Модифікатор алюмінієвих сплавів

Модифікатор алюмінієвих сплавів, що містить титан, алюміній, залізо, магній, який відрізняється тим, що він містить компоненти в такому співвідношенні, мас. %: алюміній 0,1-8,0 залізо 0,15-0,8 магній 0,1-3,0 титан решта. (19) (21) a200700849 (22) 26.01.2007 (24) 12.01.2009 (46) 12.01.2009, Бюл.№ 1, 2009 р. (72) ШАПОВАЛОВА ОКСАН А МИ ХАЙЛІВНА, U A, ШАПОВАЛОВ ОЛЕКСІЙ ВІКТОРОВИЧ, U A, ШАПОВАЛОВ ВІКТОР ПЕТРОВИЧ, UA, КУШНІР МАРИНА АНАТОЛІЇВНА, U A (73) ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ НАЦІОН АЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ, UA (56) SU, 534512, A1, 05.11.1976 RU, 2002845, C1, 15.11.1993 US, 6485541, B1, 26.11.2002 US, 6123899, A, 26.09.2000 3 85253 Співвідношення кількості титану, цирконію і заліза є 1:0,5:0,2. Модифікатор виготовляють плавкою у машині безперервного лиття у зливки Æ 100мм, з яких виготовляють дріт способом обробки тиском. Проте відомий сплав має такі недоліки: - виготовлення модифікувального сплаву способом плавки з подальшою обробкою тиском - це нетехнологічні і енергоємні процеси; - введення водночас титану і цирконію не має сенсу, оскільки алюмініди цирконію значно менш активні модифікатори, ніж алюмініди титану. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення модифікатора шляхом виключення з його складу цирконію, що дозволяє забезпечити поєднання високих механічних властивостей з корозійною стійкістю, а також замінити плавку і обробку тиском модифікатора на безрозплавний спосіб його компактування, що значно спрощує технологію, витрати, знижує енергоємність і покращує розчинність модифікатора у розплаві алюмінієвого сплаву. Поставлена задача вирішується тим, що модифікатор, який містить титан, магній, алюміній, залізо, згідно з винаходом містить компоненти у такому співвідношенні (% по масі): алюміній 0,1...8,0 залізо 0,15...0,8 магній 0,1...3,0 титан решта. Кількість алюмінію в модифікаторі, який заявляється, суттєво знижена, оскільки він має у своєму складі значну кількість шкідливих домішок, які знижують властивості алюмінієвого сплаву, що обробляється. В даному модифікаторі алюміній введено з іншою метою, ніж у прототипі: він сприяє підвищенню засвоєння титану в розплаві алюміні 4 євого сплаву та збільшенню центрів кристалізації у вигляді алюмінідів титану. Залізо знижує температур у плавлення титану і сприяє утворенню потрійного інтерметаліду, який теж є мікромодифікатором. Менш, як 0,15% Fe не дає потрібного ефекту, більш, як 0,8% Fe окрихчує алюмінієвий сплав, який обробляється модифікатором. Магній подрібнює інтерметаліди, що модифікують алюмінієвий сплав. Менш, як 0,1% Mg практично не подрібнює кристали мікромодифікаторів, а більше, як 3,0 % сприяють розвитку піроефекту. Значне підвищення в модифікаторі концентрації титану сприяє дуже значному посиленню його модифікувального ефекту, завдяки стрибкоподібному збільшенню кількості центрів кристалізації в оброблюваному алюмінієвому сплаві у вигляді алюмінідів титану ТіАіз, субмікроскопічних нітридів титану та інши х наночасток на основі титану. Модифікатор, який заявляється, створено на основі титану, а не алюмінію. Це дозволяє використовувати його не у плавленому стані, а у ви гляді подрібнених часток, що пресовані. Приклад Модифікатор, який заявляється, доцільно було вводити в розплав алюмінієвого сплаву при зливі його в проміжний ківш. Оскільки титан має значно більшу питому вагу, ніж алюмінієвий сплав, введення його дуже технологічне і просте. При дослідно-промисловому модифікуванні 0,5т алюмінієвого сплаву АК5М2 встановлено 100% засвоєння модифікатора розплавом. Наступні експериментальні дослідження та стандартний контроль якості обробленого сплаву АК5 М2 довели переваги нового модифікатора. Результати апробування модифікатора, який заявляється, при модифікуванні алюмінієвого сплаву наведені в таблиці. Таблиця Властивості модифікатора при модифікуванні алюмінієвого сплаву Параметр 1 Склад, % по масі алюміній залізо магній титан Середня величина зерна, мм 2 Відносне подовження d, % Модифікатор і модифікувальний сплав 1 2 3 4 5 2 0,08 0,10 0,07 решта 3 4,00 0,5 1,6 решта 4 0,10 0,15 0,10 решта 5 8,00 0,80 3,00 решта 6 9,00 1,00 4,00 решта 6 відомий 7 решта 0,70 1,40 4,00 0,06 0,003 0,005 0,001 0,07 0,08 11,0 12,7 13,2 12,4 8,2 10,3 З наведених даних таблиці виходить наступне: Найбільше подрібнення зерен алюмінієвого сплаву АК5М2 досягнуто при обробці розплаву модифікаторами 2, 3, 4, що відповідає складу відповідно 4,0% Аl, 0,5% Fe, 1,6% Mg, решта - Ті; 0,1% Аl, 0,15 %Fe, 0,10% Mg, решта - Ті, а також 8,0% А1, 0,8% Fe, 3,0% Mg, решта - Ті. При обробці сплаву АК5М2 модифікаторами оптимального складу (в табл. це 2, 3, 4) відносне подовження знаходиться в межах 13,2%...12,4%. Таким чином розроблений модифікатор більш ефективний по відношенню до існуючих аналогів. Використані джерела інформації 1. Патент Росії 2061080 А1 С22С 1/06, С22В 9/10 Лигатурный пруток для измельчения зерна алюминия и его сплавов / Кривротов В.И., Никитин 5 85253 В.М., Плитков А.П. Заяв. 06.07.1993. №93035168/02. Опубл. 27.05.1996. Бюл. №15. 2. Патент Росії 1833651 A3 С22С 1/06, С22В 9/10 Способ обработки алюминиевых сплавов / Заводовский Г.П., Волков В.В., Марков В.К. и др. Заяв. 04.01.1990 №4797561/02. Опубл. 20.02.1996. Бюл. №5. 3. А.с. №939580 СССР М. Кл.3 С22С 21/00 Модификатор / Вахобов А.В., Ганиев И.Н., Джураев Т.Д., Железняк Л.В. Заяв. 05.05.1980. №2919924/22-02. Опубл. 30.06.1982. Бюл. №24. 4. А.с. №863696 СССР М. Кл.3 С22С 21/00 Лигатура / Израэльянц Р.Д., Ме телкин Ю.А. Заяв. 20.02.1980. №2884307/22-02. Опубл. 15.09.1981. Бюл. №34. Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 6 5. А.с. №678889 СССР М. Кл.3 С22С 21/12 Литейный сплав на основе алюминия / Лебедев В.М., Швырева Л.В., Никитина Н.Р. и др. Заяв. 15.08.1977. №2517861/22-02. Опубл. 30.12.1982. Бюл. №48. 6. Патент Росії 704277 А1 С22С 35/00 Лигатура / Вахобов А.В., Нагибина Л.Е., Ганиев И.Н., Джураев Т.Д. Заяв. 31.07.1978. №2653658/02. Опубл. 27.03.1996. Бюл. №9. 7. Патент Росії 2002845 С1 С22С 21/00 Модифицирующий сплав на основе алюминия / Малиновский Р.Р., Тиктинский В.О., Боргояков М.П. Заяв. 30.05.1991. №4953110/02. Опубл. 15.11.1993. Бюл. №41-42. Підписне Тираж 28 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