron | |
| RU2743945C1 (en) | Method for modifying aluminum-silicon alloys | |
| RU2421537C2 (en) | Procedure for production of alumo-scandium containing additional alloy and charge for production of alumo-scandium containing additional alloy | |
| DE2723870B1 (en) | Process for the manufacture of cast iron | |
| US3856583A (en) | Method of increasing hardness of aluminum-silicon composite | |
| RU2525967C2 (en) | Modification of cast alloys | |
| CN107326228A (en) | A kind of composite inoculating transcocrystallized Al-Si alloy and preparation method thereof | |
| KR101335006B1 (en) | Magnesium alloy and manufacturing method thereof using silicon oxide and calcium oxide | |
| US1387900A (en) | Alloy | |
| RU2016112C1 (en) | Method for modification of aluminium alloys | |
| US2604394A (en) | Magnesium base alloys | |
| JP2020111808A (en) | Regeneration method of Al alloy | |
| RU2538850C2 (en) | Modification method of aluminium and aluminium-silicone alloys (silumins) by carbon | |
| JP2624302B2 (en) | Mg-Sr alloy for A1-Si casting alloy modification | |
| RU2094515C1 (en) | Method for production of silumines | |
| RU2849509C1 (en) | Composition of pelleted modifier for aluminium alloys | |
| RU2808313C1 (en) | Flux for modifying aluminum alloys | |
| SU1044652A1 (en) | Modifier for aluminium-silicon alloys | |
| RU2623966C2 (en) | Modification method of aluminium-silicon alloys | |
| JP3666822B2 (en) | Master alloy for adding Zr into Mg alloy | |
| RU2692542C1 (en) | Melting and casting method of cast aluminum alloy |