Исследование возможности модифицирования алюминиево-оловянного сплава АО20-1 Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 669.7/.8.002.2

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ МОДИФИЦИРОВАНИЯ АЛЮМИНИЕВО-ОЛОВЯННОГО СПЛАВА А020-1

© Е.В. Маликова

Malikova E.V. Investigation Into A Possibility Of The Modification Of The A020-1 Alloy Of Aluminium And Tin. The experiment shows that when producing the antifrictional A020-1 alloy of aluminium and tin, the action of the ATB alloying composition of boron and titanium is equal to that of the modifier ‘Zernolit’. Moreover, this causes less environmental pollution and makes the production less toxic.

В технологическом процессе производства слитков из алюминиево-оловянного сплава для измельчения макрозерна и оловянной составляющей предусмотрена операция модифицирования структуры расплава. В производстве деформируемых алюминиевых сплавов модифицирование обычно производится комплексным введением титана и бора в количествах 0.1 % Т1; 0,02 - 0,04 % В. Применяющиеся в производственной практике в качестве модификатора таблетки "Зернолит", в состав которых входят тройные фторсодержащие комплексные соли (тетрафторборат калия, гексафтортитанат калия и гексахлорэтан), ввиду высокой токсичности сняты с производства. Поэтому возникает вопрос замены "Зернолита" на другие модифицирующие добавки, содержащие также титан и бор.

В качестве такой замены была выбрана бор-титановая лигатура (АТБ), содержащая 5 % титана, 1 % бора и остальное - алюминий. Выпуск лигатуры АТБ в настоящее время освоен на ряде промышленных предприятий.

Для определения модифицирующей возможности бортитановой лигатуры на качество сплава А020-1 опытные плавки проводились в тигельной индукционной печи ИДТ-1 на чистых исходных материалах (алюминий марки А7, олово марки 0-1, медноалюминиевая лигатура АМ-50), материалах с использованием в качестве модификатора таблеток "Зернолит" в количестве 0,126 % от массы расплава.

Обработка сплава модифицирующими добавками проводилась при температуре печи 1063 - 1073 К. Во всех опытных плавках в соответствии с технологией приготовления сплава жидкий металл обрабатывался 0,63 % "Дегазера" (ТУ 6-01-10006-75) от веса жидкого металла. Заранее приготовленный кристаллизатор ставился на агрегате непрерывного литья, производилась настройка, заправка "затравки", подогрев газовой горелкой всех рабочих приспособлений, производился запуск агрегата непрерывного

литья и вытягивание слитков, что позволяло исключить фактор неодинаковости условий затвердевания заготовок.

Для снятия внутренних напряжений и более равномерного распределения олова в матричной основе производился отжиг полученных слитков в туннельной печи при температуре 628 К в течение двух с половиной часов.

Изучение макро- и микроструктуры сплавов проводилось на микроскопе ММУ-3 при увеличении 100 и 300 с применением трави-теля - реактива Келлера. Как показали исследования, микроструктура сплавов представляет собой включения мягкой оловяннистой составляющей в матричной основе - алюминии. Распределение оловянной составляющей равномерное как в сплавах, модифицированных "Зернолитом", так и лигатурой АТБ. Все полученные микроструктуры соответствуют стандартным требованиям, предъявляемым к антифрикционным сплавам.

Механические испытания образцов на растяжение (ГОСТ 1497-84) проводились на разрывной машине УММ-10 при комнатной температуре.

Механические характеристики сплава А020-1, имеющего следующий химический состав: олово - 18,5%; медь - 0,98 %; титан -0,02 %; железо - 0,14 % и остальное - алюминий с различным содержанием модификатора "Зернолита", представлены в табл. 1.

Механические испытания образцов из сплавов, обработанных лигатурой АТБ, указывают, что предел прочности ав, условный предел текучести <Т02, относительное удлинение 5, относительное поперечное сужение Ц1 и твердость НВ не ухудшаются и находятся примерно на одном уровне, что и для модификатора "Зернолит". Исследование процесса холодной прокатки слитков показало, что сплавы, обработанные лигатурой АТБ, имеют хорошую деформируемость.

Таблица 1.

Механические характеристики сплава А020-1

№ п/п Номер опытной партии Количество модификатора “Зернолит”, % Механические свойства Плотность, г/см3

МПа ст02> МПа 5, % V, % НВ

1 0 - 96,15 39,91 12,6 25,7 33,5 3,184

2 1 25 100,25 41,28 13,4 27,0 33,6 3,183

3 2 50 104,61 43,22 15,1 30,4 33,5 3,189

4 3 75 108,71 49,01 17,8 35,3 33,5 3,183

5 4 100 110,52 50,05 18,2 36,0 33,5 3,198

ВЫВОДЫ

Проведенные экспериментальные исследования позволяют сделать вывод, что при производстве антифрикционного алюминиевооловянного сплава А020-1 воздействие бортита-новой лигатуры АТБ равнозначно модификатору "Зернолит". При этом улучшается экологическая

обстановка и снижается токсичность производства.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алюминиевые сплавы. Металловедение алюминия и его сплавов: Справочное руководство / Отв. ред. И.Н.Фрил-ляндер. М.: Металлургия, 1971. 352 с.

Поступила в редакцию 17 сентября 1997 г.