×
12.01.2017
217.015.60aa

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЕВОГО ЧУГУНА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения алюминиевого чугуна с измельченной структурой из исходного, который используют при массовом производстве отливок. В способе осуществляют совместное расплавление исходного чугуна, кальцийсодержащего материала и алюмосодержащей лигатуры, при этом в качестве алюмосодержащей лигатуры используют быстро охлажденный ферроалюминий марки ФА-30, который добавляют в количестве, обеспечивающем содержание в готовом чугуне, мас.%: алюминия 20-25 и углерода 1,5-2,0, а кальцийсодержащий материал добавляют в количестве, обеспечивающем получение слоя покрывного шлака толщиной 3-5 мм, перед разливкой полученный расплав выдерживают при температуре 1570-1580°C в течение 5-10 минут. Изобретение позволяет получить алюминиевый чугун с улучшенными прочностными свойствами за счет измельчения его структурных составляющих. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения алюминиевого чугуна с измельченной структурой из исходного чугуна, и может быть использовано при массовом производстве отливок.

Алюминиевые чугуны обладают хорошей жаростойкостью, стойкостью к агрессивным средам, а также обладают меньшим, чем хромоникелевые стали, удельным весом. Для выплавки таких чугунов не требуется введения дорогостоящих лигатур с хромом и никелем, а в качестве шихтовых материалов, кроме собственно исходного чугуна, используется алюминиевый лом.

Известен способ получения алюминиевого чугуна с компактными включениями графита, включающий приготовление расплава чугуна с содержанием алюминия 9,8-19,7%, заливку расплава в металлическую форму, помещенную в расплав солей с температурой 950-1100°C, охлаждение расплава и изотермическое выдерживание закристаллизовавшейся отливки при температуре 950-1100°C в течение и 0,5-2,0 часов (Патент РФ №2487950, МПК C21C 1/10, опубл. 20.07.2013).

Недостатком способа является сложность его осуществления, обусловленная наличием соляной ванны и необходимостью поддержки в ней стабильной температуры в течение значительного времени выдержки.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ получения алюминиевого чугуна с компактными формами графита, включающий обработку расплава чугуна смесью алюминия, магнийсодержащего модификатора и криолита с соотношением криолита и алюминия в смеси (0,5-2,5):10, при этом в качестве алюминия используют гранулированный алюминий марки АВ 97 (ГОСТ 295-79), а в качестве модификатора - лигатуру ЖКМК-6 (Авт. св. РФ №1211299, МПК C21C 1/00, опубл. 15.02.1986).

Недостатками известного способа являются недостаточно высокое качество получаемого чугуна, обусловленное его повышенной твердостью и хрупкостью, использование дорогостоящих магнийсодержащего модификатора и криолита, а также сложность процесса, из-за необходимости использования в литейной форме реакционной камеры.

Техническим результатом заявляемого изобретения является получение чугуна с улучшенными прочностными свойствами, что достигается за счет измельчения его структурных составляющих.

Указанный результат достигается тем, что в способе получения алюминиевого чугуна, включающем расплавление исходного чугуна с добавлением алюмосодержащей лигатуры и кальцийсодержащего материала, согласно изобретению осуществляют совместное расплавление исходного чугуна, кальцийсодержащего материала и алюмосодержащей лигатуры, при этом в качестве алюмосодержащей лигатуры используют быстро охлажденный ферроалюминий марки ФА-30, который добавляют в количестве, обеспечивающем содержание в готовом чугуне, мас. %: алюминия - 20-25 и углерода - 1,5-2,0, а кальцийсодержащий материал добавляют в количестве, обеспечивающем получение слоя покрывного шлака толщиной 3-5 мм, перед разливкой полученный расплав выдерживают при температуре 1570-1580°C в течение 5-10 минут. При этом быстро охлажденный ферроалюминий марки ФА-30 получают охлаждением его со скоростью 1650°C/мин, а в качестве кальцийсодержащего материала используют смесь оксида и фторида кальция.

Совместное расплавление чугуна, кальцийсодержащего материала и быстро охлажденной алюмосодержащей лигатуры позволяет получить измельченную плотную и однородную микроструктуру чугуна и соответственно улучшить его прочностные свойства за счет снижения твердости. При этом наибольший эффект достигается при использовании в качестве быстро охлажденной алюмосодержащей лигатуры ферроалюминия марки ФА-30, охлажденного со скоростью 1650°C/мин и добавленного в количестве, обеспечивающем содержание в готовом чугуне, мас. %: алюминия - 20-25 и углерода - 1,5-2,0.

При использовании алюмосодержащей лигатуры, охлажденной со скоростью менее 1650°C/мин, микроструктура алюминиевого чугуна не получается плотной и однородной, а измельчения структурных составляющих не происходит, что не улучшает прочностные свойства алюминиевого чугуна.

Использование ферроалюминия марки ФА-30, полученного охлаждением со скоростью ниже 1650°C/мин, не позволяет получить алюминиевый чугун с измененными структурными составляющими. Наибольший эффект достигается при использовании ферроалюминия марки ФА-30, полученного охлаждением со скоростью 1650°C/мин. Повышение скорости охлаждения выше 1650°C/мин не рационально из-за технической сложности. При кристаллизации слитка выделившийся двойной карбид Fe3AlCx обуславливает формирование структуры и служебные свойства содержащего его металла. В зависимости от содержания в металле углерода он имеет довольно высокую микротвердость - от 680 до 760 HV25. Измерения твердости двойного карбида в сплавах, полученных при использовании быстро охлажденного ФА-30, показали, что в них выделения двойного карбида имеют более низкую микротвердость (не более 550HV25) по сравнению с исходным чугуном. Микротвердость матрицы (FeAl) также снижается с 300-410HV25 до 280-300HV25. Сплавление исходного чугуна с быстро охлажденным ФА-30 способствует не только снижению твердости, но и уменьшению размера (измельчению) его структурных составляющих.

На рисунке 1 показано, как меняется количество двойного карбида Fe3AlCx в алюминиевом чугуне в зависимости от вида вводимой в него алюмосодержащей легирующей добавки в виде чистого алюминия и ФА-30, полученной с разной скоростью охлаждения. При использовании быстро охлажденной лигатуры ФА-30 количество карбидной фазы в алюминиевом чугуне наименьшее в сравнении с вариантами сплавления исходного чугуна с чистым алюминием и медленно охлажденной лигатурой ФА-30, что способствует снижению его твердости.

I вариант - чугун+Al (ЧДА);

II вариант - чугун+ФА30 (медленно охлажденный);

III вариант - чугун+ФА30 (быстро охлажденный).

Добавление кальцийсодержащего материала в количестве, обеспечивающем получение слоя покрывного шлака толщиной 3-5 мм, предотвращает взаимодействие расплава алюминиевого чугуна с воздухом атмосферы, существенно снижая угар алюминия.

При получении слоя покрывного шлака толщиной менее 3 мм полного покрытия расплавленного металла не происходит, что приводит к повышенному угару алюминия. Получение слоя покрывного шлака толщиной более 5 мм экономически нецелесообразно. Использование в качестве кальцийсодержащего материала извести и плавикового шпата позволяет получить легкоплавкий жидкоподвижный шлак, который образуется непосредственно после расплавления алюмосодержащей составляющей части шихты и предотвращает взаимодействие расплава алюминиевого чугуна с воздухом атмосферы и снижает угар алюминия.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Расплав алюминиевого чугуна получают в основной индукционной печи. В завалку в печь дается исходный чугун, ферроалюминий марки ФА-30, полученный со скоростью охлаждения 1650°C/мин, в количестве, необходимом для получения в конечном металле 20-25% Al и 1,5-2,0% C, и шлаковые составляющие на основе CaO и CaF2 в определенном соотношении и в количестве, необходимом для создания покрывного шлака толщиной 3-5 мм. После расплавления шихтовых составляющих производится изотермическая выдержка расплава при температуре 1570-1580°C в течение 5-10 мин. При изотермической выдержке ниже температуры 1570°C и менее 5 мин расплав не достигает гомогенного состояния. Изотермическая выдержка расплава металла выше температуры 1580°C и более 10 мин экономически нерациональна. После отключения печи расплав металла разливают в песчаную форму с отсечкой покрывного шлака и получают алюминиевый чугун, близкий по химическому составу к алюминиевому чугуну марки ЧЮ - 22 Ш.

Заявленный способ испытан в лабораторных условиях.

Пример 1.

Получение алюминиевого чугуна, легированного быстро охлажденным ферроалюминием ФА-30, проводилось на среднечастотной индукционной печи мощностью 16 кВт и емкостью тигля около 10 кг по весу металла. Шихта состояла из 0,87 кг серого чугуна, 2,7 кг быстро охлажденного ФА-30 и 0,14 кг смеси извести и плавикового шпата. После расплавления шихтовых составляющих производилась доводка расплава до температуры 1570°C, изотермическая выдержка металла в течение 7 мин и последующий выпуск полученного расплава. Разливка производилась в песчаную форму в виде пластины размером 15×150×200 мм. Полученный алюминиевый чугун близок по составу к алюминиевому чугуну марки ЧЮ22Ш. Химические составы чугунов и алюмосодержащей быстро охлажденной лигатуры ФА-30 приведены в табл.1.

Микроструктура алюминиевого чугуна, легированного медленно охлажденным ФА-30, приведена на рисунке 2. Микроструктура алюминиевого чугуна, легированного быстро охлажденным ФА-30, приведена на рисунке 3.

При сопоставлении микроструктур, приведенных на рисунках 2 и 3, видно, что микроструктура алюминиевого чугуна, полученного с использованием быстро охлажденного ФА-30, мельче, что проявляется в снижении его твердости с 350-390 НВ (ЧЮ-22Ш) до 220-250 НВ (полученный алюминиевый чугун).


СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЕВОГО ЧУГУНА
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЕВОГО ЧУГУНА
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЕВОГО ЧУГУНА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 51-60 из 70.
16.01.2019
№219.016.afb7

Антифрикционный порошковый материал на основе меди и способ его получения

Изобретения относятся к области порошковой металлургии, в частности к получению антифрикционных материалов из металлических порошков, и могут быть использованы для изготовления узлов трения высоконагруженных деталей различных механизмов. Способ получения антифрикционного порошкового материала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677166
Дата охранного документа: 15.01.2019
17.03.2019
№219.016.e2d0

Способ пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды

Изобретение относится к металлургии, в частности к процессу пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды, содержащей цветные металлы и железо, с получением ферроникеля и чугуна. Способ включает предварительный подогрев исходной шихты совместно с флюсующими добавками без...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682197
Дата охранного документа: 15.03.2019
21.03.2019
№219.016.eb50

Способ сорбционной очистки водных растворов от мышьяка

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от мышьяка. Способ включает контактирование раствора в статических условиях с сорбентом, в качестве которого используют рутил, подвергнутый механоактивации до размеров кристаллитов менее 20 нм. Контактирование раствора с сорбентом ведут при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682569
Дата охранного документа: 19.03.2019
14.04.2019
№219.017.0c97

Способ определения сурьмы и мышьяка в ферровольфраме и ферромолибдене

Изобретение относится к аналитической химии при использовании метода атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Способ включает разложение анализируемой пробы при нагревании смесью концентрированных фтороводородной, хлороводородой и азотной кислот, взятых в объемном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684730
Дата охранного документа: 12.04.2019
20.05.2019
№219.017.5d1f

Способ пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды с получением ферроникеля в плавильном агрегате

Изобретение относится к металлургии, в частности к процессу пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды, содержащей цветные металлы и железо, с получением ферроникеля, содержащего не менее 70% никеля, в плавильном агрегате. В способе осуществляют предварительный нагрев...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688000
Дата охранного документа: 17.05.2019
24.05.2019
№219.017.5e56

Способ получения металлизованных окатышей

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к получению металлизованных окатышей. Способ включает подготовку шихты путем смешивания железорудных материалов с твердым восстановителем, формирование сырых окатышей, загрузку их на колосниковую решетку, обработку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688765
Дата охранного документа: 22.05.2019
29.05.2019
№219.017.6258

Способ сорбционного извлечения редких элементов из водных растворов

Изобретение относится к гидрометаллургии редких элементов и может быть использовано для извлечения из водных растворов галлия и германия, в том числе для их последующего определения. Проводят сорбционное извлечение редких элементов из водных растворов. Сорбцию ведут в статических условиях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689347
Дата охранного документа: 27.05.2019
05.07.2019
№219.017.a65c

Способ электролитического рафинирования меди

Изобретение относится к электролитическому рафинированию меди, содержащей примеси в количестве до 2 мас.%. Способ включает формирование из меди анода и электролитическое растворение анода в сернокислотном растворе с осаждением катодной меди. Формируют насыпной анод из гранул меди крупностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693576
Дата охранного документа: 03.07.2019
01.09.2019
№219.017.c5cb

Способ получения сложного оксида лютеция и железа lufeo

Изобретение относится к технологии получения сложных оксидов, которые обладают свойствами материалов-мультиферроиков, проявляют магнитоэлектрический эффект, магнитокалорический эффект и могут быть применены в области многофункциональных устройств в информационных и энергосберегающих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698689
Дата охранного документа: 28.08.2019
24.10.2019
№219.017.da33

Способ переработки сульфидных и смешанных молибденсодержащих концентратов

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для извлечения молибдена и рения из сульфидных и смешанных молибденсодержащих концентратов. Способ переработки сульфидных и смешанных молибденсодержащих концентратов включает смешивание концентрата с кальцийсодержащей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002703757
Дата охранного документа: 22.10.2019
Показаны записи 41-48 из 48.
29.12.2017
№217.015.f8d3

Способ получения порошка карбида

Изобретение может быть использовано в химической, металлургической и инструментальной отраслях промышленности при изготовлении износостойких сплавов, катализаторов. Порошок карбида получают в изотермических условиях в атмосфере инертного газа в ионном расплаве на основе галогенидов щелочных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639797
Дата охранного документа: 22.12.2017
19.01.2018
№218.015.ff88

Способ получения композиционного порошкового материала плакированием

Изобретение относится к получению композиционного порошкового материала плакированием. Способ включает смешивание плакируемого порошка железа и плакирующего порошка алюминия и низкочастотную термомеханическую обработку полученной смеси. Низкочастотную термомеханическую обработку смеси ведут при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629416
Дата охранного документа: 29.08.2017
19.01.2018
№218.015.ffe8

Способ переработки отходов сталеплавильного производства с получением портландцементного клинкера и чугуна

Изобретение относится к комплексному использованию сырья в металлургической промышленности и может быть использовано для переработки отходов сталеплавильного производства. Исходную шихту, состоящую из отработавшего шлака электросталеплавильных печей или кислородных конвертеров, отработавшего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629424
Дата охранного документа: 29.08.2017
19.01.2018
№218.016.0958

Способ получения окатышей

Изобретение относится к металлургии черных металлов, в частности к получению безобжиговых окатышей из материалов, добавляемых в сталеплавильный шлак для повышения его рафинировочных свойств. Способ включает приготовление массы из магнезиальных материалов и вяжущего, формирование, последующую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631771
Дата охранного документа: 26.09.2017
10.07.2018
№218.016.6f0a

Способ циркуляционного вакуумирования металлического расплава

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при внепечной обработке металла циркуляционным вакуумированием. В способе осуществляют создание глубокого разрежения в вакуумной камере, заполнение ее металлом через всасывающий патрубок и ввод инертного газа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660720
Дата охранного документа: 09.07.2018
19.04.2019
№219.017.2e33

Способ получения стали в дуговой электросталеплавильной печи

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам получения стали в дуговой электросталеплавильной печи. Способ включает загрузку в печь лома и чугуна, их расплавление и рафинирование. При этом в период расплавления вводят шлакообразующие в количестве, обеспечивающем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002393235
Дата охранного документа: 27.06.2010
09.11.2019
№219.017.df9c

Способ брикетирования железосодержащих отходов в виде окалины

Изобретение относится к подготовке железосодержащих отходов к металлургической переработке и может быть использовано при брикетировании окалины. При брикетировании железосодержащих отходов в виде окалины осуществляют смешивание окалины с углеродсодержащими добавками, взятыми в массовом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705483
Дата охранного документа: 07.11.2019
07.06.2020
№220.018.2548

Шихта для производства железорудного агломерата

Изобретение относится к подготовке металлосодержащего сырья к металлургической переработке, в частности к производству железорудного агломерата. Шихта содержит железосодержащие материалы, ванадийсодержащие материалы, флюс на основе известняка, флюс на основе шлака внепечной обработки стали...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002722946
Дата охранного документа: 05.06.2020
+ добавить свой РИД