RU2002841C1 - Способ получени шихты дл плавки алюминиевых сплавов и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Использование: литейное производство, получение лигатур и других шихтовых материалов дл  приготовлени  алюминиевых сплавов и при внутри- форменном модифицировании. Сущность- с целью увеличени  скорости растворени  шихтовых материалов , улучшени  механических свойств сплава разливку и деформацию ведут в рельефном валковом водоохлаждаемом кристаллизаторе с образованием на поверхности шихты выступов и впадин с отношением общей площади поверхности шихтового материала к своему объему от 20 :1 до 30 :1, при этом должно обеспечиватьс  соотношение глубины впадин (высоты выступов) к величине зазора между валками в пределах от 3,3 до 2. 3 табл. 1 злф-лы, 2и 

Description

Изобретение относитс  к цветной металлургии , в частности к способам подготовки шихты перед плавкой, и может быть использовано дл  получени  лигатур и других шихтовых материалов, предназначенных дл  приготовлени , например, алюминиевых сплавов.

Состо ние шихты и услови  подготовки шихтовых материалов оказывают существенное вли ние на структуру и свойства алюминиевых сплавов. Это обуславливает необходимость подготовки шихты перед плавкой (Никитин В.И. Основные закономерности структурной наследственности в системе шихта-расплав-отливка. Литейное производство, 1991, № 4, с. 4-5).

Известен способ подготовки шихты дл  приготовлени  алюминиевых сплавов, включакш ий нагрев выше температуры со- лидуса. плавку и пластическую деформацию в жидко-твердом состо нии 1.

Недостатком данного способа получени  шихты  вл етс  то, что при использовании последней наличие у нее гладкой поверхности приводит к относительно низкой скорости растворени  шихтового материала при вводе в расплав, особенно дл  тугоплавких лигатур типа алюминий-титан, алюминий-цирконий, алюминии-титан-бор. Наход щиес  в структуре грубые включени  первичных интерметаллидов, раствор  сь с малой скоростью в жидком сплаве при низких технологических температурах и в ограниченное врем  приготовлени  сплава,  вл ютс  часто причиной недостаточного измельчени  структуры или брака отливок по интерметаллидным включени м (Лигатуры дл  приготовлени  алюминиевых и магниевых сплавов. Напалков В.М. и др. - М,: Металлурги , 1983, с. 160). Это обусловлено тем, что растворение идет по границе шихтовый материал-расплав, а площадь контакта определ етс  величиной общей площади поверхности шихтовой добавки. Указанный недостаток затрудн ет применение лигатур , полученных данным способом дл вне- печного модифицировани  (например, модифицировани  в ковше, форме).

Кроме вышеуказанного производительность данного технологического процесса подготовки шихты дл  приготовлени  алюминиевых сплавов крайне низка и не пригодна дл  промышленного использовани  вследствие большой длительности и трудоемкости .

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности процесса получени  шихты и улучшение механических свойств сплавов.

Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу подготовки шихты дл  приготовлени  алюминиевых сплавов, включающему нагрев, плавление и пластическую деформацию в жидко-твердом, расплав шихты разливают и деформируют в валковом кристаллизаторе с формированием поверхности шихты в виде выступов и

0 впадин при соотношении общей площади поверхности шихты к ее объему, от 20 : 1 до 30 : 1, при этом водоохлаждаемые валки выполнены рельефными с равномерным чередованием выступов и впадин при соотно5 шении высоты выступов к величине зазора между валками от 3,3 до 2,0.

Использование предлагаемого способа получени  шихты дл  плавки алюминиевых сплавов и устройства дл  его осуществле0 ни  обеспечивает по сравнению с существующим следующие преимущества:

-осуществление разливки, кристаллизации и деформации за одну технологическую операцию, что позвол ет повысить

5 производительность процесса;

-получение шихтовых материалов с большой степенью измельченности и однородности структуры и широко развитой поверхностью шихтового материала, что

0 позволит готовить промышленные сплавы с повышенными и стабильными свойствами. На фиг. 1 изображен предлагаемый валковый кристаллизатор, общий вид ( hi - толщина образующейс  шихтовой заготов5 ки; h2 - высота выступов (впадин); Ьз - толщина перемычки); на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1.

Валковый водоохлаждаемый кристаллизатор состоит из двух валков 1 шириной

0 300-500 мм, с рельефной поверхностью, конфигураци  которой состоит из выступов и впадин, механизма перемещени  валков и привода, смонтированных на станине (на чертеже не показаны).

5 Отношение величины высоты выступов на валках к величине зазора между валками устанавливают в пределах от 3,3 до 2,0. Параметры рельефа поверхности валков соответствуют параметрам шихтовой заготовки.

0

Кристаллизатор работает следующим образом. Привод приводит во вращение рельефные водоохлаждаемые валки 1. Расплав шихты разливают в зазор между валка5 ми, которые, враща сь, осуществл ют деформацию жидкотвердой фазы 2 путем прокатки со средней степенью деформации 40-75 % с образованием на поверхности шихтовой заготовки 3 выступов и впадин.

Данные изменени  рельефа шихтовой заготовки приведены в табл. 1.

Способ получени  шихты и конструкци  валкового кристаллизатора опробованы на примере получени  лигатуры алюминий-титан (5 %) и переплава сплава АК9ч с последующим их вводом в качестве модификаторов в сплавы АМгблч и АК9ч ГОСТ 1583-89 соответственно.

Пример 1. Технологи  приготовлени  лигатуры алюминий - 5 % титана заключаетс  в следующем. Лигатуру на основе алю- мини  с 5 % титана разливают с температуры 800-860°С и деформируют в валковом водоохлаждаемом рельефном кристаллизаторе со средней степенью деформации 40-75 % с образованием на по- верхности шихтовой заготовки выступов и впадин. Получают ленту шириной 300-500 мм. Приготовленную данным способом лигатуру в расчетном количестве ввод т в сплав АМгблч.

Механические свойства сплава АМгблч, приготовленного с использованием полученной по предлагаемому и известному способам получени  шихты - лигатуры AI - 5 % Ti, приведены в табл. 2.

Пример 2. По предлагаемому способу получают переплав сплава АК9ч. В печи расплавл ют чушки сплава АК9ч, перегревают до температуры 700-710°С и подвергают обработке аналогично примеру 1. Затем обработанный переплав ввод т в количестве 3 % в сплав АК9ч,

Механические свойства сплава АК9ч, приготовленного по известному и предлагаемому способам, приведены в табл. 3.

Использование предлагаемого способа получени  шихтовых материалов и устройства дл  его осуществлени  обеспечивает по сравнению с существующим способом следующие преимущества:

-возможность получени  отливок с повышенными и стабильными механическими свойствами;

-повышенную производительность процесса подготовки шихтовых материалов;

-снижение количества вводимой в расплав лигатуры;

-уменьшение расхода количества сплава на изготовление деталей при сохранении их прежних служебных свойств.

(56) Авторское свидетельство СССР Ne 1135787, кл. С 22 С 1/02, 1985.

дл  предлагаемого способа в качестве толщины лигатуры прин та величина hi

Т а б л и ц а 1

Таблица 2

дл  предлагаемого способа в качестве толщины обработанной части шихты прин та величина hi.

Claims (2)

1. Способ получени  шихты дл  плавки алюминиевых сплавов, включающий нагрев выше температуры солидуса, разливку и пластическую деформацию в жидкотвердом состо нии, отличающийс  тем, что разливку и деформацию осуществл ют в валковом кристаллизаторе с формированием поверхности шихты в виде выступов и впадин при соотношении общей площади поверхности шихты к ее объТаблицаЗ

ему, равном (20 - 30) -1,

2. Устройство дл  получени  шихты дл  плавки алюминиевых сплавов, содержащее станину и привод, отличающеес  тем, что оно снабжено водоохлаждаемыми валками и механизмом их перемещени , причем валки выполнены рельефными с равномерным чередованием выступов и впадин при соотношении высоты выступов к величине зазора между валками 3,3 - 2,0.

Фиг. 7

Фиг. 2