close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4022

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4022
(13)
C1
(51)
(12)
7
C 22B 21/06,
C 22B 9/10
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
ДЕГАЗАТОР ДЛЯ АЛЮМИНИЯ И АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
(21) Номер заявки: a 19980489
(22) 1998.05.20
(46) 2001.09.30
(71) Заявитель: Общество с ограниченной ответственностью "Эвтектика" (BY)
(72) Авторы: Немененок Б.М., Задруцкий С.П.,
Бестужев Н.И., Михайловский В.М., Розум
В.А., Королев С.П., Шамов Ю.М. (BY)
(73) Патентообладатель: Общество с ограниченной
ответственностью "Эвтектика" (BY)
(57)
Дегазатор для алюминия и алюминиевых сплавов, содержащий серу, отличающийся тем, что он дополнительно содержит углекислый натрий при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
сера
25-35
углекислый натрий
остальное.
(56)
SU 449957 A, 1974.
SU 1151580 A, 1985.
SU 1214773 A, 1986.
SU 530913 A, 1976.
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения плотных
отливок из алюминия и его сплавов с высокими механическими свойствами.
Известен дегазатор для алюминиевых сплавов, включающий гексахлорэтан [А.с. N 530913 СССР, С22 В
9/02. Дегазатор для легированных алюминиевых сплавов / Л.С. Авдентов, Ю. Н. Бондарев, В. И. Михайлов,
С. Л. Потанин, А. В. Гусарин, Д. П. Михин (СССР).- N 2132533/22-2, Заявлено 11.05.75, опубл. 5.10.76 в Б.И.
N37], гранулированный никель и порошкообразную серу при следующем соотношении компонентов:
гексахлорэтан
30-40 %
гранулированный никель
48-58 %
порошкообразная сера
7-17 %.
Использование в качестве одного из компонентов дегазатора гексахлорэтана значительно ухудшает санитарногигиенические условия труда плавильщика в результате выделения высокотоксичных хлоридов, образующихся
при взаимодействии гексахлорэтана с расплавом алюминия.
Известен флюс для обработки заэвтектических алюминиевых сплавов, содержащий серу, оксид алюминия [А.с. N 1214773 СССР, С22 В 9/10. Флюс для обработки заэвтектических алюминиевых сплавов. /В. А.
Косинцев, Т. Р. Епанешникова (СССР).- N3763148/22-02. Заявлено 28.06.84, опубл. 08.02.86 в Б.И. N8.], гексахлорэтан и фосфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас. %:
сера
5-15
окись алюминия
5-15
фосфат натрия
40-70
гексахлорэтан
остальное.
При использовании флюса ухудшаются экологические и санитарно-гигиенические условия в результате
взаимодействия содержащегося в составе флюса гексахлорэтана с расплавом алюминия.
BY 4022 C1
Известен флюс, содержащий серу, окись алюминия, хлористый калий и тринатрийфосфат при следующем соотношении компонентов, мас. %:
сера
5-20
окись алюминия
5-20
хлористый калий
15-25
тринатрийфосфат
50-60
[ А.с. № 1151580 СССР, С 22 С 1/06. Флюс для обработки заэвтектических алюминиевых сплавов /В. А. Косинцев, Ю. А. Шулаков (СССР) №3672141/22-02. Заявлено 15.12.83, опубл. 23.04.85 в Б.И. №15].
Однако в результате взаимодействия хлористого калия с алюминием выделяется высокотоксичный хлорид алюминия, ухудшающий санитарно-гигиенические условия труда.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является модификатор алюминия и его сплавов, содержащий порошковую серу, которую вводят в расплав в виде порошка
элементарной серы, завернутого в алюминиевую фольгу (прототип) [А.с. № 449957 СССР, МКл С22 С 1/02.
Модификатор для алюминиевых сплавов./В. А. Косинцев, Л. Г. Киселева, В. М. Потысьев (СССР).N1877019/22-1. Заявлено 29.01.73, опубл. 19.06.75 в Б.И. N 42]. Рафинирующее действие серы проявляется
не только в образовании сероводорода (связывание растворенного в алюминии водорода), но и в действии ее
по схеме адсорбционного рафинирования за счет перехода серы из твердого состояния в газообразное, так
как температура кипения серы составляет 445 °С.
Для замедления скорости испарения серы и устранения образования концентрированного газового пузыря предлагается вводить серу в расплав алюминиевых сплавов в виде смеси с хлористым калием при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
сера
45-55
хлорид калия
остальное.
Данный состав обеспечивает безопасный ввод серы, улучшает поверхностный контакт взаимодействия
серы с раствором и способствует улучшению механических свойств сплава. Однако в результате взаимодействия хлористого калия с алюминием образуется высокотоксичный хлорид алюминия в паро- или газообразном состоянии, который ухудшает санитарно-гигиенические условия труда на плавильном участке и оказывает вредное воздействие на организм человека.
Недостатком использования чистой порошковой серы в качестве рафинирующего или модифицирующего
реагента является ее быстрое испарение из расплава, что сопровождается интенсивным бурлением расплава
с образованием концентрированного газового пузыря. Это приводит к замешиванию шлака и оксидной
пленки в расплав, в неполной степени проходит процесс связывания растворенного водорода, что в целом
снижает эффективность рафинирования. Кроме того, возможны выбросы металла из тигля, создается опасность травматизма.
Задачей изобретения является повышение механических и электротехнических свойств алюминия и его
сплавов за счет повышения рафинирующей способности дегазатора.
Задача решается следующим образом: дегазатор для обработки алюминия и алюминиевых сплавов, содержащий серу, дополнительно содержит углекислый натрий при следующем соотношении ингредиентов,
мас. %:
сера
25-35
углекислый натрий
остальное.
Сера - основной рафинирующий компонент дегазатора, активно связывает растворенный в расплаве водород в химическое соединение и выводит его из раствора, за счет чего повышаются механические и электротехнические свойства алюминия и его сплавов, повышается плотность отливок. Нижний предел содержания серы в дегазаторе установлен исходя из необходимости достижения требуемого эффекта. Превышение
верхнего предела содержания серы (35 %) приводит к резкому усилению барботажа расплава и снижению
эффективности рафинирования.
Углекислый натрий снижает скорость испарения серы. Это делает процесс ее выделения в виде газовых
пузырьков длительным, что повышает эффективность ее рафинирующего действия и безопасность проведения данной операции. Повышению рафинирующего действия дегазатора способствует также частичная термическая диссоциация углекислого натрия, протекающая с выделением углекислого газа, который не оказывает вредного воздействия на окружающую среду и экологическую обстановку. Установленные пределы
содержания определяются необходимыми пределами содержания серы в дегазаторе.
Примеры изготовления таблеток дегазирующих различных составов.
Пример 1.
Исходные порошкообразные составляющие серу в количестве 0,013 % и углекислый натрий в количестве
0,052 % от массы обрабатываемого расплава алюминия просушивали при 100 °С в течение 4-х часов, взвешивали и тщательно перемешивали. Полученную смесь прессовали на прессе с удельным давлением 0,67
кг/мм2 и получали таблетку развесом исходя из массового расхода дегазатора 0,065 % от веса обрабатывае2
BY 4022 C1
мого расплава. Таблетку помещали в колокольчик и вводили в расплав алюминия марки А7 при температуре
740-760 °С. Время обработки расплава составляло 8-10 минут. После 15-минутной выдержки рафинированного сплава удаляли сухой шлак с зеркала металла и производили заливку образцов проб.
Пример 2.
Исходные порошкообразные составляющие серу в количестве 0,016 % и углекислый натрий в количестве
0,049 % от массы обрабатываемого расплава алюминия просушивали при 100 °С в течение 4-х часов, взвешивали и тщательно перемешивали. Полученную смесь прессовали на прессе с удельным давлением 0,67
кг/мм2 и получали таблетку развесом исходя из массового расхода дегазатора 0,065 % от веса обрабатываемого расплава. Таблетку помещали в колокольчик и вводили в расплав алюминия марки А7 при температуре
740-760 °С. Время обработки расплава составляло 8-10 минут. После 15-минутной выдержки рафинированного сплава удаляли сухой шлак с зеркала металла и производили заливку образцов проб.
Пример 3.
Исходные порошкообразные составляющие серу в количестве 0,02 % и углекислый натрий в количестве
0,045 % от массы обрабатываемого расплава алюминия просушивали при 100 °С в течение 4-х часов, взвешивали и тщательно перемешивали. Полученную смесь прессовали на прессе с удельным давлением 0,67
кг/мм2 и получали таблетку развесом исходя из массового расхода дегазатора 0,065 % от веса обрабатываемого расплава. Таблетку помещали в колокольчик и вводили в расплав алюминия марки А7 при температуре
740-760 °С. Время обработки расплава составляло 8-10 минут. После 15-минутной выдержки рафинированного сплава удаляли сухой шлак с зеркала металла и производили заливку образцов проб.
Пример 4.
Исходные порошкообразные составляющие серу в количестве 0,023 % и углекислый натрий в количестве
0,042 % от массы обрабатываемого расплава алюминия просушивали при 100 °С в течение 4-х часов, взвешивали и тщательно перемешивали. Полученную смесь прессовали на прессе с удельным давлением 0,67
кг/мм2 и получали таблетку развесом исходя из массового расхода дегазатора 0,065 % от веса обрабатываемого расплава. Таблетку помещали в колокольчик и вводили в расплав алюминия марки А7 при температуре
740-760 °С. Время обработки расплава составляло 8-10 минут. После 15-минутной выдержки рафинированного сплава удаляли сухой шлак с зеркала металла и производили заливку образцов проб.
Пример 5.
Исходные порошкообразные составляющие серу в количестве 0,026 % и углекислый натрий в количестве
0,039 % от массы обрабатываемого расплава алюминия просушивали при 100 °С в течение 4-х часов, взвешивали и тщательно перемешивали. Полученную смесь прессовали на прессе с удельным давлением 0,67
кг/мм2 и получали таблетку развесом исходя из массового расхода дегазатора 0,065 % от веса обрабатываемого расплава. Таблетку помещали в колокольчик и вводили в расплав алюминия марки А7 при температуре
740-760 °С. Время обработки расплава составляло 8-10 минут. После 15- минутной выдержки рафинированного сплава удаляли сухой шлак с зеркала металла и производили заливку образцов проб.
Результаты испытаний и составы дегазатора приведены в табл. 1, 2.
Таблица 1
№ п./п.
1
2
3
4
5
6
Величина добавки, %
общая
по сере
Состав, %
предел содержания компонентов
Прототип: сера 100 %
Предлагаемый
Ниже нижнего
сера – 20
сода - 80
Нижний
сера – 25
сода - 75
Средний
сера – 30
сода - 70
Верхний
сера – 35
сода - 65
Выше верхнего
сера – 40
сода - 60
3
0,05
0,05
0,065
0,013
0,065
0,016
0,065
0,02
0,065
0,023
0,065
0,026
BY 4022 C1
Таблица 2
Состав
№ п./п.
1
2
3
4
5
6
Механические свойства
GВ, МПа
δ, %
68
67
70
78
79
72
35
35
40
50
51
42
Плотность, г/см3
2,680
2,675
2,685
2,695
2,695
2,685
Удельное электросопротивление,
10-7 Ом/м
0,267
0,268
0,265
0,260
0,259
0,267
Газосодержание расплава, см3/100 г
0,15
0,155
1,135
0,10
0,10
0,14
Полученные данные по механическим и электротехническим свойствам алюминия, обработанного известным и предлагаемым дегазатором, свидетельствуют о значительном превосходстве последнего.
Предлагаемый дегазатор составов 2,6 (за оптимальными пределами содержания ингредиентов) менее эффективен. Использование предлагаемого дегазатора при оптимальном соотношении ингредиентов (установлено экспериментально) позволяет: на 10-15 % повысить предел прочности при растяжении, на 15-45 % повысить относительное удлинение, заметно повысить плотность алюминия за счет снижения газосодержания
расплава, при этом наблюдается также снижение удельного электросопротивления алюминия, что свидетельствует о высокой эффективности рафинирующей обработки расплава.
Следует отметить также, что такие высокие свойства достигаются при значительно (в 2 раза) меньшем
расходе порошковой серы в предлагаемом дегазаторе, а следовательно, улучшении экономичности и экологичности технологии рафинирующей обработки расплава.
Источники информации:
1. Особенности модифицирования силуминов стронцийсодержащими лигатурами /Б.М. Немененок,
А. П. Бежок, В. В. Мельниченко, Д. Н. Худокормов // Известия вузов. Цветная металлургия, 1996. - № 6. - С.
15-17.
2. A.c. СССР 530913, C 22В 9/02. Дегазатор для легирования алюминиевых сплавов / Л. С. Авдетов,
Ю. Н. Бондарев, В. И. Михайлов, С. Л. Потанин, А. В. Гусарин, Д. П. Михин (СССР).- 2132533/22-2. Заявлено 11.05.75, опубл. 05.10.76 в Б.И. N37.
3. A.c. СССР 1214773, C 22В 9/10. Флюс для обработки заэвтектических сплавов /В. А. Косинцев, Т. О.
Епанешникова (CCCP). -3763148/22-02. Заявлено 28.06.86, опубл. 28.02.86 в Б.И. № 8.
4. A.c. СССР 1151580, C 22С 1/06. Флюс для обработки заэвтектических алюминиевых сплавов /В. А. Косинцев, Ю. А. Шулаков (СССР). -3672142/22-02. Заявлено 15.12.83, опубл. 23.04.85 в Б.И. № 15.
5. A.c. СССР 449957, МПК С 22С 1/02. Модификатор для алюминиевых сплавов./В. А. Косинцев, Л. Г.
Киселева, В. М. Потысьев (СССР).- 1877019/22-1. Заявлено 29.01.73, опубл. 19.06.75 в Б.И. №42.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
122 Кб
Теги
by4022, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа