Мелкокристаллическая алюминиево-кремниевая лигатура

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Стеценко Владимир Юзефович Ривкин Александр Игоревич Гутев Алексей Петрович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(57) Мелкокристаллическая алюминиево-кремниевая лигатура, содержащая кремний, медь,железо и алюминий, отличающаяся тем, что дополнительно содержит фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.кремний 30,0-45,0 медь до 2,0 железо до 1,5 фосфор 0,1-0,2 алюминий остальное. Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к получению высококремнистых алюминиево-кремниевых лигатур. Известна алюминиево-кремниевая лигатура с содержанием кремния 38-401. Главным недостатком этой лигатуры является ее крупнокристаллическая микроструктура. Поэтому при литье отливок с мелкокристаллической структурой необходимо использование дорогостоящих и экологически небезопасных модифицирующих флюсов и лигатур. Это значительно усложняет технологию получения заготовок из заэвтектического силумина с мелкокристаллической структурой и высокими механическими свойствами. Наиболее близкой по технической сущности является мелкокристаллическая алюминиево-кремниевая лигатура, содержащая кремния более 25 , медь, железо, алюминий 2. Главным недостатком данной лигатуры является ее немодифицированная эвтектика, которая структурно наследуется получаемой отливкой. Для измельчения ее микроструктуры необходимо дополнительное использование модифицирующих флюсов и лигатур, что усложняет технологию получения заготовок из заэвтектического силумина с мелкокристаллической микроструктурой и высокими механическими свойствами. 15540 1 2012.02.28 Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является упрощение технологии получения отливок из заэвтектического силумина с мелкокристаллической микроструктурой. Поставленная задача достигается тем, что применяемая мелкокристаллическая алюминиево-кремниевая лигатура, содержащая кремний, медь, железо и алюминий, отличается тем,что дополнительно содержит фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.кремний 30,0-45,0 медь до 2,0 железо до 1,5 фосфор 0,1-0,2 алюминий остальное. Лигатуры с содержанием указанных компонентов, предлагаемых ниже и выше, имеют крупнокристаллическую микроструктуру и при литье заэвтектического силумина не позволяют получать отливки с модифицированной микроструктурой. Пример 1 Литьем в кристаллизатор получали мелкокристаллическую алюминиево-кремниевую лигатуру в виде слитка диаметром 50 мм, содержащую следующие компоненты, мас.кремний - 30 фосфор - 0,1 медь - 0,9 железо - 0,1 алюминий - остальное. Дисперсность кристаллов первичного кремния в лигатурной отливке составляла в среднем 40 мкм, эвтектика - мелкокристаллическая. Лигатуру использовали в качестве шихтового материала для получения заготовок диаметром 34 мм из сплава АК 18 при литье в стальной кокиль. Шихта состояла из чушкового сплава АК 12 и лигатуры. Модификаторы не применяли. В результате получали литые заготовки со средней дисперсностью кристаллов первичного кремния 40 мкм и мелкокристаллической эвтектикой. Пример 2 Литьем в кристаллизатор получали мелкокристаллическую алюминиево-кремниевую лигатуру в виде слитка диаметром 50 мм, содержащую следующие компоненты, мас.кремний - 30 фосфор - 0,1 железо - 0,8 медь - 0,1 алюминий - остальное. Дисперсность кристаллов первичного кремния в лигатурной отливке составляла в среднем 45 мкм, эвтектика - мелкокристаллическая. Лигатуру использовали в качестве шихтового материала для получения заготовок диаметром 34 мм из сплава АК 18 при литье в стальной кокиль. Шихта состояла из чушкового сплава АК 12 и лигатуры. Модификаторы не применяли. В результате получали литые заготовки со средней дисперсностью кристаллов первичного кремния 45 мкм и мелкокристаллической эвтектикой. Пример 3 Литьем в кристаллизатор получали мелкокристаллическую алюминиево-кремниевую лигатуру в виде слитка диаметром 50 мкм, содержащую следующие компоненты, мас.кремний - 40 фосфор - 0,13 медь - 1,2 железо - 0,2 алюминий - остальное. Дисперсность кристаллов первичного кремния в лигатурной отливке составляла в среднем 30 мкм, эвтектика - мелкокристаллическая (фиг. 1). Лигатуру использовали в качестве шихтового материала для получения заготовок диаметром 34 мм из сплава АК 18 при литье в стальной кокиль. Шихта состояла из чушкового сплава АК 12 и лигатуры. Модификаторы не применяли. В результате получали литые заготовки со средней дисперсностью кристаллов первичного кремния 30 мкм и мелкокристаллической эвтектикой (фиг. 2). Пример 4 Литьем в кристаллизатор получали мелкокристаллическую лигатуру в виде слитка диаметром 50 мкм, содержащую следующие компоненты, мас.кремний - 40 фосфор 0,14 железо - 0,8 медь - 0,2 алюминий - остальное. Дисперсность кристаллов первичного кремния в лигатурной отливке в среднем составляла 35 мкм, эвтектика - мелкокристаллическая. Лигатуру использовали в качестве шихтового материала для получения отливок диаметром 34 мм из сплава АК 18 при литье в стальной кокиль. Шихта состояла из чуш 2 15540 1 2012.02.28 кового сплава АК 12 и лигатуры. Модификаторы не применяли. В результате получали литые заготовки со средней дисперсностью кристаллов первичного кремния 35 мкм и мелкокристаллической эвтектикой. Пример 5 Литьем в кристаллизатор получали мелкокристаллическую алюминиево-кремниевую лигатуру в виде слитка диаметром 50 мм, содержащую следующие компоненты, мас.кремний - 45 фосфор - 0,2 медь - 2,0 железо - 0,3 алюминий - остальное. Дисперсность кристаллов первичного кремния в лигатурной отливке в среднем составляла 45 мкм, эвтектика - мелкокристаллическая. Полученную лигатуру использовали в качестве шихтового материала для получения отливок диаметром 34 мм из сплава АК 18 при литье в стальной кокиль. Шихта состояла из чушкового сплава АК 12 и лигатуры. Модификаторы не применяли. В результате получали литые заготовки со средней дисперсностью кристаллов первичного кремния 45 мкм, эвтектика - мелкокристаллическая. Пример 6 Литьем в кристаллизатор получали мелкокристаллическую алюминиево-кремниевую лигатуру в виде слитка диаметром 50 мм, содержащую следующие компоненты, мас.кремний - 45 фосфор - 0,2 железо - 1,5 медь - 0,2 алюминий - остальное. Дисперсность кристаллов первичного кремния в лигатурной отливке в среднем составляла 50 мкм, эвтектика - мелкокристаллическая. Полученную лигатуру использовали в качестве шихтового материала для получения отливок диаметром 34 мм из сплава АК 18 при литье в стальной кокиль. Шихта состояла из чушкового сплава АК 12 и лигатуры. Модификаторы не применяли. В результате получали литые заготовки со средней дисперсностью кристаллов первичного кремния 50 мкм и мелкокристаллической эвтектикой. Источники информации 1. Эскин Г.И., Пименов Ю.П. Получение деформированных полуфабрикатов из заэвтектических силуминов // Технология легких сплавов. - 1996. -2. - С. 53. 2. Патент 2365651, МПК 22 1/00,22 21/02,22 35/00, 2009. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3