Флюс для обробки алюмінієвих сплавів

Флюс для обробки алюмінієвих сплавів, що містить сірку та хлорид калію, який відрізняється тим, що додатково містить хлорид натрію, карбонат натрію, ультрадисперсний карбід кремнію та фторид алюмінію при наступному співвідношенні компонентів (мас %) сірка (S) 3-Ю хлорид калію (КСІ) 10-15 хлорид натрію (NaCI) 30-40 карбонат натрію (ІЧагСОз) 1,5-5 карбід кремнію (SiC) 0,5-0,8 фторид алюмінію (AIF3) решта Винахід відноситься до матеріалів, які застосовуються в кольоровій металургії для рафінування та модифікування алюмінієвих сплавів Відомий флюс для обробки заевтектичних алюмінієвих сплавів (ас № 1214773 бывшего СССР МКИ С22В 9/10 Флюс для обработки заевтектических алюминиевых сплавов /В А Косинцев, Т Р Епанешникова -№3763148/22-02 (22), Заявлено 28 06 84, Опубл 28 02 86, Бюл №8 -С 153), що містить (мас %) сірка 5-15 оксид алюмінію 5-15 фосфат натрію 40-70 гексахлоретан залишок До недоліків відомого рішення треба віднести те, що при використанні гексахлоретану в складі флюсу, в процесі рафінування утворюються з'єднання хлориду алюмінію АІСІз, які мають дуже високу токсичність і тому використання цього флюсу недоцільне з точки зору екологічних та санітарногігієнічних вимог Крім того, структура сплавів має велике макрозерно, що не сприяє підвищенню механічних властивостей сплавів Найбільш близьким за технічною сутністю до рішення, яке заявляється, є відомий флюс для обробки алюмінієвих сплавів (ас № 1027256 бывшего СССР МКИ С22с 1/06 Флюс для обработки алюминиевых сплавов /В А Косинцев, Ю А Шулаков, Т Р Епанешникова - №3407948/22-02, Заявлено 16 03 82, Опубл 07 07 83, Бюл №25- С 101), який обрано за прототип Відомий флюс містить (мас %) сірка 30-65 хлористий калій 10-15 оксид алюмінію 25-55 До недоліків відомого рішення слід віднести те, що використання цього флюсу не забезпечує отримання достатньо рафінованих від неметалевих включень та розчинених газів алюмінієвих сплавів Крім того, сплави мають великий розмір макрозерна, що в комплексі не дозволяє отримувати метали з більш високим рівнем механічних властивостей Тому відомий склад потребує певного доопрацювання з метою поліпшення якості та підвищення механічних властивостей алюмінієвих сплавів Із критики аналога і прототипу постає завдання розробки флюсу для обробки алюмінієвих сплавів, який забезпечує підвищення механічних властивостей та якості сплавів, за рахунок більш високого ступеня рафінування та модифікування, який також є доцільним до використання з точки зору екологічних та санітарно-гігієнічних вимог Вказаний технічний результат досягається наступним чином Запропоновано флюс для обробки алюмінієвих сплавів, що містить сірку та хлорид калію, до складу якого додатково входить хлорид натрію, карбонат натрію, ультрадисперсний карбід кремнію та фторид алюмінію, при наступному співвідношенні компонентів (мас %) сірка (S) 3-Ю хлорид калію (КСІ) 10-15 хлорид натрію (NaCI) 30-40 карбонат натрію (ІЧагСОз) 1,5-5 карбід кремнію (SiC) 0,5-0,8 фторид алюмінію (AIF3) залишок Саме сукупність компонентів, які заявляються, та їх співвідношення, забезпечують досягнення нового технічного результату- підвищення механі CO 00 ю 58793 печується подрібнення основних структурних складових сплавів та зв'язування домішок у частки компактної форми Такі зміни забезпечують упорядкування структури алюмінієвих сплавів та підвищують рівень механічних властивостей Аналоги, що містять ознаки, які відрізняють рішення, що заявляється, від відомого, не виявлені На підставі цього можна зробити висновок про те, що рішення, яке заявляється, задовольняє критерію "винахідницький рівень" Для експериментальної перевірки дії флюсу, який заявляється, були проведені дослідження його впливу на вторинний алюмінієвий сплав АК9М2 Також для порівняльних випробувань, був виготовлений флюс згідно з а с №1027256 (прототип) Необхідна КІЛЬКІСТЬ флюсу становить 0,51,0% від маси розплаву Температура обробки сплаву флюсом 720 750°С До розплаву флюс вводять за допомогою "дзвоника" або шляхом вдування флюсу через титанову трубку азотом під тиском 0,5 0,8МПа Після проведення обробки розплаву, згідно з вимогами ГОСТ 1583-93, виготовляли зразки для випробувань та визначення механічних властивостей границі МІЦНОСТІ (а%) та відносного здовження (5) Результати порівняльних досліджень подані у таблиці чних властивостей та якості алюмінієвих сплавів за рахунок отримання однорідної упорядкованої структури і збільшення ступеня рафінування Тому що технічне рішення, яке заявляється, містить нові ознаки, то воно відповідає критерію "новизна" Присутність у флюсі 30-40% хлориду натрію NaCI, 10-15% хлориду калію КСІ та фториду алюмінію AIF3 забезпечують утворення на поверхні розплаву захисної плівки та вилучають тверді частки неметалевих включень і частково розчинені гази Наявність цих компонентів у флюсі сприяє адсорбції шлакових включень та одночасному вилученню зі сплаву водню, який утворює з оксидом алюмінію комплексне з'єднання АІ2О3-Н2 Присутність у флюсі 3-10% сірки забезпечує комплексний вплив на розплав, що підвищує механічні властивості алюмінієвих сплавів При введенні сірки у розплав утворюється велика КІЛЬКІСТЬ газоподібної сірки Проходячи через розплав, вона рафінує його за схемою адсорбції При цьому також спостерігається зміна морфології фаз, що містять залізо, з голкоподібної форми до більш компактної - глобулярної або у вигляді китайських письмових знаків Крім того, сірка і натрій та його з'єднання сумісні як модифікатори алюмінієвих сплавів Присутність 1,5-5% карбонату натрію ЫагСОз забезпечує зниження швидкості 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 ЫагСОз з виділенням вуглекислого газу, пухирі якого, проходячи через розплав, також сприяють підвищенню рівня рафінування сплавів від неметалевих включень та розчинених газів Присутність 0,5-0,8% ультрадисперсного карбіду кремнію 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 забез Результати досліджень свідчать, що флюс, який заявляється (умовні номери 2, 3, 4), у порівнянні з відомим (умовний номер 6), забезпечує отримання сплавів з більш високим рівнем механічних властивостей та низьким балом пористості З урахуванням високої спадковості алюмінієвих сплавів, отримання високого рівня механічних властивостей на етапі їх виготовлення забезпечить оптимальний комплекс механічних властивостей та якості сплавів при всіх наступних технологічних переробках Виходячи з вищевикладеного, можна зробити висновок про те, що технічне рішення, що заявляється, може бути використане в техніці і задовольняє критерію "промислово придатний" Таблиця Результати порівняльних досліджень Властивості вторинного сплаву АК9М2 Вміст компонентів, (мас %) Умовний номер флюсу Литий стан Термообробка за режимом Т5 Бал пористості за ГОСТ 1583-93 S АІ2О3 КСІ NaCI Na2CO3 SiC AIF3 ag МПа 5,% 1 2 3 4 5 1 3 7 10 12 5 10 12 15 20 25 ЗО 35 40 45 0,5 1,5 3 5 7 0,2 0,5 0,65 0,8 1 68,3 55 42,35 29,2 15 112 138 146 141 126 3,2 3,6 3,8 3,4 3,3 ' МПа 178 250 260 252 196 6 Прототип а с №1027256 53 35 12 130 3,3 225 в б,% 1,9 2,4 2,8 2,6 1,7 2-3 1-2 1-2 1-2 2-3 2,0 2-3 58793 Комп'ютерна верстка Н Лисенко Підписано до друку 05 09 2003 Тираж 39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна