Модифікатор для алюмінієвих сплавів

Модифікатор алюмінієвих сплавів, що містить сірку, карбонат натрію, карбід кремнію та титан, який відрізняється тим, що додатково містить карбонат стронцію у наступному співвідношенні компонентів (мас. %): карбонат натрію (Na2CO3) 10-20 карбонат стронцію (SrCО3) 15-20 карбід кремнію (SiC) 12-20 титан (Ті) 3-8 сірка (S) решта. (19) (21) u200800105 (22) 02.01.2008 (46) 10.06.2008, Бюл.№ 11, 2008 р. (72) ВОЛЧОК ІВАН ПЕТРОВИЧ, U A, МІТЯЄВ ОЛЕКСАНДР АН АТОЛІЙОВИЧ, U A, ЛЮТОВА ОЛЬГА ВАЛЕРІЇВНА, UA, ШИРОКОБОКОВА НАТАЛІЯ ВІКТОРІВН А, UA, ПОВЗЛО ВАЛЕНТИН А МИКОЛАЇВНА, U A (73) ЗАПОРІЗЬКИЙ НАЦІОН АЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ, UA 3 32929 що пропоноване технічне рішення задовольняє критерію «винахідницький рівень». Сірка, що присутня у модифікаторі комплексно впливає на алюмінієві сплави. Після занурення модифікатора у розплав, утворюється велика кількість газоподібного продукту, який у вигляді пухирів рафінує розплав. При цьому також забезпечується зміна морфології фаз, що містять залізо, з голчастої на більш компактну - глобулярну або у вигляді китайських знаків. Ця комплексна дія забезпечує підвищення якості та механічних властивостей сплавів. Присутність 10-20% Na2CO3 та 15-20% SrCO3 знижує швидкість окислення сірки та сприяє подрібненню пухирів пароподібної сірки, що збільшує поверхню розподілу між розплавом та газовою фазою і забезпечує більш високий рівень модифікування та рафінування. Крім того, у розплаві відбувається дисоціація Na2CO3 та SrCO3 з виділенням вуглекислого газу, пухирі якого, проходячи через розплав, також сприяють підвищенню рівня рафінування сплавів від неметалевих включень та розчинених газів. Наявність одночасно з'єднань натрію та стронцію за рахунок комплексної дії забезпечує більш високу ступінь модифікування евтектичного кремнію в силумінах і сприяє збільшенню часу знаходження сплаву в модифікованому вигляді. Компоненти сірка та сполуки натрію та стронцію сумісні як модифікатори алюмінієвих сплавів, тому використання Na2CO3 та SrCO3 є доцільним у складі модифікатора. Повна заміна Na2CO3 на SrCO3 не є доцільною тому, що стронцій сприяє збільшенню газової шпаристості та має значно більшу вартість. Присутність 12-20% SiC забезпечує достатню кількість дрібнодисперсних центрів кристалізації, що сприяє зменшенню довжини дендритів по осях першого порядку до 3 разів та підвищенню їх кількості на одиниці площі шліфа в 1,8...2 рази. Також забезпечується подрібнення основних стр уктурних складових сплавів та зв'язування домішок у частки 4 компактної форми. Такі зміни забезпечують упорядкування структури алюмінієвих сплавів та підвищують рівень механічних властивостей. Додаток до складу модифікатора 3-8% Ті забезпечує отримання в розплаві значної кількості тугоплавких, дрібнодисперсних інтерметалідів ТіА13, які відіграють роль додаткових центрів кристалізації, які рівномірно розповсюджені за об'ємом розплаву та разом з ультрадисперсними частками SiC сприяють подрібненню зерен a-твердого розчину та підвищенню механічних властивостей сплавів. Наявність у складі елементів модифікаторів І та II родів підвищує ефективність дії модифікатора в цілому. Таким чином, у порівнянні з прототипом, пропоноване технічне рішення містить вищевказані істотні відмінні ознаки, отже відповідає критерію «новизна». Для експериментальної перевірки дії модифікатора, який заявляється, з метою його більш технологічного вводу до розплаву, методом пресування були виготовлені таблетизовані брикети певної ваги. Це дало змогу швидко підбирати необхідну кількість модифікатору із розрахунку 0,030,05% від маси розплаву. Така технологічна схема застосування показала високу ефективність при подальшому використанні. До розплаву модифікатор вводили за допомогою пристрою який має назву "дзвоник". Температура оброблення розплаву становила 720-750°С. Після проведення модифікування, згідно вимог ГОСТ 1583-93, виготовляли зразки для випробувань та визначення механічних властивостей, а також визначали тривалість модифікуючого ефекту за зниженням рівня механічних властивостей протягом визначеного часу. Також для порівняльних випробувань був виготовлений модифікатор згідно патенту України №57584А. Були проведені порівняльні дослідження і випробування вторинного алюмінієвого сплаву АК8 М3, модифікованого складом, який заявляється та складом за патентом №57584А (таблиця). Таблиця Результати порівняльних досліджень Час після модифікування, хвилин Властивості вторинного сплаву АК8МЗ (литий стан) sВ, МПа d, % КС, кДж/м 2 0 162 181 58 67 30 150 173 60 137 166 90 126 155 120 115 147 11 , 14 , 10 , 14 , 0,9 12 , 0,9 12 , 0,8 12 , 58 65 55 62 54 61 48 59 5 32929 6 Примітка: у чисельнику значення показників отримані при використанні модифікатора за патентом №57584А; у знаменнику - після використання модифікатора, що заявляється. Результати досліджень вказують, що склад модифікатора, який заявляється, у порівнянні з відомим, забезпечує більш тривалу модифікуючу дію. З урахуванням високої спадковості алюмінієвих сплавів, забезпечення тривалого модифікуючого ефекту, який дозволяє отримувати та зберігати високий рівень механічних властивостей на Комп’ютерна в ерстка О. Рябко етапі їх виготовлення, забезпечить оптимальний комплекс механічних властивостей та якості сплавів при всіх наступних те хнологічних переробках. Виходячи з вищевикладеного, можна зробити висновок про те, що те хнічне рішення, що заявляється, може бути використане в техніці і задовольняє критерію " промислове застосування". Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601