×
10.07.2019
219.017.acd8

СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Способ рафинирования алюминиевых сплавов включает обработку расплава флюсом, содержащим хлориды, фториды и огнеупорные наполнители в виде дисперсных частиц тугоплавких оксидов алюминия и кремния, при этом флюс замешивают в сплав, находящийся в твердожидком состоянии, а затем нагревают его до температуры 720-730°С. В качестве основного рафинирующего реагента во флюсе используется диоксид кремния SiO или метакаолинит AlО·2SiO при следующем соотношении компонентов, вес.%: KCl 1,9-9,4, NaCl 1,2-6,0, NaAlF 0,9-4,6, SiO или AlO·2SiO - остальное. Обеспечивается повышенная рафинирующая способность, низкая себестоимость и экологическая безопасность. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к способам рафинирования алюминиевых сплавов от газов, окислов и других неметаллических включений, и может быть использовано в металлургии вторичных цветных металлов при производстве алюминиевых сплавов.

Наиболее распространенным способом рафинирования алюминиевых сплавов является рафинирование при помощи флюсов, содержащих соли фтора и хлора. Несмотря на свою широкую распространенность, ближайшие аналоги обладают общим недостатком - невозможностью обеспечения равномерного распределения рафинирующих реагентов по всему объему расплава и, соответственно, снижением их рафинирующей способности. Кроме того, большинство таких флюсов экологически небезопасны. Известен способ рафинирования с использованием флюсов, содержащих криолит, фторидные и хлоридные соли: NaF 25-38 вес.%; Na3AlF6 25-37 вес.%; NaCl - остальное [А.с. 834179, С22С 1/06, С22В 9/10. Флюс для активного фильтра Б.А. Иванов, Г.Н. Чирков, А.С. Кауфман, В.В. Хлынов, Е.А. Шуликов, 16.07.1979]. Недостатком способа является то, что использование этих флюсов не дает заметного повышения физико-механических свойств сплавов.

Известен способ рафинирования алюминиевых сплавов от железа [А.с.1161575, С22С 1/06, С22В 9/10. Способ рафинирования алюминиевых сплавов от железа. А.М. Апанасенко, И.П. Иванов, М.Я. Гендельман, 19.12.1983], включающий обработку расплава рафинирующим реагентом с последующим отделением соединений железа фильтрацией, отличающийся тем, что в качестве основного рафинирующего реагента используют смесь, содержащую 10-70% оксидов алюминия, кремния и магния в количестве 0,8-1,6 вес.ч. оксида на тонну вес.ч. железа в расплаве. Смесь помещают на поверхность расплава, выдерживают расплав в течение 20-30 мин до отстаивания частиц и фильтрацию расплава осуществляют через образовавшийся на подине слой, состоящий из смеси оксидов и интерметаллидов Fe2Al5. Недостаток данного способа заключается в том, что частицы рафинирующей смеси, находясь на поверхности расплава, покрываются окисной пленкой оксида алюминия, из-за чего не полностью вступают в реакцию с расплавом. Также недостатком являются повышенные энергозатраты при выдержке расплава в течение 25-30 мин под рафинирующим реагентом.

Известен способ, в котором флюс для обработки алюминия и алюминиево-кремниевых сплавов содержит оксиды титана, бора, кальция, калия, натрия и кремния [А.с. 955706, С22В 9/10. Флюс для обработки алюминия и алюминиево-кремниевых сплавов. Ю.Н. Степанов, А.И. Конягин, В.П. Ивченков и др., 03.12.1980]. Целью обработки является улучшение механических характеристик сплава за счет защиты его от воздействия окружающей среды, модифицирования эвтектики и рафинирования от неметаллических включений. Поставленная цель достигается тем, что флюс содержит указанные компоненты в следующем соотношении, вес.%: диоксид титана 0,5-4,0; оксид бора 30-40; оксид кальция 0,5-4,0; оксид калия 15-22; оксид кремния 15-23; оксид натрия - остальное. Недостатком данного способа является невозможность обеспечения равномерного распределения флюса по объему расплава, что снижает его рафинирующую способность.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемому изобретению является способ рафинирования с использованием комбинированных флюсов. Комбинированный флюс состоит из 20-40% солевого флюса, применяемого по технологии серийной плавки, а 60-80% его массы заменяют другими технологическими добавками с целью усилить защитные, рафинирующие свойства флюса и его экологичность, улучшить температурный режим плавки. Технологическими добавками являются вещества, состоящие из оксидов Al2О3, SiO2, MgO и др., т.е. огнеупорные и теплоизоляционные материалы, например молотый шамот, вспученные перлит, вермикулит и т.п. [С.В. Филиппов, В.Ф. Колосков. Опыт применения комбинированных флюсов. - Прогрессивные литейные технологии: Труды III Междунар. науч.-практ. конф. - М.: МИСиС, 2005. - С.242-246]. Комбинированный флюс - порошкообразная, сыпучая масса, которая, равномерно покрывая зеркало расплава сравнительно толстым слоем, предохраняет его от контакта с атмосферой цеха и испарения компонентов, как сплава, так и флюса. Ввиду того, что флюс наносится на зеркало расплава, данный способ рафинирования обладает недостатком, связанным с тем, что при последующем дроблении флюса и замешивании его в расплав не удается равномерно распределить рафинирующие реагенты во всем объеме расплава, что существенно снижает рафинирующую способность флюса.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа рафинирования, отличающегося повышенной рафинирующей способностью, низкой себестоимостью и экологической безопасностью. Этот технический результат достигается тем, что при рафинировании алюминиевых сплавов, включающем обработку расплава флюсом, содержащим хлориды, фториды и огнеупорные наполнители в виде дисперсных частиц тугоплавких оксидов алюминия и кремния, флюс замешивают в расплав, находящийся в твердожидком состоянии, а затем нагревают его до температуры 720-730°С, т.е. выше ликвидуса, при следующем соотношении компонентов флюса, вес.%: KCl 1,9-9,4; NaCl 1,2-6,0; Na3AlF6 0,9-4,6; оксиды Al и Si - остальное. От ближайшего прототипа предлагаемый способ рафинирования отличается тем, что содержание дисперсных тугоплавких частиц оксидов Al и Si в составе флюса достигает 80-96 вес.%, а также самой технологией рафинирования. Для реализации предлагаемого способа рафинирования разработана технология введения рафинирующих средств в сплав. Рафинирующую смесь, перемешивая, вводят в сплав, нагретый до температур в интервале ликвидус-солидус, т.е. находящийся в твердожидком состоянии, что и обеспечивает равномерное распределение реагентов в сплаве. При последующем повышении температуры до 720-730°С происходит активное взаимодействие флюса с расплавом, в результате которого частицы рафинирующего реагента всплывают на поверхность, адсорбируя при этом находящиеся в расплаве газы, окислы и др. неметаллические включения. Дисперсные частицы тугоплавких оксидов алюминия и кремния вводят в состав флюса в виде SiO2 или метакаолинита Al2O3·2SiO2 (прокаленного при t=550-600°С каолинита Al2O3·2SiO2·H2O для удаления конституционной влаги).

ПРИМЕР 1:

Рафинирование сплава АК12 (ГОСТ 1583-93) стандартным рафинирующим флюсом при 720-730°С. Состав флюса, вес.%:

KCl47
NaCl30
Na3AlF623

Длительность выдержки расплава под флюсом 30 мин.

ПРИМЕР 2:

Рафинирование сплава АК12 по предлагаемому способу комбинированным флюсом состава, вес.%:

KCl1,9
NaCl1,2
Na3AlF60,9
SiO296

При рафинировании сплава АК12 рафинирующий флюс вводили в количестве 2,5% от массы сплава. Замешивание флюса осуществляли в интервале температур ликвидус - солидус (Т=570-575°С). При последующем нагревании расплава до 730°С флюс взаимодействовал с расплавом с экзотермическим эффектом. С поверхности расплава снимали шлаки и отливали стандартные образцы по ГОСТ 1583-93 для последующих механических испытаний.

Длительность выдержки расплава под флюсом 15-20 мин.

ПРИМЕР 3:

Рафинирование сплава АК12 по предлагаемому способу комбинированным флюсом состава, вес.%:

KCl 1,9
NaCl 1,2
Na3AlF6 0,9
Метакаолинит Al2O2·2SiO2 96

Рафинирование осуществляли аналогично способу, описанному в примере 2.

Длительность выдержки расплава под флюсом 15-20 мин.

ПРИМЕР 4:

Рафинирование сплава АК12 по предлагаемому способу комбинированным флюсом состава, вес.%:

KCl 9,4
NaCl 6,0
Na3AlF6 4,6
SiO2 80

Рафинирование осуществляли аналогично способу, описанному в примере 2.

Длительность выдержки расплава под флюсом 15-20 мин.

ПРИМЕР 5:

Рафинирование сплава АК12 по предлагаемому способу комбинированным флюсом состава, вес.%:

KCl 9,4
NaCl 6,0
Na3AlF6 4,6
Метакаолинит Al2O3·2SiO2 80

Рафинирование осуществляли аналогично способу, описанному в примере 2.

Длительность выдержки расплава под флюсом 15-20 мин.

Уменьшение в составе флюса огнеупорной составляющей менее 80% и увеличение количества солей не усиливает рафинирующей способности флюса, но отрицательно воздействует на стенки тигля, футеровку печи и ухудшает экологическую обстановку в цехе. С другой стороны, уменьшение в составе флюса солевой составляющей менее 4% увеличивает прямые потери металла со шлаком, т.к. не обеспечивает эффективного разделения металла и шлака. Этим и определяются граничные значения содержания огнеупорных наполнителей - тугоплавких оксидов алюминия и кремния (80-96 вес.%) и солевых составляющих (20-4 вес.%).

Эффективность рафинирования сплава комбинированными флюсами оценивали по механическим свойствам сплава - временному сопротивлению разрыву σВ, МПа, и относительному удлинению δ, %. Результаты механических испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1.
Способ рафинирования (состав флюса в вес.%)Временное сопротивление разрыву σВ, МПаОтносительное удлинение δ, %
1Рафинирование стандартным рафинирующим флюсом (47% KCl, 30% NaCl, 23% Na3AlF6) при 720-730°С1904,2
2Рафинирование комбинированным флюсом (1,9% KCl, 1,2% NaCl, 0,9% Na3AlF6, 96% SiO2)2035,5
3Рафинирование комбинированным флюсом (1,9% KCl, 1,2% NaCl, 0,9% Na3AlF6, 96% метакаолинит)2025,5
4Рафинирование комбинированным флюсом (9.4% KCl, 6.0% NaCl, 4.69% Na3AlF6, 80% SiO2)2086,0
5Рафинирование комбинированным флюсом (9.4% KCl, 6.0% NaCl, 4.69% Na3AlF6, 80% метакаолинит)2106,5

Результаты испытаний показывают, что при использовании комбинированных флюсов, заявленных в изобретении, существенно повышается эффективность процесса рафинирования алюминиевых сплавов, что приводит к повышению их механических свойств. За счет сокращения длительности выдержки расплава под флюсом снижаются энергозатраты или себестоимость рафинирования. Уменьшение содержания солевых составляющих во флюсе (≤20 вес.%) способствует повышению экологической безопасности.

KCl1,9-9,4NaCl1,2-6,0NaAlF0,9-4,6SiOилиAlO·2SiOостальноеc0c1211none13421.Способрафинированияалюминиевыхсплавов,включающийобработкурасплавафлюсом,содержащимхлориды,фторидыиогнеупорныенаполнителиввидедисперсныхчастицтугоплавкихоксидовалюминияикремния,отличающийсятем,чтофлюсзамешиваютвсплав,находящийсявтвердожидкомсостоянии,азатемнагреваютегодотемпературы720-730°С.12.Способпоп.1,отличающийсятем,чтовкачествеосновногорафинирующегореагентавофлюсеиспользуютдиоксидкремнияSiOилиметакаолинитAlО·2SiOприследующемсоотношениикомпонентов,вес.%:2
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-7 of 7 items.
01.03.2019
№219.016.ca22

Высокопрочная немагнитная коррозионно-стойкая свариваемая сталь

Высокопрочная немагнитная коррозионно-стойкая свариваемая сталь может быть использована в машиностроении, приборостроении, специальном судостроении и буровой технике. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас. %: углерод 0,04-0,90, кремний 0,10-0,60, марганец 5,0-12,0, хром 19-21,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02205889
Дата охранного документа: 10.06.2003
11.03.2019
№219.016.d637

Способ получения аморфной ленты из металлических сплавов методом спиннингования

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству аморфных лент при сверхбыстрой закалке жидких сплавов. Способ получения аморфной ленты из металлических сплавов включает плавление сплава в тигле и слив его на поверхность охлаждающего диска. Через струю расплава и охлаждающий диск...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002277995
Дата охранного документа: 20.06.2006
29.03.2019
№219.016.f1b6

Плазменная установка для получения нанодисперсных порошков

Изобретение относится к области получения наноразмерных порошков (НП) элементов, неорганических соединений и композиций, в частности к плазменному оборудованию для производства НП различного назначения. Реактор имеет определенные соотношения геометрических размеров, связывающие выходной диаметр...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002311225
Дата охранного документа: 27.11.2007
29.03.2019
№219.016.f8b9

Высокопрочная коррозионно- и износостойкая аустенитная сталь

Изобретение относится к металлургии стали и может быть использовано в судостроении, машиностроении, пищевой промышленности и медицине. Предложена высокопрочная коррозионно-стойкая и износостойкая аустенитная сталь, содержащая компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,01-0,04; хром...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02158319
Дата охранного документа: 27.10.2000
10.04.2019
№219.017.04df

Способ кинетического низкотемпературного отпуска

Изобретение относится к термической обработке металлов и может быть использовано при производстве листового термически улучшенного высокопрочного проката из углеродистых и легированных сталей. Для повышения твердости, прочности, вязкости и пластических свойств закаленный на мартенсит лист...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002304624
Дата охранного документа: 20.08.2007
29.04.2019
№219.017.42af

Способ получения металлов

Изобретение относится к области электрохимии, в частности к электролитическому получению металлов из их сульфидов. Электролиз ведут с использованием раствора электролита и положительного электрода, содержащего сульфид получаемого металла, порошок вещества, являющегося акцептором атомов серы, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002307202
Дата охранного документа: 27.09.2007
19.06.2019
№219.017.882f

Прутки из алюмоматричного композиционного материала для наплавки износостойких покрытий

Изобретение может быть использовано для дуговой и плазменной наплавки износостойких слоев на детали машин, работающих в условиях воздействия абразивного изнашивания, ударных нагрузок, эрозии при повышенных температурах. Прутки состоят из литых композиционных материалов на основе высокопрочных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002361710
Дата охранного документа: 20.07.2009
Showing 1-10 of 15 items.
10.09.2013
№216.012.67f6

Литой композиционный сплав и способ его получения

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению литых композиционных сплавов для отливок ответственного назначения. Литой композиционный сплав на основе алюминиевой матрицы содержит включения интерметаллидных фаз состава AlX, AlX, AlX, где Х - Ti, Zr, V, Fe, Ni размером <10 мкм в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492261
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.03.2014
№216.012.a90e

Шина транспортного средства

Изобретение относится к автомобильной промышленности. В шину устанавливают обратную шину (антишину) из прочного упругого материала. В боковинах шины выполнены отверстия для установки перепускных клапанов, которые срабатывают и запирают наполнитель в замкнутом объеме между подушкой шины и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508993
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.06.2014
№216.012.d229

Способ снижения аварийности при движении транспортного средства /самосвала/ с поднятым кузовом

Изобретение относится к способу снижения аварийности при эксплуатации транспортных средств с самосвальным кузовом. Способ заключается в том, что привод управления механизмом переключения передач имеет электромагнитное устройство для регулирования переключения передач. Регулирование переключения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519572
Дата охранного документа: 20.06.2014
20.06.2014
№216.012.d35d

Способ ликвидации возгорания и предотвращения пожара на объектах народного хозяйства

Изобретение относится к строительству, по специальности пожаробезопасность объектов народного хозяйства. Цель изобретения - повышение эффективности установок автоматического пожаротушения за счет ликвидации возгорания и предотвращения пожара на объектах народного хозяйства. Поставленная цель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519880
Дата охранного документа: 20.06.2014
25.08.2017
№217.015.ae26

Многоштанговая насосная установка

Изобретение относится к оборудованию по добыче жидких полезных ископаемых. Установка содержит электродвигатель, соединенный клиноременной передачей с редуктором вертикального исполнения. Шкив редуктора установлен на хвостовике шлицевого вала, вдоль которого свободно перемещается, за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612764
Дата охранного документа: 13.03.2017
18.05.2018
№218.016.510f

Самолет со встроенными топливными баками

Изобретение относится к авиационной технике. Самолет содержит основные топливные баки в крыле, а также баки резервного запаса топлива с возможностью их использования при посадке в нештатной ситуации. Основные баки снабжены парашютной системой, состоящей из парашютов и подрывного устройства,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653413
Дата охранного документа: 08.05.2018
19.10.2018
№218.016.93a5

Самолет с заливоопорожняющей оснасткой

Изобретение относится к авиационной технике. Самолет-заправщик содержит оборудование для опорожнения топлива. При этом, в случае возникновении нештатной ситуации, возможна откачка топлива с воздушного судна при помощи упомянутого оборудования. Изобретение повышает кпд и безопасность пассажиров.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669906
Дата охранного документа: 16.10.2018
19.06.2019
№219.017.882f

Прутки из алюмоматричного композиционного материала для наплавки износостойких покрытий

Изобретение может быть использовано для дуговой и плазменной наплавки износостойких слоев на детали машин, работающих в условиях воздействия абразивного изнашивания, ударных нагрузок, эрозии при повышенных температурах. Прутки состоят из литых композиционных материалов на основе высокопрочных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002361710
Дата охранного документа: 20.07.2009
29.06.2019
№219.017.9fad

Способ перекрытия истечения вещества через трубу при аварии

Изобретение относится к газонефтедобывающей промышленности и предназначено для ликвидации открытых нефтяных и газовых фонтанов на морских скважинах. Способ заключается в том, что на трубу (оголовок скважины) устанавливают хомут из двух элементов, стянутых между собой. Каждый из элементов имеет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002454595
Дата охранного документа: 27.06.2012
16.01.2020
№220.017.f553

Способ блокировки обратной трансформации посредством отключения коммутационных аппаратов в отходящих от трансформаторной подстанции линиях электропередачи низкого напряжения и вводного коммутационного аппарата на низкой стороне трансформаторной подстанции и осуществления сигнализации и информирования персонала электросетевой организации при несанкционированной подаче напряжения в отходящие от трансформаторной подстанции линии электропередачи низкого напряжения со стороны потребителей или на шины низкого напряжения трансформаторной подстанции

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам блокировки обратной трансформации. Технический результат заключается в повышении безопасности обслуживания электрических сетей. Достигается тем, что при обнаружении напряжения со стороны какой-либо отходящей линии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710938
Дата охранного документа: 14.01.2020
+ добавить свой РИД