Самораспространяющийся высокотемпературный синтез модифицирующих лигатур и композиционных сплавов в расплаве алюминия с применением флюсов

• Автор: Луц, Альфия Расимовна
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 225 с. : ил.

1. Литературный обзор

1.1 Модифицирующие лигатуры на алюминиевой основе

1.2 Традиционные способы получения модифицирующих лигатур

1.2.1 Прямое сплавление компонентов

1.2.2 Алюмотермическое восстановление из солей и оксидов

1.2.3 Электролизное восстановление

1.2.4 Состояние вопроса по получению модифицирующих лигатур

на сегодняшний день, перспективы развития

1.3 Литейные композиционные сплавы на алюминиевой основе.

Упрочняющие фазы, вводимые в алюминиевую матрицу

1.3.1 Способы получения литейных композиционных

сплавов на алюминиевой матрице
1.3.2 Традиционные способы получения порошков для упрочнения
литейных композиционных сплавов
1.3.2.1 Печной синтез
1.3.2.2 Плазмохимический синтез
1.3.2.3 Самораспространяющийся высокотемпературный синтез
1.3.3 Состояние вопроса по получению литейных композиционных
сплавов на сегодняшний день, перспективы развития
1.4 Использование флюсов в традиционных технологиях получения
лигатур и композиционных алюминиевых сплавов
1.5 Выводы по главе. Постановка цели и задач исследования
2. Термодинамический анализ СВС-реакций, протекающих
в расплаве алюминия
2.1 Термодинамический анализ процессов горения с применением
метода минимизации термодинамического потенциала (энергии Гиббса)
2.2 Результаты расчета и рекомендации по проведению

экспериментальных исследований
2.2.1 Термодинамический анализ синтеза лигатур АІ-Ті, А1-ТІ-В
и композиционного сплава А1-ТІС с применением флюса криолит ЫазА1Р6
2.2.2 Термодинамический анализ синтеза лигатур АІ-Ті, А1-ТІ-В
и композиционного сплава А1 - ТІС с применением флюса ЫОСОЬОК
2.3 Выводы по главе
3. Феноменологическая химическая модель стадийности взаимодействия флюсов криолит ^азА1Г6) и ІЧОСОЬОК (Кі.зАІР4.6)
с оксидами компонентов шихты
3.1 Химическая стадийность взаимодействия флюса криолит (ЫазАШб)
с оксидами
3.2 Химическая стадийность взаимодействия флюса ЮСОШК (К|.зА1Р4.6)
с оксидами
4. Методика получения модифицирующих лигатур и
литейных композиционных сплавов с использованием процесса СВС
4.1 Характеристика исходных компонентов
4.2 Методика подготовки шихты
4.3 Методика проведения экспериментальных плавок. Приемы введения
шихты в расплав алюминия
4.4 Методы отбора проб и металлографического исследования
образцов лигатур и литейных композиционных сплавов
4.5 Методики рентгенофазового и рентгеноспектрального анализа
образцов модифицирующих лигатур и композиционных сплавов
4.6 Методики определения механических свойств модифицированного сплава АК12 и композиционного сплава А1-ТІС
5. Экспериментальные исследования получения модифицирующих лигатур и литейных композиционных сплавов с использованием процесса СВС
непосредственно в расплаве алюминия
5.1 Результаты экспериментальных исследований процесса
получения модифицирующих лигатур, режимы проведения плавок

5.1.1 Влияние добавок флюсов на характеристики модифицирующих СВС-лигатур
5.1.2 Влияние начальной температуры расплава на свойства
получаемых лигатур
5.1.3 Влияние дисперсности порошка титана и его марки
на характеристики СВС-лигатур
5.1.4 Выводы по разделу 5
5.2. Результаты экспериментальных исследований процесса получения упрочненных алюминиевых сплавов, режимы проведения плавок
5.2.1 Влияние добавок флюсов на характеристики литейного композиционного сплава А1-ТІС
5.2.2 Влияние начальной температуры расплава на свойства композиционного сплава Al-TiC
5.2.3 Влияние составд исходной СВС-шихты
на характеристики композиционного сплава Al-TiC
5.2.4 Выводы по разделу 5
6. Технология получения модифицирующих лигатур и литейного композиционного сплава с использованием процесса СВС
6.1 Технологическая схема получения модифицирующих лигатур
с использованием процесса СВС
6.2 Оборудование и материалы для получения модифицирующих СВС-лигатур
6.3 Технико-экономические показатели технологии получения модифицирующих СВС-лигатур
6.4 Технологическая схема получения композиционного
сплава Al-TiC с использованием процесса СВС
6.5 Оборудование и материалы для получения
композиционного сплава Al-TiC
6.6 Технико-экономические показатели технологии получения композиционного сплава Al-TiC

флюсов требует больших экономических затрат. Также необходимо отметить, что использование серы в виде порошка приводит к образованию в расплаве концентрированных газовых пузырей, которые создают опасность выброса металла из тигля. Поэтому в состав препарата для рафинирования необходимо вводить наполнители, которые будут обеспечивать дробление выделяющихся пузырьков серы и исключать опасность выброса металла, что значительно удорожает стоимость флюса. Кроме того, большинство известных флюсов, содержащих серу, предназначены только для обработки заэвтектических силуминов, и не могут быть использованы для остальных алюминиевых сплавов.
На АО «АвтоВАЗ» в рамках проекта «ФИАТ-ВАЗ» для производства алюминиевых сплавов используют дегазирующую таблетку (ТУ 6-01-1006), представляющую собой механическую смесь гексахлорэтана С2СЦ (87 ± 1%) и NaCl(12.7 ± 5%) [73]. В условиях обработки С2С16 разлагается с образованием тетрахлорэтана, образующего с расплавом большое количество легколетучего А1С13, обладающего высокой упругостью пара (температура кипения »180°С). Газообразные тетрахлорэтан и AICI3, пронизывая жидкий металл по всему объему, удаляют не только растворенные газы, но и неметаллические включения. Однако применение соединения CjCIf, для рафинирования алюминиевых сплавов не рекомендуется ввиду высокой токсичности образующихся хлоридов [70].
В настоящее время разрабатываются многочисленные комбинированные методы обработки алюминиевых сплавов в жидком состоянии: флюсование и инертный газ, флюсование и фильтрация, термовременная обработка (ТВО) и флюсование и др. Например, в работе [74] исследуется комплексное рафинирующее влияние ТВО и флюса следующего состава, %: 50 NaCI, 35 KCI, 15 Na2SiF6. Авторами показано положительное влияние данного способа на свойства сплава АК7ч, характер же воздействия подобной комплексной обработки на алюминиевые сплавы других систем еще предстоит изучить.
На мировом рынке в связи с ростом производства алюминия и алюминиевых сплавов и повышенными требованиями к качеству продукции, также весьма активно разрабатываются новые методы рафинирования с применением флюсов.