Патент на изобретение №2187564
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) МНОГОСЛОЙНЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ РАФИНИРОВАНИЯ И ОДНОВРЕМЕННОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВО-КРЕМНИЕВЫХ СПЛАВОВ
(57) Реферат: Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к рафинированию и модифицированию алюминиево-кремниевых сплавов. Предложенный многослойный фильтр для рафинирования и одновременного модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов состоит из двух слоев: слоя измельченного огнеупорного материала – магнезита и модифицирующего слоя, согласно изобретению на слое высотой 40-50 мм, состоящем из раздробленных кусков диаметром 7,5-10 мм сплава фтористых и хлористых солей натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: фторид натрия (NaF) – 30-40, криолит (Na3AlF6) – 15-20, хлорид натрия (NaCl) – остальное, размещен слой высотой 25-30 мм из частиц огнеупорного материала диаметром 10-15 мм. Обеспечивается получение мелкодисперсной модифицированной структуры, очистка от неметаллических включений и интерметаллических фаз и увеличение физико-механических свойств. 1 табл. Изобретение относится к области цветной металлургии, конкретно к рафинированию и модифицированию алюминиево-кремниевых сплавов. Известен фильтр [Коротков В.Г. Рафинирование литейных алюминиевых сплавов. – М.: Машгиз, 1963, с. 107-109] для рафинирования и одновременного модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов, содержащий огнеупорный материал, например магнезит, и модифицирующий слой из переплавленного и раздробленного до размеров кусков 10-15 мм фтористого кальция (CaF2), фтористого натрия (NaF) или фторцирконата калия (K2ZrF6). Отмечаются хорошие рафинирующие и модифицирующие свойства. Однако дополнительное модифицирование сплава ведут за счет уменьшения высоты рафинирующих слоев или увеличения общей высоты фильтра, что приводит к снижению эффективности очистки сплава от неметаллических включений и необходимости повышения металлостатического напора над фильтром или увеличения начальной температуры фильтра и металла. Задачей изобретения является улучшение рафинирующей способности фильтра и расширение технологических возможностей. Техническим результатом применения предлагаемого многослойного фильтра является получение мелкодисперсной модифицированной структуры, очистка от неметаллических включений и интерметаллических фаз, повышение физико-механических свойств алюминиево-кремниевого сплава. Этот технический результат достигается тем, что в предлагаемом многослойном фильтре для рафинирования и одновременного модифицирования алюминиевого-кремниевых сплавов, состоящего из двух слоев: слоя измельченного огнеупорного материала – магнезита и модифицирующего слоя, согласно изобретению на слой высотой 40-50 мм, состоящий из раздробленных кусков диаметром 7,5-10 мм сплава фтористых и хлористых солей натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: Фторид натрия (NaF ) – 30-40 Криолит (Na3AlF6) – 15-20 Хлорид натрия (NaCl ) – Остальное размещают слой высотой 25-30 мм из частиц огнеупорного материала диаметром 10-15 мм. Сплав фтористых и хлористых солей натрия, обладая более низкой температурой плавления (715oС), чем составляющие его компоненты, оказывает флюсующее действие, размягчаясь при фильтровании алюминиевого сплава. Это обуславливает адгезионное взаимодействие его с неметаллическими включениями. Применение в предлагаемом фильтре в качестве верхнего слоя измельченного огнеупора обеспечивает грубую очистку от крупных включений алюминиевого сплава. В качестве огнеупорного материала используют магнезит в виде измельченных кусков магнезитового кирпича. Предложенный фильтр обеспечивает равномерное распределение структурных составляющих, получение мелкодисперсной модифицированной структуры, очистку сплавов от неметаллических включений и интерметаллических фаз, которые в комплексе обуславливают увеличение физико-механических свойств: предела прочности на разрыв с 22,4 до 28,1 кг/мм2; относительного удлинения с 2,2 до 5,4%. Фильтр, состоящий из двух слоев, из которых нижний слой – сплав солей натрия с размером частиц 7,5-10 мм, верхний слой – измельченные куски магнезита размером 10-15 мм, помещают в фильтрующее устройство и нагревают до температуры 500-550oС. Через нагретый фильтр непрерывно пропускают расплав со скоростью 12-14 кг  см2/ч с температурой 730-750oС. При этом происходит взаимодействие расплава и неметаллических включений с полутвердой поверхностью фильтра, которая сепарирует поток металла на элементарные струйки и очищает сплав от включений за счет высокой работы адгезии, а также модифицирует сплав натрием солей.
Преимущества предложенного фильтра иллюстрируются примерами применения.
Пример 1.
В фильтрующий блок помещают описанный фильтр и подогревают до температуры 500oС. Алюминиевый сплав АК9ч в количестве 250 кг непрерывно пропускают через многослойный фильтр. Во время опыта отбирают пробы на металлографический и химический анализ, образцы на физико-механические свойства.
Пример 2.
Алюминиевый сплав, полученный из брикетов алюминиевый стружки в количестве 450 кг, пропускали через описанный фильтр со скоростью 6-8 кгсм2/ч.
Результаты приведены в таблице, из которой видно, что механические свойства отфильтрованных алюминиево-кремниевых сплавов по предлагаемому способу выше обработанных по известным способам. Количество включений в сплаве, пропущенном через предлагаемый фильтр, сокращается более чем в 2 раза. В результате обработки микроструктура сплавов АК9ч и переплава стружки становится модифицированной с равномерным распределением структурных элементов. При обработке через предлагаемый фильтр уменьшается содержание интерметаллидов, представленных в виде  -фазы (AlSiFe), как следствие, уменьшается содержание железа на 13-27%.
Формула изобретения
Фторид натрия (NaF) – 30-40 Криолит (Na3AlF6) – 15-20 Хлорид натрия (NaCl) – Остальное размещен слой высотой 25-30 мм из частиц огнеупорного материала диаметром 10-15 мм. РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 26.10.2006
Извещение опубликовано: 10.01.2008 БИ: 01/2008
|
||||||||||||||||||||||||||
