Спосіб одержання спінених зливків з алюмінію та алюмінієвих сплавів

Реферат: Винахід належить до металургії та може бути використаний для отримання якісних зливків спіненого алюмінію з рівномірним розподілом сферичних комірок і підвищеним рівнем механічних властивостей, зокрема, енергії абсорбції механічної енергії для використання в різних областях промисловості, включаючи цивільне та промислове будування, суднобудування, авіаційну промисловість та транспорт. Алюміній або його сплави розплавляють в формі при температурі, не нижче за температуру ліквідусу, здійснюють перемішування розплаву в повітряній атмосфері протягом 30≤≤40 хвилин, причому перемішування проводять з утворенням сітки скупчень із нано- та субмікророзмірних частинок оксиду алюмінію при температурі, яка забезпечує їх нейтральне змочування, після чого, не перериваючи перемішування, додають речовину, що виділяє газ під час термічної дисоціації, здійснюють спінювання розплаву з його наступним охолодженням у формі. UA 104367 C2 (12) UA 104367 C2 UA 104367 C2 5 10 15 20 25 Винахід належить до галузі рідинної металургії та може бути використаний в авіабудуванні, на транспорті, в промисловому та цивільному будівництві, а також в інших галузях промисловості, які потребують застосування виробів із багатофункціональних матеріалів. До таких матеріалів належить спінений алюміній, який поєднує в собі малу питому густину, яка забезпечує його плавучість у воді, з такими службовими характеристиками, як незаймистість, екологічність, теплоізоляція і, найважливіше, поглинання механічної, звукової та електромагнітної енергії. Відомий спосіб отримання спінених сплавів на основі алюмінію, магнію, цинку (Міжнародний 6 патент WO/1991/003578, МПК , B22D 25/00, С22С 1/08, G10K 11/16, 1990 p.), який включає плавлення металу, підвищення ефективної в'язкості розплаву за рахунок введення в нього 10…20 об. % малорозчинних керамічних частинок (SiC, Al2O3, MgO) з розміром 1-25 мкм, пряму інжекцію газу (повітря, азот, аргон) крізь обертову крильчатку або вібруючі сопла для спінювання розплаву, видалення рідкої піни з поверхні розплаву механічним шляхом за допомогою конвеєрних стрічок та її тужавіння під час транспортування. Недоліком способу є складність керування процесом стабілізації рідкої піни, яка потребує чіткої оптимізації таких параметрів, як температура розплаву, а також об'ємний вміст керамічних часток, їх розмір та змочування розплавом, що є необхідним щодо стабілізації рідкої піни за рахунок зменшення гравітаційного стоку розплаву внаслідок підвищення його ефективної в'язкості. Ще одним значним недоліком способу є значна неоднорідність спіненого сплаву за відносною густиною, а також великий розмір пор, який складає 6-25 мм, що погіршує якість матеріалу, а подовжена форма комірок обумовлює небажану анізотропію механічних властивостей. До того ж, великий вміст керамічних частинок надає спіненому металу значну крихкість і утруднює механічну обробку спінених слябів. За технічною суттю та ефектом, що досягається, найбільш близьким до способу, який заявляється, є спосіб (прототип) отримання спіненого алюмінію із розплаву з відносною густиною 30 35 40 45 50 55 f s  0,2  0,8 (  f та  s - відповідно густина спіненого алюмінію та густина сплаву) та комірками (порами) з розміром 2-10 мм (Akiyama S, Ueno H., Imagawa К, Kitahara A, Nagata S, 6 Morimoto K, Nishikawa T, Itoh M. US Patent 4,713,277, МПК E04B 1/82; B32B 3/10; B32B 3/24; B32B 15/00, 1987), який включає плавлення алюмінію або його сплаву в формі шляхом нагріву до температури, не нижче за температуру ліквідує, додавання металевого кальцію як речовини згущувача для підвищення ефективної в'язкості розплаву, додавання порошку гідриду титану як речовини-носія газу (речовини, що виділяє газ при термічній дисоціації), наступне спінювання розплаву та його охолодження в формі до тужавіння. Відповідно до зазначеного способу порошок або гранули металевого кальцію у кількості 0,2…8 мас. % додають до розплаву під час його перемішування у формі, після чого не перериваючи перемішування додають 1-3 мас. % порошку гідриду титану як речовини-носія газу, а спінювання проводять після закриття форми кришкою з отвором для стравлювання надлишкового газу. Весь цикл спінювання не перевищує 15 хвилин. Недоліком зазначеного способу є високі матеріальні витрати внаслідок застосування у процесі дорогих технологічних додатків, а саме гідриду титана як речовини - носія газу та, особливо, металевого кальцію, який додають для зменшення гравітаційного стоку розплаву за рахунок збільшення його ефективної в'язкості при утворенні твердих частинок кальцієвих сполук (зокрема, СаО, СаАl2О4, СаАl4) змікронним розміром. Ще одним значними недоліками способу є виникнення в розплаві сполук між кальцієм та алюмінієм і легуючи елементами алюмінієвих сплавів таких як Аl4Са, Al2CaSi2 - в ливарних сплавах системи Al-Si; Аl4СаСu - в сплаві Al-1Mg0,6Si-0,28Cu-0,2Cr; Аl4СаСu, Al2CaZn2, Al3CaZn - в високоміцних сплавах системи Al-Zn-Mg-Cu. Присутність цих сполук погіршує механічні властивості спінених сплавів, знижуючи напруження в області деформаційного плато і зменшуючи внаслідок цього одну з основних характеристик спіненого матеріалу, а саме енергію абсорбції механічного удару. В основу винаходу "Спосіб одержання спінених зливків з алюмінію та алюмінієвих сплавів" поставлена задача зменшення матеріальних витрат, покращення технологічності процесу отримання та якості спіненого матеріалу завдяки підвищенню стабільності спіненого розплаву за рахунок подовження часу перемішування перед введенням речовини-носія газу до 30≤≤40 хвилин з утворенням сітки скупчень із нано- та субмікророзмірних частинок оксиду алюмінію, яке проводять при температурі, яка забезпечує їх нейтральне змочування розплавом. Суть винаходу полягає в тому, що у заявленому способі, відповідно до якого проводять плавлення алюмінію або його сплаву в формі до температури, не нижче за температуру ліквідусу, здійснюють перемішування розплаву в повітряній атмосфері, додають наприкінці 1 UA 104367 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 перемішування порошок речовини-носія газу з наступним спінюванням розплаву та його охолодженням у формі до тужавіння, згідно з винаходом час перемішування перед введенням речовини-носія газу подовжують до 30≤≤40 хвилин з утворенням сітки скупчень із нано- та субмікророзмірних частинок оксиду алюмінію, причому спінювання розплаву проводять при температурі, яка забезпечує їх нейтральне змочування. Спосіб, що заявляється, реалізують наступним чином. Алюміній або алюмінієвий сплав розплавляють в формі, яку нагрівають в печі до температури, при якій оксид алюмінію виявляє нейтральне змочування, після чого проводять перемішування розплаву лопатевою бовтницею в повітряні атмосфері протягом 30≤≤40 хвилин і не перериваючи перемішування додають 1-3 мас. % порошку речовини-носія газу, вилучають бовтницю і здійснюють витримку, під час якої розплав спінюється і заповнює форму. По закінченні спінювання форму виймають із печі та охолоджують на повітрі до тужавіння спіненого розплаву. Як речовини-носії газу використовують ті, для яких температура інтенсивного розкладання є наближеною до температури перемішування та спінювання і, зокрема, порошки гідриду титану, карбонату кальцію, природного доломіту, тощо. Під час інтенсивного перемішування розплаву алюмінію або його сплавів в повітряній атмосфері протягом 30≤≤40 хвилин відбувається його окиснення з утворенням великої кількості нано- та субмікророзмірних твердих частинок/плівок оксиду алюмінію (Аl 2О3), які при температурі його нейтрального змочування розплавом, можуть тривалий час перебувати в розплаві, вільно переміщуючись під дією гідродинамічних сил і об'єднуючись між собою в стійки сітчасті скупчення, які зберігаються в рідких перемичках між бульбашками аж до самого тужавіння спіненого розплаву. Відповідно до сучасних уявлень такі розплави прийнято розглядати як високотемпературні колоїдні системи, в яких за аналогією з водяними колоїдними системами тверді частинки можуть знаходитись в суспендованому стані довгий період часу (N. Babcsán, D. Leitlmeier and J. Banhart. Metal foams-high temperature colloids: Part I. Ex situ analysis of metal foams // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects.-2005. - Vol. 261, № 1-3. - P. 123-130; Garcia-Cordovilla C, Louis E., Pamies A. The surface tension of liquid pure Al and Al-Mg alloys // Journal of Materials Science.-1986. - № 21. - P. 2787-2792). Ha відміну від інших випадків, пов'язаних з присутністю твердих частинок на поверхні розподілу бульбашкарідина, розгалужена сітка нано- та субмікророзмірних частинок оксиду алюмінію всередині розплаву забезпечує більш ефективне послаблення гравітаційного стоку, затримуючи його в своїх тенетах за рахунок дуже високої ефективної в'язкості. Виявляючись ефективним механічних бар'єром, сітка частинок оксиду алюмінію на додаток захоплює та втримує в своїх тенетах навіть незмочуванні мікрочастинки продуктів дисоціації речовин-носіїв газу та їх хімічних реакцій з розплавом алюмінію, утруднюючи їх вільне пересування, осідання або винос на границю розподілу розплаву з газовою бульбашкою та утворюючи колоїдно-суспендовану суміш. В цьому разі в рідких перемичках між бульбашками тверді частинки утворюють конфігурації у вигляді щільно упакованих шарів, поєднаних дискретними скупченнями часток, (зокрема, при застосуванні речовин-носіїв газу карбонатного типу) або переривчастих (зокрема, при застосуванні порошку гідриду титана) фрактальних комплексів (комплекси типу СР2+, СР2, LP2+C), які за теоретичними розрахунками (G. Kaptay. Interfacial criteria for stabilisation of liquid foams by solid particles // Colloids and Surfaces A:Physicochem. Aspects-2004.-230. - P. 67-80), підтвердженими даними прямих експериментів (А.В. Бякова, В.П. Красовський, А.О. Дудник, А.И. Сирко, С.В. Гнилоскуренко. О роли смачиваемости и распределения твердых частиц в стабилизации вспененных алюминиевых расплавов // Збірник наукових праць "Адгезия расплавов и пайка материалов". Вып. 42-2009. - С. 5-22), надають спіненому алюмінієвому розплаву максимальної стабільності за рахунок виникнення під дією капілярних сил "розклинювального" тиску, який перешкоджає стоншуванню рідких перемичок між зростаючими бульбашками, розриву перемичок та злиттю бульбашок, що прискорює гравітаційний стік з угасанням рідкої піни. Проведення перемішування розплаву в повітряній атмосфері протягом часу меншим, ніж заявлений у способі (≤30 хвилин) не дозволяє забезпечити в достатню стабільність спіненого розплаву що приводить до погіршення якості коміркової структури, а саме, рівномірності розподілу комірок за розмірами у перерізі злитку. Це в свою чергу є наслідком недостатньої кількості нано- та субмікророзмірних частинок оксиду алюмінію всередині розплаву, надаючи можливість виштовхування незмочуваних частинок продуктів дисоціації речовини-носія газу та їх хімічних реакцій на границю розподілу з бульбашками з областей збіднених або повністю вільних від сітки оксидних скупчень і, тим самим, зменшуючи "розклинювальний" тиск та пришвидшуючи гравітаційний стік з угасанням рідкої піни. 2 UA 104367 C2 5 10 15 20 Проведення перемішування розплаву в повітряній атмосфері протягом часу більшим, ніж заявлений у способі (≥40 хвилин) є недоречним з економічних міркувань тому, що призводить до зайвих витрат електроенергії, вже не впливаючи в значній мірі на підвищення в'язкості розплаву з утворенням сітки скупчень із нано- та субмікророзмірних частинок оксиду алюмінію. Приклади 1-5 У графітовий тигель з внутрішнім діаметром 85 мм завантажили 700 г технічно чистого алюмінію марки А85 (чистотою 99,85 %), після чого тигель розмістили в шахтній електричній печі типу СШОЛ і здійснили його нагрів до температури 700 °C, яка на 40 °C перевищувала температуру ліквідує і відповідала температурі, при якій оксид алюмінію виявляє нейтральне змочування алюмінієвим розплавом. По досягненні зазначеної температури в розплав опустили лопатеву бовтницю, якою провели розмішування розплаву із швидкістю 800 об./хв. протягом часу, зазначеному в таблиці 1, і не перериваючи перемішування ще протягом 35-60 сек. додали як речовину-носій газу 2,0 мас. % порошку карбонату кальцію (СаСО3) з розміром частинок 5-8 мкм. Після цього вилучили бовтницю із розплаву та запровадили витримку для його спінювання з максимальним зростанням у вертикальному напрямку. По закінченні спінювання тигель вилучили із печі та охолодили на повітрі до тужавіння спіненого розплаву. Після охолодження до кімнатної температури спінений зливок вилучили із тигля. Від отриманого в такий спосіб зливка спіненого алюмінію вздовж його висоти відрізали сегмент для контролю розподілу комірок за перерізом. Про той чи інший ступінь стабільності спіненого розплаву алюмінію робили висновок за відсутністю або наявністю в донній частині зливку шару щільного сплаву, який утворюється внаслідок гравітаційного стоку розплаву. Після цього основну частину зливка спіненого алюмінію розрізали на мірні заготовки. Отримані в такий спосіб спінені зразки атестували за відносною густиною ρf/ρs (де ρf та ρх густина спіненого та суцільного алюмінію, відповідно), однорідністю коміркової структури та розміром комірок. 25 3 UA 104367 C2 Таблиця 1 Результати структурних досліджень та механічних випробувань зразків із спінених зливків за прикладами 1-5 Вихід Відносна ТемпераЧас Придон- придатно- густина тура № перемішуван- на частиго спіненої ліквідусу, ня, хвилин на, мм матеріа- частини, Tljq, °C лу, % ρf/ρs 1 660 25 12 74,0 0,24 2 660 30 відсутня 100 0,24 3 660 35 відсутня 100 0,23 4 660 40 відсутня 100 0,23 5 660 45 відсутня 100 0,23 Конфігурація Механічні Середній частинок у властивості розмір стінках між комірок/ комірками σy, σрl, Арl, дефекти (за 3 МПа МПа МДж/м структури моделями Дж. Кептая) =2,8 мм/ крупні 2,3 5,2 1,2 комірки з *СР2+ діаметром до 6-7 мм =1,3 мм/ СР2+ 3,4 6,0 1,5 відсутні =1,2 мм/ СР2+ 2,9 5,7 1,3 відсутні =1,2 мм/ СР2+ 2,9 5,7 1,3 відсутні =1,2 мм/ СР2+ 2,9 5,7 1,3 відсутні Примітка: моделі СР2+ та *СР2+ - щільно упаковані шари твердих частинок за периметром бульбашок (1), поєднаних містками із густо розташованих (СР2+) або розріджених (*СР2+) дискретних комплексів скупчень твердих частинок (2) (фіг. 2а) 5 10 15 20 25 Розподіл твердих частинок в стінках та на поверхні комірок із встановленням їх просторової конфігурації здійснювали за результатами досліджень методами спектрального мікроаналізу та електронної мікроскопії в режимах просвічування (ПЕМ) та сканування (СЕМ). Механічні властивості зразків спіненого алюмінію вимірювали в умовах одноосного стиску при квазістатичному навантаженні зі швидкістю деформації   3  10 3 c 1. В процесі механічних  випробувань будували криву "напруження-деформація", схема якої наведена на фіг. 1, і визначали за нею границю плинності σу (точка А), напруження на деформаційному плато до ущільнення σрl (точка Б) і енергію абсорбції механічної енергії до ущільнення Apl (площа під кривою 0АБВ). Зазначені характеристики визначали відповідно до методики (L.J. Gibson, Mechanical Behaviour of Metallic Foams. Annual Review of Materials, Science, 2000, vol. 30, pp. 191-227; L.G. Gibson and M.F. Ashby, Cellular Solids: Structure and Properties, 1988, Pergamon Press, New York, U.S.A., pp 357), усереднюючи їх не менш, як за 5 випробуваннями. Результати проведених структурних досліджень та випробувань за прикладами 1-5 наведені в таблиці 1. Дані таблиці 1 свідчать про ключову роль розподілу твердих включень всередині і на поверхні перемичок між бульбашками в стабілізації спіненого розплаву алюмінію, яка перш за все полягає в запобіганні злиття (коалесценції) бульбашок внаслідок спонтанного розриву перемичок, підсилюючого гравітаційний стік рідкого металу. За результатами структурних досліджень було встановлено, що подовження часу перемішування перед введенням речовининосія газу до 30≤≤40 хвилин веде до утворення сітки скупчень із нано- та субмікророзмірних частинок оксиду, які завдяки малому розміру та нейтральному змочуванні (θ=90°) при температурі перемішування знаходились в суспендованому стані протягом всього процесу до тужавіння спіненого розплаву. Електронно-мікроскопічні дослідження дозволили виявити в структурі перемичок між комірками, схема якої показана на фіг. 2 б, сітки скупчень (2) із нано- та субмікророзмірних частинок оксиду алюмінію Аl2О3 (3) з захопленими в їх тенета незмочуваними (θ>>90°) розплавом алюмінію мікронними частинками оксиду кальцію СаО (4) продукту дисоціації карбонату кальцію СаСО3. На додаток, зазначені сітчасті скупчення були обмежені з двох боків щільно упакованими шарами із нанорозмірного прошарку оксиду 4 UA 104367 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 алюмінію Аl2O3 (3), який виникав внаслідок окислення розплаву СО 2, вивільненим під час термічної дисоціації СаСО3, з впровадженими в нього мікрочастинками незмочуваного оксиду кальцію СаО (4), які за конфігурацією свого розподілу відповідали моделі (фіг 2 а) СР2+ з найбільшим стабілізуючим ефектом (G. Kaptay. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Aspects2004.-230. - P. 67-80). Крім того, за даними механічних випробувань отриманий спінений алюміній виявив високий рівень механічних властивостей і, зокрема, високу абсорбцію механічної енергії до ущільнення Арl. Проте, проведення розмішування розплаву протягом часу, меншим, ніж заявлено у способі веде до збільшення розвитку гравітаційного стоку внаслідок зменшення стабільності спіненого розплаву, яке обумовлене зменшенням вмісту сітчастих скупчень нано- та субмікрочастинок оксиду алюмінію. Наслідком цього є зменшення на 26 % виходу придатного спіненого матеріалу та погіршення його якості, яке виявляється у збільшенні неоднорідності розподілу комірок за розмірами та зменшенні внаслідок цього рівня механічних властивостей. Проведення розмішування розплаву протягом часу, більшим, ніж заявлено у способі більш не змінює стабільності розплаву, обумовлюючи, проте, зайві витрати електроенергії. Приклади 6-10 У графітовий тигель з внутрішнім діаметром 85 мм завантажили 700 г алюмінієвого сплаву АД33 (Al-1Mg-0,6Si-0,28Cu-0,2Cr), після чого тигель розмістили в шахтній електричній печі типу СШОЛ і здійснили його нагрів до температури 680 °C, яка перевищувала температуру ліквідує і відповідала температурі, при якій оксид алюмінію виявляє нейтральне змочування алюмінієвим розплавом. По досягненні зазначеної температури в розплав опустили лопатеву бовтницю, якою провели розмішування розплаву із швидкістю 800 об./хв. протягом часу, зазначеному в таблиці 2, і не перериваючи перемішування ще на протязі 35-60 сек. додали як речовину-носій газу 1,5 мас. % порошку гідриду титану (ТіН2) з розміром частинок ≤20 мкм. Після цього вилучили бовтницю із розплаву та запровадили витримку для його спінювання з максимальним зростанням у вертикальному напрямку. По закінченні спінювання тигель вилучили із печі та охолодили на повітрі до тужавіння спіненого розплаву. Після охолодження до кімнатної температури спінений зливок вилучили із тигля. Від отриманого в такий спосіб зливка спіненого алюмінію вздовж його висоти відрізали сегмент для контролю розподілу комірок за перерізом. Про ту чи іншу ступінь стабільності спіненого розплаву алюмінію робили висновок за відсутністю або наявністю в донній частині зливку шару щільного сплаву, який утворюється внаслідок гравітаційного стоку розплаву. Після цього основну частину зливка спіненого алюмінію розрізали на мірні заготовки. Отримані в такий спосіб спінені зразки атестували за відносною густиною ρf/ρs, однорідністю коміркової структури, та розміром комірок. Розподіл твердих частинок в стінках та на поверхні комірок із встановленням їх просторової конфігурації та визначення механічних властивостей зразків спіненого алюмінію проводили так само, як і за прикладами 1-5. Результати проведених структурних досліджень та випробувань за прикладами 6-10 наведені в таблиці 2. Дані таблиці 2 свідчать про те, що подовження часу перемішування перед введенням речовини-носія газу до 30≤≤40 хвилин веде до утворення сітки скупчень із нано- та субмікророзмірних частинок оксиду, які завдяки малому розміру та нейтральному змочуванні (θ=90°) при температурі перемішування знаходились в суспендованому стані протягом всього процесу аж тужавіння спіненого розплаву. Електронно-мікроскопічні дослідження дозволили виявити в структурі перемичок між комірками, схема якої показана на фіг. 2 г, сітки скупчень (2) із нано- та субмікророзмірних частинок оксиду алюмінію Аl2О3 (3) з захопленими в їх тенета нейтрально змочуваними частинками Аl3Ті, який є продуктом реакції дисоційованого гідриду титану (ТіН2) з алюмінієм (5) та частинками неповністю дисоційованого гідриду титану (ТіН2) з тонким (2-3 мкм) поверхневим шаром Аl3Ті (6), які виявляють нейтральне змочування (θ=90°) розплавом алюмінію, що полегшує їх утримання таких частинок в тенетах нано- та субмікророзмірних частинок оксиду алюмінію Аl2О3 (3). На додаток, зазначені сітчасті скупчення були обмежені з двох боків переривчастими скупченнями із частинок неповністю дисоційованого гідриду титану (ТіН2) (7), які за конфігурацією свого розподілу відповідали моделі (фіг. 2 в) LP2+C із стабілізуючою дією на спінений розплав (G. Kaptay. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Aspects-2004. - 230. - P. 67-80). Отриманий таким чином спінений алюміній виявив високий рівень механічних властивостей і, зокрема, високу абсорбцію механічної енергії до ущільнення Арl. Таблиця 2 Результати структурних досліджень та механічних випробувань зразків із спінених зливків за 5 UA 104367 C2 прикладами 6-10 ВідносВихід Температу- Час пере- Придонна придатнора мішуванна густина № го ліквідусу, ня, частина, спіненої матеріалу, Tliq, °C хвилин мм частини, % ρf/ρs 6 652 25 14 69,3 0,25 7 652 30 відсутня 100 0,25 8 652 35 відсутня 100 0,23 9 652 40 відсутня 100 0,23 10 652 45 відсутня 100 0,23 Конфігурація Механічні Середній частинок у властивості розмір стінках між комірок/ комірками σу, σpl, Арl, дефекти (за 3 МПа МПа МДж/м структури моделями Дж. Кептая) =2,5 мм/ крупні 6,4 13.0 2,7 комірки з *LP2+C діаметром до 7-8мм -2,2 мм/ LP2+C 8,3 15,0 3,7 відсутні =2,2 мм/ LP2+C 6,3 12,8 2,9 відсутні =2,1 мм/ LP2+C 6,3 12,8 2,9 відсутні =2,1 мм/ LP2+C 6,3 12,8 2,9 відсутні Примітка: моделі LP2+C та *LP2+C - переривчасті шари твердих частинок за периметром бульбашок (1), поєднаних містками із густо розташованих (LP2+C) або розріджених (*LP2+C) дискретних комплексів скупчень твердих частинок (2) (фіг. 2 в) 5 10 15 20 25 30 Проте, проведення розмішування розплаву протягом часу, меншим, ніж заявлено у способі веде до збільшення розвитку гравітаційного стоку внаслідок зменшення стабільності спіненого розплаву, яке обумовлене зменшенням вмісту сітчастих скупчень нано- та субмікрочастинок оксиду алюмінію і, звідси, зникнення між деякими комірками містків із дискретних комплексів скупчень твердих частинок (2) (фіг. 2 в). Наслідком цього є зменшення на 30 % виходу придатного спіненого матеріалу та погіршення його якості, яке виявляється у збільшенні неоднорідності розподілу комірок за розмірами та зменшенні внаслідок цього рівня механічних властивостей. Проведення розмішування розплаву протягом часу, більшого, ніж заявлено у способі більш не змінює стабільності розплаву, обумовлюючи, проте, зайві витрати електроенергії. Таким чином, запропонований спосіб дозволяє збільшити вихід придатного спіненого металу, покращити рівномірність розподілу комірок за розмірами та підвищити рівень механічних властивостей. Так, величина абсорбції механічної енергії спіненим алюмінієм, одержаним за запропонованим способом, виявляється приблизно в 1,5-3,0 рази вищою, ніж такий самий параметр, для спіненого алюмінію з порівняною відносною густиною, проте, отриманий згідно з відомим способом (прототипом). На додаток, запропонований спосіб дозволяє підвищити економічну рентабельність процесу одержання спінених зливків із алюмінію та його сплавів, зменшуючи витрати на технологічні додатки, зокрема, металевий кальцій. Так, у порівнянні із відомим способом (прототипом), витрати на технологічні додатки та додаткові витрати на електроенергію, які виникають внаслідок подовження часу перемішування, для отримання 1 кг спіненого алюмінію за запропонованим способом виявляються меншими в 214,5 разу при застосуванні як речовини-носія газу гідриду титану та на 1-2 порядки меншими при застосуванні карбонату кальцію. Крім того, проведення спінювання без використання кришки з отвором, яка застосовується у відомому способі (прототипі) для отримання рівномірного розподілу комірок в об'ємі матеріалу, зменшує витрати на виготовлення технологічної оснастки (форми) та покращує технологічність в цілому. Запропонований спосіб може бути використаний для виготовлення легких елементів інженерних конструкцій в різних областях промисловості, включаючи будівництво - для полегшення житлових та промислових будівель, в суднобудуванні, авіаційній промисловості, будуванні вагонів потягів і метро - для виготовлення настилів, перегородок з метою полегшення транспортних засобів і, звідси, зменшення витрат пального; на транспорті - для виготовлення 6 UA 104367 C2 ударостійких елементів-запобіжників для підвищення безпеки пасажирів та вантажу у разі непередбачуваних зіткнень, тощо. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 Спосіб одержання спінених зливків з алюмінію та алюмінієвих сплавів, який включає їх плавлення в формі при температурі, не нижче за температуру ліквідусу, перемішування розплаву в повітряній атмосфері, додавання наприкінці перемішування речовини, що виділяє газ під час термічної дисоціації, з наступним спінюванням розплаву та його охолодженням у формі, який відрізняється тим, що час перемішування розплаву до введення речовини, що виділяє газ під час термічної дисоціації, подовжують до 30≤≤40 хвилин з утворенням сітки скупчень із нано- та субмікророзмірних частинок оксиду алюмінію, причому перемішування розплаву проводять при температурі, яка забезпечує їх нейтральне змочування. Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7