×
20.04.2013
216.012.35ff

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СЛИТКОВ ДЕФОРМИРУЕМЫХ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002479376
Дата охранного документа
20.04.2013
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области металлургии. Индукционную плавку шихтовых материалов ведут в стальном тигле в газовой среде, состоящей из смеси аргона и фреона 12 в соотношении 4:(1-2). Расплав перед разливкой нагревают до температуры 800-830°C и выдерживают при этой температуре в течение 20-40 минут. Образующийся в результате реакции фреона с магнием хлорид магния (MgCl) растворяется в магниевом расплаве, а при охлаждении выделяется в виде тонкодисперсных частиц, служащих центрами кристаллизации. Обеспечивается получение слитков с гарантированно мелкокристаллической структурой и исключение «флюсовой» коррозии металла. 1 ил., 5 пр.
Основные результаты: Способ производства слитков деформируемых магниевых сплавов, включающий индукционную плавку шихтовых материалов в стальном тигле в газовой среде в виде смеси аргона и фреона 12 в соотношении 4:(1-2) и разливку металла в кристаллизатор, отличающийся тем, что расплав перед разливкой нагревают до температуры 800-830°C и выдерживают при этой температуре в течение 20-40 мин.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в производстве слитков из сплавов системы магний - алюминий - цинк, магний - цинк - РЗМ, предназначенных, например, для изготовления деталей разгонных блоков космических аппаратов.

Известен способ производства слитков магниевых сплавов, являющийся аналогом и включающий плавку шихтовых материалов под карналлитовым флюсом, состоящим из 60 атом.% MgCl2 и 40 атом.% CaCl2 (Бондарев Б.И. «Плавка и литье магниевых деформируемых сплавов», Металлургиздат, 1973, 370 с.). Применение такого флюса позволяет получать слитки с требуемой мелкокристаллической структурой.

Однако магниевые деформируемые сплавы при применении карналлитового флюса склонны к коррозии, что снижает качество и срок службы деталей, изготовленных из таких сплавов. Это связано с тем, что наряду с дисперсными частицами хлористого магния, которые служат центрами кристаллизации, в металлический расплав попадает большое количество крупных частиц этого материала, приводящих к «флюсовой» коррозии сплавов.

Известен способ производства слитков магниевых сплавов, принятый в данном случае за прототип (патент на изобретение №2190679 от 23.05.2002 г. «Способ производства слитков из магниевых сплавов»). Описанный способ производства позволяет исключить флюсовую коррозию за счет ведения плавки в среде смеси газов аргона и фреона при их соотношении 4:(1-2). В результате химической реакции между металлом и фреоном образуется защитная пленка, состоящая из фторида и хлорида магния, которая препятствует испарению сплава и окислению металла.

Однако слитки деформируемых магниевых сплавов системы магний - алюминий - цинк и магний - цинк - РЗМ, выплавленные по этому способу, обладают крупнокристаллической структурой, что приводит к снижению технологической пластичности и образованию трещин при прокатке и прессовании слитков. Это связано с тем, что принятые режимы приготовления сплавов не позволяют в полной мере использовать модифицирующую способность хлорида магния применительно к деформируемым магниевым сплавам, в частности к сплавам названных систем.

У деформируемых магниевых сплавов и у хлорида магния однотипная гексогональная решетка с близкими параметрами. Поэтому зародыши хлорида магния и включения, покрытые хлоридом магния, при охлаждении расплава до температуры, меньшей или равной температуре ликвидуса магниевых сплавов, становятся центрами кристаллизации. Чем больше центров кристаллизации, тем меньше размер зерен твердого раствора деформируемых магниевых сплавов. При этом микрочастицы хлорида магния, служившие центрами кристаллизации настолько малы, что практически не влияют на коррозионную стойкость деформируемых магниевых сплавов, к тому же они находятся в центре зерен сплава и недоступны воздействию атмосферы.

Результатом предлагаемого технического решения является получение слитков из деформируемых магниевых сплавов, не подверженных флюсовой коррозии и гарантированно имеющих мелкокристаллическую структуру.

Указанный результат достигается тем, что в предлагаемом способе производства слитков деформируемых магниевых сплавов, включающем индукционную плавку шихтовых материалов в стальном тигле в газовой среде в виде смеси аргона и фреона 12 в соотношении 4:(1-2) и разливку металла в кристаллизатор, расплав перед разливкой нагревают до температуры 800-830°C и выдерживают при этой температуре в течение 20-40 минут.

Фреон 12 взаимодействует с расплавленным металлом, образуя на его поверхности жидкую защитную пленку из фтористого и хлористого магния. При повышении температуры расплава до 800°C и выше хлор из пленки переходит в металл, растворяясь в нем. При охлаждении расплава, происходящего в процессе отливки слитков, растворимость хлора в металлическом расплаве уменьшается, и он частично переходит обратно в пленку, но в большей части образует в расплаве самостоятельные микрокапли хлорида магния, либо образует на присутствующих в расплаве включениях жидкие микропленки. При понижении температуры расплава ниже 714°C микрокапли и пленки хлорида магния кристаллизуются, образуется большое количество центров кристаллизации, что и обеспечивает в итоге формирование мелкокристаллической структуры слитков магниевых сплавов, отливаемых предлагаемым способом.

Количество центров кристаллизации определяется концентрацией хлора, растворившегося в металле в процессе выдержки расплава при температуре, равной или большей 800°C. С ростом температуры растворимость хлора в магниевых сплавах растет. Однако верхний предел температуры ограничен 830°C, т.к. при более высоких температурах расплав активно насыщается железом за счет взаимодействия магниевого расплава со стенками тигля. Железо является вредной примесью для деформированных магниевых сплавов, повышенное его содержание приводит к снижению пластических и коррозионных характеристик изделий. Таким образом перегревать расплав выше температуры 830°C не целесообразно.

Минимальное время выдержки при температуре расплава 800-830°C определяется экспериментально и зависит от допустимого размера зерна в структуре сплава, при которой не образуется трещин в процессе деформации слитка. Увеличение же времени выдержки более 40 минут приводит к образованию излишне большого количества частиц хлорида магния. В результате за счет коагуляции происходит увеличение их размеров, такие частицы не могут служить центрами кристаллизации, а появляются в структуре как инородные включения, что, в конечном счете, приводит к «флюсовой» коррозии. Таким образом, предлагаемый способ производства слитков из деформируемых магниевых сплавов систем Mg-Al-Zn и Mg-Zn-РЗМ позволяет:

- получать слитки с гарантированно мелкокристаллической структурой;

- исключить «флюсовую» коррозию металла.

Примеры осуществления способа.

1. Для приготовления сплава МА2-1пч (система Mg-Al-Zn) была взята шихта следующего состава: первичный магний МГ95, лигатура магний-марганец ММ2ч, алюминий первичный А99, цинк Ц0А. Шихту укладывали в стальной тигель индукционной печи и нагревали до 830°C в защитной газовой среде смеси аргона и фреона-12 в соотношении 4:1 (по объему), сплав выдержали 20 мин. Затем отобрали пробу для экспресс-контроля и оценки размера зерна по излому. Размер зерна по излому соответствовал требованиям эталона, поэтому была проведена отливка слитка диаметром 370 мм методом полунепрерывного литья. Для сдаточного контроля был проведен контроль слитка по излому темплетов. Излом темплетов показал соответствие размера зерна эталону годности, химический состав сплава соответствовал ГОСТ 14957-76 (Рис.1а).

2. Сплав готовили по п.1 с той разницей, что шихту нагревали до 795°C. Отобранная для оценки размера зерна по излому проба показала несоответствие требованиям эталона (Рис.1б).

3. Сплав готовили по п.1 с разницей в том, что шихту нагревали до 835°C. Проба, отобранная для оценки размера зерна по излому, показала соответствие требованиям эталона годности (Рис.1а). Однако химический анализ показал увеличение содержания железа до недопустимого уровня 0,14% (против 0,005% по ГОСТ 14957-76).

4. Сплав МА15 (система Mg-Al-Zn) готовили из шихты следующего состава: первичный магний МГ95, лигатура магний-марганец ММ2ч, алюминий первичный А99, цинк Ц0А. Шихту в стальном тигле индукционной печи нагревали до 800°C в защитной среде аргона и фреона-12 в соотношении 4:1 (по объему), сплав выдержали 40 мин. Отобрали пробу на экспресс-анализ и оценку размера зерна по излому. Размер зерна по излому соответствовал требованиям эталона, химический состав сплава соответствовал ГОСТ 14957-76. Полунепрерывным способом был отлит слиток диаметром 460 мм. Для сдаточного контроля был проведен контроль слитка по излому темплетов. Излом темплетов показал соответствие размера зерна эталону годности (Рис.1а).

5. Сплав готовили по п.4 с той разницей, что выдержку сплава в печи осуществляли в течение 18 мин при 800°C. Размер зерна по излому в отобранной пробе не соответствовал требованиям эталона. При той же температуре печи сплав дополнительно выдержали в течение 10 мин. Повторно отобранная проба показала соответствие размера зерна эталону годности. Полунепрерывным методом отлили слиток диаметром 370 мм. Излом темплетов показал соответствие размера зерна эталону годности (Рис.1а).

Способ производства слитков деформируемых магниевых сплавов, включающий индукционную плавку шихтовых материалов в стальном тигле в газовой среде в виде смеси аргона и фреона 12 в соотношении 4:(1-2) и разливку металла в кристаллизатор, отличающийся тем, что расплав перед разливкой нагревают до температуры 800-830°C и выдерживают при этой температуре в течение 20-40 мин.
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СЛИТКОВ ДЕФОРМИРУЕМЫХ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 72.
20.02.2013
№216.012.2651

Штамповый блок для изотермического деформирования

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении штампованных заготовок в изотермических или близких к ним условиях. Штамповый блок содержит верхний и нижний штампы с боковыми нагревателями и изоляцией, смонтированные в кожухах в рабочем пространстве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475329
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.2658

Способ получения металлического порошка методом центробежного распыления

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам непрерывного получения металлического порошка. Литую заготовку плавят плазменной струей, направленной на ее торец. Центробежное распыление расплава осуществляют посредством вращающегося диска с центральным отверстием, через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475336
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.03.2013
№216.012.2f66

Способ вакуумной термической дегазации гранул жаропрочных сплавов в подвижном слое

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу термической дегазации гранул жаропрочных сплавов и подготовке их к компактированию. Камеру дегазации вакуумируют до давления не более 1·10 мм рт.ст. и осуществляют дозированную подачу гранул на наклонную поверхность, нагретую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477669
Дата охранного документа: 20.03.2013
20.03.2013
№216.012.2f67

Способ изготовления изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к производству изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов горячим изостатическим прессованием. Гранулами заполняют капсулу и проводят горячее изостатическое прессование с получением заготовки в оболочке. Оболочку удаляют по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477670
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.03.2013
№216.012.30bb

Способ изготовления прутковой заготовки

Изобретение относится к способу изготовления прутковой заготовки из металла, используемой для дальнейшего передела. Способ включает установку в контейнере пресса предварительно нагретых прутковой заготовки, технологической шайбы из металла и прессшайбы, подпрессовку и прессование заготовки....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478013
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.03.2013
№216.012.30c4

Способ производства порошка из титановых сплавов

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошка титановых сплавов. Торец цилиндрической вращающейся заготовки расплавляют потоком плазмы в среде инертного газа, при этом применяют дополнительное охлаждение камеры с помощью отдельной, не зависимой от плазмотрона...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478022
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.05.2013
№216.012.43ca

Способ производства листов из специальных сплавов на основе магния для электрохимических источников тока

Изобретение предназначено для повышения качества листов и исключения загрязнения окружающей среды при обработке давлением специальных магниевых сплавов, легированных высокотоксичными легкоиспаряющимися элементами или образующими при нагреве и последующей деформации опасные для здоровья оксиды,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482931
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.43d7

Способ получения сварных конструкций из литых деталей алюминиевых сплавов

Изобретение может быть использовано для получения листосварных конструкций авиационного назначения. Способ включает обработку свариваемых кромок литых деталей перед сваркой путем осуществления сварки трением с перемешиванием. Затем механически обрабатывают кромки свариваемых деталей. При этом в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482944
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.06.2013
№216.012.50c4

Способ внепечного модифицирования алюминиевых сплавов

Изобретение относится к области металлургии легких сплавов и может быть использовано для получения слитков из алюминиевых сплавов повышенного качества при изготовлении изделий атомной, авиакосмической и автомобильной промышленности. Способ включает подачу расплавленного металла из миксера в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486269
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.5381

Способ изготовления труб из труднодеформируемых металлов

Использование способа изготовления труб из труднодеформируемых металлов предусматривает получение бесшовной трубы методом горячего экспандирования и прессования предварительно сверленой заготовки за один рабочий цикл пресса и включает нагрев заготовки, нанесение технологической смазки, загрузку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486980
Дата охранного документа: 10.07.2013
Показаны записи 1-10 из 55.
20.02.2013
№216.012.2651

Штамповый блок для изотермического деформирования

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении штампованных заготовок в изотермических или близких к ним условиях. Штамповый блок содержит верхний и нижний штампы с боковыми нагревателями и изоляцией, смонтированные в кожухах в рабочем пространстве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475329
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.2658

Способ получения металлического порошка методом центробежного распыления

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам непрерывного получения металлического порошка. Литую заготовку плавят плазменной струей, направленной на ее торец. Центробежное распыление расплава осуществляют посредством вращающегося диска с центральным отверстием, через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475336
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.03.2013
№216.012.2f66

Способ вакуумной термической дегазации гранул жаропрочных сплавов в подвижном слое

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу термической дегазации гранул жаропрочных сплавов и подготовке их к компактированию. Камеру дегазации вакуумируют до давления не более 1·10 мм рт.ст. и осуществляют дозированную подачу гранул на наклонную поверхность, нагретую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477669
Дата охранного документа: 20.03.2013
20.03.2013
№216.012.2f67

Способ изготовления изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к производству изделий из гранулируемых жаропрочных никелевых сплавов горячим изостатическим прессованием. Гранулами заполняют капсулу и проводят горячее изостатическое прессование с получением заготовки в оболочке. Оболочку удаляют по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477670
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.03.2013
№216.012.30bb

Способ изготовления прутковой заготовки

Изобретение относится к способу изготовления прутковой заготовки из металла, используемой для дальнейшего передела. Способ включает установку в контейнере пресса предварительно нагретых прутковой заготовки, технологической шайбы из металла и прессшайбы, подпрессовку и прессование заготовки....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478013
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.03.2013
№216.012.30c4

Способ производства порошка из титановых сплавов

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению порошка титановых сплавов. Торец цилиндрической вращающейся заготовки расплавляют потоком плазмы в среде инертного газа, при этом применяют дополнительное охлаждение камеры с помощью отдельной, не зависимой от плазмотрона...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478022
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.05.2013
№216.012.43ca

Способ производства листов из специальных сплавов на основе магния для электрохимических источников тока

Изобретение предназначено для повышения качества листов и исключения загрязнения окружающей среды при обработке давлением специальных магниевых сплавов, легированных высокотоксичными легкоиспаряющимися элементами или образующими при нагреве и последующей деформации опасные для здоровья оксиды,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482931
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.43d7

Способ получения сварных конструкций из литых деталей алюминиевых сплавов

Изобретение может быть использовано для получения листосварных конструкций авиационного назначения. Способ включает обработку свариваемых кромок литых деталей перед сваркой путем осуществления сварки трением с перемешиванием. Затем механически обрабатывают кромки свариваемых деталей. При этом в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482944
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.06.2013
№216.012.50c4

Способ внепечного модифицирования алюминиевых сплавов

Изобретение относится к области металлургии легких сплавов и может быть использовано для получения слитков из алюминиевых сплавов повышенного качества при изготовлении изделий атомной, авиакосмической и автомобильной промышленности. Способ включает подачу расплавленного металла из миксера в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486269
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.5381

Способ изготовления труб из труднодеформируемых металлов

Использование способа изготовления труб из труднодеформируемых металлов предусматривает получение бесшовной трубы методом горячего экспандирования и прессования предварительно сверленой заготовки за один рабочий цикл пресса и включает нагрев заготовки, нанесение технологической смазки, загрузку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486980
Дата охранного документа: 10.07.2013
+ добавить свой РИД