Способ получения алюминиево-кремниевого сплава или лигатуры

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(72) Авторы Арабей Анастасия Витальевна Рафальский Игорь Владимирович(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(56)2010881 1, 1994.14528 1, 2011.1759930 1, 1992.8833 1, 2006.4481031, 1984. РАФАЛЬСКИЙ И.В. и др. Металл. Инфо. - 2005. -5. - С. 45-46. РАФАЛЬСКИЙ И.В. и др. Литье и металлургия. - 2005. -2. - Ч. 1. - С. 132-134. НОВОХАТСКИЙ И.А. и др. Доклады академии наук СССР. - 1982. - Т. 267.2. - С. 367-370.(57) 1. Способ получения алюминиево-кремниевого сплава или лигатуры, при котором в расплав алюминия порциями с перемешиванием вводят кристаллический кремний мелкой или пылевидной фракции, отличающийся тем, что кремний вводят в расплав алюминия в интервале температур кристаллизации расплава или в интервале, близком к интервалу температур кристаллизации, полученный после кристаллизации сплав расплавляют, выдерживают при температуре выше линии ликвидус и сливают. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кремний вводят непосредственно в воронку, образующуюся в расплаве алюминия в результате его механического перемешивания. Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при приготовлении алюминиево-кремниевых сплавов, например силуминов, или алюминиевокремниевых лигатур. Известен способ получения алюминиево-кремниевого сплава 1, включающий дробление и разделение кристаллического кремния на фракции, введение кремния фракции 2050 мм в расплавленный и нагретый до 850-900 С алюминий порциями при перемешивании расплава. Введение кремния осуществляется под уровень расплава при помощи колокольчика. К недостаткам данного способа относится невозможность использования кремния мелкой и пылевидной фракции, которая практически не смачивается и, как следствие, не растворяется в жидком алюминии и почти полностью переходит в шлак. Наиболее близким к заявленному способу, является способ получения алюминиевокремниевых сплавов 2, включающий дробление кристаллического кремния, введение его в расплавленный алюминий порциями с перемешиванием и растворение кремния при 85018118 1 2014.04.30 900 С. Введение кремния осуществляют на поверхность расплава алюминия при 665680 С с последующим нагревом расплава до 850-900 С со скоростью 2-5/мин. Основным недостатком способа является высокая температура нагрева расплава при его приготовлении. Задачей изобретения является снижение температуры приготовления алюминиевокремниевого сплава и лигатуры. Задача достигается тем, что в способе получения алюминиево-кремниевого сплава и лигатуры, при котором в расплав алюминия порциями с перемешиванием вводят кристаллический кремний мелкой или пылевидной фракции, кремний вводят в расплав алюминия в интервале температур кристаллизации расплава или в интервале, близком к интервалу температур кристаллизации, полученный после кристаллизации сплав расплавляют, выдерживают при температурах выше линии ликвидус и сливают. Кремний вводят непосредственно в воронку, образующуюся в расплаве алюминия в результате его механического перемешивания. Способ осуществляется следующим образом. В расплавленный алюминий в интервале кристаллизации или в интервале, близком к интервалу кристаллизации, порционно вводят кремний мелкой и пылевидной фракции. Смачивание частиц и их распределение по всему объему алюминиевого расплава обеспечивается за счет механического перемешивания расплава вплоть до его полной кристаллизации. Для более эффективного замешивания частиц кремния в расплав рекомендуется засыпать их непосредственно в воронку, образующуюся в расплаве в результате его механического перемешивания. После кристаллизации полученную композицию расплавляют,выдерживают при температурах выше линии ликвидус, затем сливают расплав. Способ проверен в лабораторных условиях. Пример 1. Получили алюминиево-кремниевую лигатуру путем ввода кристаллического кремния мелкой и пылевидной фракции по предлагаемому способу. В качестве шихты использовали алюминий марки 7 и кристаллический кремний Кр 2 мелкой и пылевидной фракции. Расчетное содержание кремния в лигатуре 25 мас. . Навеску алюминия 1500 г расплавили в графитовом тигле при температуре 750 С,при температуре расплава 680 С с использованием механического перемешивания ввели кристаллический кремний мелкой и пылевидной фракции в количестве 25 мас. . Процесс перемешивания расплава вели до момента его полной кристаллизации. Полученный после кристаллизации сплав расплавили, выдержали при температуре 850 С 60 мин, отобрали пробу на определение содержания кремния и слили расплав. Получили лигатуру, содержащую 23,5 мас.. Усвояемость кремния составляет 94 . Пример 2. Получили алюминиево-кремниевый сплав путем ввода кристаллического кремния мелкой и пылевидной фракции по предлагаемому способу. В качестве шихты использовали алюминий марки 7 и кристаллический кремний Кр 2 мелкой и пылевидной фракции. Расчетное содержание кремния в сплаве 11 мас. . Навеску алюминия 1000 г расплавили в графитовом тигле при температуре 750 С,при температуре расплава 680 С с использованием механического перемешивания ввели кристаллический кремний мелкой и пылевидной фракции в количестве 11 мас. . Процесс перемешивания расплава вели до момента его полной кристаллизации. Полученный после кристаллизации сплав расплавили, выдержали при температуре 800 С 40 мин, отобрали пробу на определение содержания кремния и слили расплав. Получили сплав, содержащий 10,6 мас.. Усвояемость кремния составляет 97,2 . Результаты исследований приведены в таблице. Температура приготовления сплава (лигатуры), С 800 850 900 Из данных, приведенных в примерах и таблице, видно, что применение предлагаемого способа позволит снизить температуру приготовления алюминиево-кремниевых сплавов и лигатур, сохранив при этом показатели по усвояемости кремния на уровне 94-97 . Источники информации 1. Альтман М.Б. и др. Плавка и литье легких сплавов. - М. Металлургия, 1969. - С. 270. 2. Патент РФ 2010881, МПК 22 1/02, 1994. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3