Патент на изобретение №2184789
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МАГНИЕВОГО СПЛАВА ДЛЯ ФАСОННОГО ЛИТЬЯ
(57) Реферат: Изобретение относится к области металлургии, авиационной и машиностроительной технике, а именно к приготовлению магниевых сплавов повышенной чистоты и коррозионной стойкости для фасонного литья. Способ приготовления магниевого сплава для фасонного литья включает плавление металлической шихты, легирование, рафинирование сплава от примесей железа и кремния посредством введения в жидкий сплав циркония или титана в количестве 0,006-0,08% от веса шихты при температуре 740-760oС и модифицирование сплава при этих температурах углеродосодержащими веществами магнезитом или гексахлорэтаном, вводимыми в расплав в количествах более 0,4% от веса шихты (магнезита) и более 0,1% от веса шихты (гексахлорэтана), обеспечивается повышение чистоты сплава, его коррозионной стойкости, улучшение механических свойств. 1 табл. Изобретение относится к области металлургии, авиационной и машиностроительной техники, а именно к приготовлению магниевых сплавов повышенной чистоты и коррозионной стойкости для фасонного литья. Известен способ приготовления магниевых сплавов системы магний – алюминий – цинк – марганец в литейных цехах фасонного литья, включающий плавление металлической шихты, легирование, рафинирование сплава от примеси железа посредством введения в жидкий сплав при температуре 800-810oС 0,7-0,8% марганца от веса шихты и последующего снижения температуры расплава до 680-700oС и выстаивания [1]. Недостатком известного способа приготовления магниевого сплава является большие безвозвратные потери металла, высокие температуры процесса, повышенный расход энергии и длительность процесса. Промышленное применение на металлургическом заводе нашел способ рафинирования магния и его сплавов от примесей железа посредством введения в жидкий металл низших хлоридов титана (титанового флюса)[2]. Недостатками этого способа рафинирования являются дополнительные энергетические и трудовые затраты на приготовление титанового флюса, токсичность процесса его приготовления (плавка хлористых солей с титановой губкой), токсичность процесса рафинирования магния и сплавов титановым флюсом и повышенные безвозвратные потери металла. Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является способ приготовления в литейных цехах магниевого сплава МЛ5пч повышенной чистоты по примесям железа и кремния (Fe  0,007%, Si0,08%), включающий плавление металлической шихты, легирование, рафинирование жидкого сплава флюсом от шлаков – окислов и модифицирование магнезитом в количестве до 0,4% от веса шихты [3].
Присутствие этих примесей в магниевом сплаве и деталях из него даже в таких малых количествах снижает их коррозионную стойкость в сравнении с более чистым сплавом по этим примесям. Недостатком способа – прототипа является увеличение содержания примесей железа и кремния в сплаве в процессе приготовления (плавки) его в печи с железным тиглем и использование в металлическую шихту уже загрязненных примесями возвратов собственного производства, в результате чего изначально чистая по примесям металлическая шихта из чушковых металлов металлургических заводов при плавке сплава загрязняется примесями железа и кремния, что снижает коррозионную стойкость приготовленного сплава и отлитых из него деталей. Так при приготовлении сплава МЛ5пч из чушкового МА8Цч содержание железа увеличивается с 0,003 до 0,007%, а кремния с 0,03 до 0,08%. К недостаткам способа – прототипа относятся также большой разброс механических свойств сплава и имеющий место брак по химическому составу и механическим свойствам.
Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка способа приготовления в литейных цехах магниевых сплавов повышенной по примесям чистоты посредством рафинирования жидких магниевых сплавов от примесей железа и кремния и, как следствие этого, повышение коррозионной стойкости сплава и деталей.
Эта техническая задача решается тем, что предложен способ приготовления магниевого сплава для фасонного литья, включающий плавление металлической шихты, легирование, рафинирование и модифицирование сплава углеродосодержащими веществами, в котором рафинирование сплава осуществляется посредством введения в его расплав циркония или титана в количестве 0,006-0,08% каждого от веса шихты. При этом рафинирование и модифицирование сплава осуществляют при температуре 740-760oС, а в качестве углеродосодержащих веществ используют гексахлорэтан в количестве более 0,1% от веса шихты или магнезит в количестве более 0,4% от веса шихты. Экспериментально и промышленным опытом использования в шихту готового чушкового сплава повышенной чистоты установлено, что даже небольшое содержание циркония и титана в приготовленном сплаве укрупняет его структуру (зерно) и этим снижает его механические свойства. Экспериментальными плавками показано, что ликвидировать сравнительно крупную структуру сплава возможно посредством введения в сплав дополнительного, по сравнению с прототипом, количества углеродосодержащих веществ, которое зависит от количества введенного в расплав циркония и титана.
Проведенными экспериментами и исследованиями установлено, что введение в жидкие сплавы небольших количеств (0,006-0,08%) от веса шихты титана или циркония и повышенного количества углеродосодержащих веществ позволяет получать сплавы и детали из них повышенной чистоты и коррозионной стойкости и стабильно хорошие механические свойства.
Примеры осуществленияПредлагаемый способ приготовления магниевого сплава для фасонного литья был опробован в лабораторных и промышленных условиях. Пример 1 В тигельную печь емкостью 400 кг загружали 280 кг магния марки МГ96, расплавляли его и при температуре расплава 720oС вводили 1 кг цинка и 24 кг алюминия (с учетом алюминия в лигатуре алюминий – марганец), после этого нагрели расплав до температуры 750oС и ввели в него лигатуру алюминий – марганец (с учетом введения 0,5% марганца в сплав) и перемешали расплав. Затем ввели в него 0,007% циркония от веса шихты и перемешали расплав. Цирконий в сплав вводился из лигатуры магний – цирконий с содержанием циркония в ней 16%. При температуре расплава 740oС провели его модифицирование введением 0,5% от веса шихты магнезита. Доводили температуру сплава до 760-770oС и выстаивали его в течение 10-15 минут. Определяли химический состав приготовленного сплава и готовым сплавом заливали формы образцов и фасонных отливок. Пример 2 Технология приготовления сплава аналогична примеру 1 за исключением того, что вместо циркония в жидкий сплав ввели 0,01% титана от веса шихты, а модифицирование проводили введением в расплав при температуре 760oС 0,15% гексахлорэтана от веса шихты. Титан вводили в сплав лигатурой алюминий – титан. Результаты исследований качественных характеристик магниевого сплава показывают, что применение предлагаемого способа приготовления магниевого сплава для фасонного литья в сравнении с известным способом – прототипом позволяет повысить в 2-6 раз чистоту сплава и деталей из него, в 2-4 раза их коррозионную стойкость и механические свойства в среднем на 6,4% по пределу прочности. Кроме этого, применение предлагаемого способа приготовления магниевого сплава в промышленности позволяет значительно снизить брак плавок сплава МЛ5пч по примесям, механическим свойствам, коррозионной стойкости, увеличить надежность эксплуатации изделий и продолжительность их ресурса. Литература 1. Плавка и литье легких сплавов. М. Б. Альтман и др. Издательство “Металлургия”. Москва, 1969 г., стр.347. 2. СССР а.с. 884309. 3. Плавка и литье легких сплавов. М. Б. Альтман и др. Издательство “Металлургия”. Москва, 1969 г., стр.351. Формула изобретения
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
