NO751733L - - Google Patents
Info
- Publication number
- NO751733L NO751733L NO751733A NO751733A NO751733L NO 751733 L NO751733 L NO 751733L NO 751733 A NO751733 A NO 751733A NO 751733 A NO751733 A NO 751733A NO 751733 L NO751733 L NO 751733L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- titanium
- aluminum
- boron
- amount
- content
- Prior art date
Links
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 83
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 80
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 68
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 66
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 64
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 54
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 47
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 8
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 7
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 41
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000521 B alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N Nitrous acid Chemical compound ON=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 229910001515 alkali metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- QDMRQDKMCNPQQH-UHFFFAOYSA-N boranylidynetitanium Chemical compound [B].[Ti] QDMRQDKMCNPQQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000013643 reference control Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10S428/922—Static electricity metal bleed-off metallic stock
- Y10S428/9335—Product by special process
- Y10S428/939—Molten or fused coating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte
samt en sammensetning for kornforfining av aluminium og alumin-iumsbaserte legeringer som kan inneholde opp til 15 ve kt-% av vanlige legerende elementer såsom Mn, Cu, Mg, Cr, Zn, Si og Fe.
Kornstørrelsen i støpte stykker av aluminium, for eksempel valseblokker, støpeblokker og lignende, er meget viktig industrielt, og det er en fordel å tilveiebringe en høy grad av kornforfining for å bedre blokkenes bearbeidbarhet, beholde deres styrke i varm og kald tilstand, foruten at man kan unngå en por-øsitet som kan oppstå fra en tilstedeværelse av store søyleform-ede korn.
Det,er kjent at en tilsetning av titan til smeltet aluminium gir en kornforfining i de resulterende støpeblokker. Det er også angitt i tidligere kjente patenter at et nærvær av bor, sammen med titan, i smeltet aluminium gir en kornforfining ved størkning, noe som skyldes dannelsen og nærværet av den ildfaste forbindelsen TiBg. Revue de L'Aluminum, desember 1972, sidene 977-9^8, angir bruken av KBF,^som en bortilsetning til et titanbehandlet aluminiumsbad hvor man fikk en kornforfining når TiBg ble fremstilt og identifisert. I Journal of the Institute
of Metals, Vol. 76 I949/5O s. 321, er det antatt at den ildfaste forbindelsen TiBg virker som en kjerne for kornforfining. I Jern Kont Ann, 155, 1971»er det angitt som en hypotese at korn-
et blir forfinet ved dannelsen av TiAl^ved hjelp av følgende reaksjon:
Journal of the Institute of Metals vol. 9°, 1970, side 23, angir den hypotese at et nærvær av bor reduserer den faste oppløselig-heten av titan i aluminium.
Skjønt det er kjent at bor vil øke kornforfiningen slik det er angitt ovenfor, så er nærværet av de ildfaste TiBg-partiklene i aluminium uønsket i mange tilfeller, f.eks. i fil-treringssystemer for smeltede aluminiumslegerin<g>er som lett tettes under støping, og under bearbeiding av aluminiumsblokker, f.eks. ved flatvalsing til aluminiumsfolie, så kan et nærvær av harde inter-metalliske boridnartikler virke som spenningshevende partikler og føre til sprekker eller riv i produktet.
: Det er følgelig' en hensikt ved foreliggende o<p>pfin-nelse å tilveiebringe en fremgan<g>småte for kornforfining av aluminium hvor man bruker titan og relativt små mengder bor.
Det er videre en hensikt ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte for kornforfining av alu-. minium-hvor man bruker en tilsetning inneholdende titan og relativt små mengder av bor hvor det smeltede aluminium kan-støpes nesten umiddelbart etter at det kornforfinende middel er tilsatt.
Videre," er det en hensikt ved foreliggende op<p>finn-else å tilveiebringe en fremgangsmåte for kornforfining av aluminium hvor man bruker en tilsetning inneholdende titan og relativt små mengder bor hvor aluminiumet kan støpes relativt lenge etter at det kornforfinende middel er tilsatt uten at man har et vesentlig tap av kornforfining.
Videre, er det en hensikt ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgan<g>småte for kornforfining av aluminium, hvor man som en tilsetning bruker titan og bor, og hvor de resulterende støpeblokker i alt vesentlig er frie for titanborid som kan påvises ved lysmikroskopi.
Andre hensikter vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse og den vedlagte tegning, hvor: figur 1 viser et logarytmisk diagram fra. hvilket titan og bortilsetninger i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse kan bestemmes. Figur 2 viser fotografier som illustrerer forskjellige grader av kornforfining i aluminiumsstøpeblokker. Figur 3 viser andre fotografier som igjen.viser forskjellige grader av kornforfining i støpeblokker av aluminium. Figur 4 viser fotografier av aluminiumsstøpeblokk-er som indikerer effekten av forskjellige støpetider på kornforfiningen.
Fremgangsmåten i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse for kornforfining av aluminium innbefatter at man til smeltet aluminium tilsetter en blanding bestående i alt vesentlig av finfordelt titan, aluminium og kalium fluoborat, KBF^, og hvor den samlede mengde av titan i tilsetningen er minst „ca. 0,005 vekt-% av det smeltede aluminium som behandles, og er til stede i en tilstrekkelig mengde til at man i dét smeltede aluminium får et prosentvis titaninnhold varier ende fra 0,01 til 0,08%, og hvor den samlede mengde av KBF^i tilsetningen lar seg bestemme på basis av titaninnholdet i det smeltede aluminium slik det vil bli beskrevet i det etterfølgende med hensyn til figur 1 på
tegningen, og hvor aluminiumsinnholdet i tilsetningen er fra l/lO til 4 ganger vekten av det tilstedeværende titan.
Den ovenfor beskrevne tilsetning kan være i form av en løs blanding, egnet i passende beholdere hvor titanpartik-kelstørrelsen er egnet 1,4 mm eller finere, fortrinnsvis 0,8 mm og finere. Aluminiumspartikkelstørrelsen er egnet 2,4 mm og finere, fortrinnsvis 1,4 mm og finere. KBF^er egnet i en stør-relse på 0,2 mm og finere, fortrinnsvis 0,1 mm og finere. I en spesiell utførelse av oppfinnelsen er den ferdige blanding i form av kompakte stykker, f.eks. pellets, fremstilt ved-at man presser sammen de ovennevnte pulvere egnet ved trykk fra ca. 1,40.6 kg/mm til 28,12 kg/mm . Stykkene har fortrinnsvis en tykkelse på ikke mer enn 22,23 mm for å sikre en raskest mulig oppløsning.
I praksis vil tilsetningen i form av en blanding av titan, aluminium og KBF^ raskt oppløse seg i det smeltede aluminium, og oppløsningen av tilsetningen fremmes ved den in-time kontakt mellom aluminiumspartiklene både med titanet og KBF^-partiklene i blandingen, og de resulterende støpestykker av aluminium har en høy grad av kornforfining,©g man kan ikke ob-servere no:enntitanboridpartikler ved forstørrelser opp til 1500 ganger-.
.Foreliggende oppfinnelse vil mer detaljert bli beskrevet med henvisning til figur 1 på tegningen, som viser et logarytmisk dia'gram av prosentvis vekt av Ti i forhold til prosentvis vekt av B, innenfor polygon (A) med de lukkede områder
(B), (C), (D) og (E). Når man skal bestemme en tilsetning av Ti, B og Al som skal brukes som et kornforfiningsmiddel ifølge foreliggende oppfinnelse, så finner man det forønskede prosentvise
nivå av oppløst titan i det smeltede metall som skal støpes, på ordinaten på figur 1, og for dette titannivå, den tilsvarende prosentvise borverdi inne i polygon (A). For å oppnå god eller utmerket kornforfining f.eks. for et smeltet bad som skal støpes 5 minutter etter tilsetningen, så velger man et bornivå fra området (B), hvis støpingen skal foregå opp til 1 time etter tilsetningen, så velger man verdier i området (C), og for perioder på opp til 2 timer eller mer velger man verdier i området (D). En periode på tre timer før støping vil .gi gode eller utmerkete kornforfiningsresultater uansett hvor man velger verdien innenfor polygon (A). Med en vekt-$'bor valgt innenfor et passende område i polygon (A), så blir den tilsvarende vekt av bor omdan-net til vekten av KBF^som inneholder denne mengde bor. Denne vekt av KBF^er den mengde som skal brukes i kornforfiningstil-setningen ifølge foreliggende oppfinnelse. I det tilfelle at det smeltede metall som skal behandles ikke allerede inneholder noe titan i oppløsning, så kan det forønskede prosentvise innhold av smeltet metall for titan^slik det er angitt ovenfor, omdannes til den tilsvarende vektmengde, og denne vektmengde titan brukes i kornforfiningsmiddelet sammen med den mengde KBF^man har bestemt som beskrevet ovenfor. Mengden av aluminium i tilsetningen er fra l/lO til 4 ganger vekten av det tilstedeværende titan. I de tilfeller hvor détlallerede er eller før støp-ingen vil være en viss mengde oppløst titan i det smeltede metall fra andre kilder, så må dette prosentvise innhold strekkes fra
det titannivå man finner på figur 1, og den resulterende prosentvise forskjell brukes ved beregning av den mengde titan som er ønskelig i kornforfiningsmiddelet, og mengden av aluminium be-regnes på basis av den forønskede titanmengde i selve tilsetningen.
EKSEMPEL I
En blanding av elementært titan, elementært aluminium og KBF^ ble fremstilt på vanlig måte ved at man brukte i alt vesentlig like vektmengder av titanpulver (kornstørrelse finere enn 0,8 mm) og aluminiumspulver (kornstørrelse mindre enn 0,2 mm), hvorved man fikk en blanding med varierende titan til bor forhold, Ti/B vektforhold, slik det er angitt i Tabell I for de forskjellige prøvene 1-51. Deler av prøvene ble kald-presset ved ca. 1,55 kg/mm , hvorved man fikk sylindriske stykker i form av pellets med en diameter på ca. 9,5 mm og fra 3,2
til 12,7 mm lange og med en tetthet på ca. 2,85 g/cm^.
Nevnte pellets ble tilsatt 1000 grams mengder av smeltet titan-fri (mindre enn 0,0005% Ti) aluminium stabilisert ved 760°C i en magnesiumoksydforet grafittdigel oppvarmet i en høyfrekvensinduksjonsovn. Pellettilsetningene i mengder ga så spesielle titan og borinnhold i det smeltede aluminium. Nevnte pellets oppløste seg fullstendig og raskt (ca. 30 sekunder), og man kunne ikke påvise noe tap av titan, aluminium eller bor. 5 minutter etter tilsetningen (en holdetid på 5 minutter), ble det smeltede aluminium støpt i stykker på 50»8 x 50,8 mm og 230 mm lange i en jernform forvarmet til 215,5°C, og jernet ble så hen-satt for stivning. Tverrsnittsprøver ble så skåret 63,5 mm ?ra bunnen av støpestykket, dette ble etset i en blanding av salpe-tersyre og saltsyre (1 volumdel HNO^og 2 volumdeler HC1), og så undersøkt for kornforfining. I Tabell I er resultatene angitt med følgende uttrykk: "utmerket" betyr stykker som har mer enn 7500 korn pr. cm^, "god" ble brukt på stykker som hadde mer enn 3500 korn pr. cm^ men mindre enn 7500, og "dårlig" ble brukt for støpestykker som hadde mindre enn 3500 korn pr. cm^. Korn pr. crn-^ ble bestemt ved å bruke avskjæringsmetoden (Metals Hand-book, side 4. I6, I948 utgaven), og antall korn pr. cm^ ble beregnet idet man antok at kornene var kulerunde. Betegnelsen "korn-telling" slik den er beskrevet ovenfor ble underkastet en toler-anse på + 20%, og ved utforming av de betegnelser som er angitt ovenfor, så ble "korntellingen" som var nær de angitte klassifi-kasjonstall, plasert i den nedre klassifikasjon. Det skal be-merkes at betegnelsene i Tabell I er basert på metallstykker som hadde en holdetid på 5 minutter. Prøvene 26 til 33 som er be-tegnet "dårlig" i Tabell I, i en holdetid på 5 minutter", blir med de samme tilsetninger og en holdetid på 1 time enten "gode" eller "utmerkede", og prøvene 34 til 39 blir "gode" eller "utmerket" med en.holdetid på to timer eller mer.
Fotografier (opprinnelig forstørrelse en gang) av tverrsnitt for prøvene 4, 15 og 29 i Tabell I, er vist på Figurene 2(a), 2(b) og 2(c) henholdsvis.
Figur 2(a) viser utmerket kornforfining (korntall på 845O korn/cm-^), figur 2(b) viser god Kornf orf ining (korntall på 5500 korn/cm-^), mens figur 2(c) viser dårlig kornf orf ining (korntall på 2350 korn/cm-^).
Forklaringer til Tabell I
(1) Tilsetningene til disse prøver inneholdt ikke noe KBF^, og er avsatt nær 0,0001% B av hensiktsmessighetsgrunner. (2) Disse prøver er netto-resultatene av en rekke individuelle oppvarminger av den samme sammensetning, hvis resultater enten er gode (3500 < korn/cm-^ < 7500) eller utmerkede (korn/cm-^ > 7500). På grunn av sporadiske resultater er minimumsresultatet, nemlig god, angitt for sammensetningen. (3) Disse prøver er netto-resultatene av en rekke individuelle 'oppvarminger av den samme sammensetning'hvis resultater er enten dårlige (mindre enn 3500 korn/cm-^) eller gode (mer enn 3500 korn/cm-^ men mindre enn 7500). På grunn av sporadiske resultater er minimumsresultatet, nemlig dårlig, angitt for hele sammensetningen. (4) Prøvene 26 til 33 med betegnelsen' "dårlig" i Tabellen blir med samme tilsetning, men med en holdetid på 1 time eller mer, henholdsvis "gode" eller "utmerkede". (5) Prøvene 34 - 39 som i tabellen er angitt med "dårlig", blir med den samme tilsetning, men med en holdetid på to timer eller mer, enten allgode" eller "utmerkede".
Enhver tilsetningsblanding i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse som inneholder Ti, Al og KBF^' som gir et Ti og B innhold definert innenfor polygon (A), vil resultere i "utmerket" eller "god" kornforfining med holdetider på ca. 3 timer.
Det er imidlertid ikke nødvendig at man bruker en holdetid på minst 3 timer for alle verdier innenfor polygon (A). Kortere holdetider er tilfredsstillende for de forskjellige områder som er beskrevet nedenfor. Det lukkede område som er be-tegnet med (B) på fig. 1 er basert på de prøvedata som er angitt i Tabell I, og representerer et område med vedvarende god eller utmerket kornforfining når man anvender foreliggende oppfinnelse for metall som blir støpt ca. fem minutter etter tilsetning,
slik det er beskrevet ovenfor. Området markert (E) representer-
er et område hvor man får god eller utmerket kornforfining med et.minimum av de optimale mengder av titan og bor ved hjelp av foreliggende oppfinnelse for metall som er støpt etter en kort holdetid på ca. 5 minutter, slik det er beskrevet ovenfor. Området (C) representerer et område med god eller utmerket kornforfining når man anvender foreliggende oppfinnelse på metaller som er støpt ca. 1 time etter tilsetning i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse. Området (D) representerer et område som gir god eller utmerket kornforfining ved hjelp av foreliggende oppfinnelse for metall støpt ca. 2 timer eller mer etter tilsetning, slik det er beskrevet ovenfor. Det er underforstått at lengre holdetider kan brukes i de forskjellige områder hvis dette er ønskelig.
Data i Tabell I og diagrammet på fig. 1 angir at man kan bruke mindre titan og bor for å oppnå en god kornforfining hvis man anvender lengre holdetider.
Ved bestemmelse av den tilsetning som skal gjøres til en viss mengde smeltet aluminium, bestemmer man først titan-amnholdet i aluminiumet og den mengde titan som er nødvendig for å få det forønskede titaninnhold i området fra 0,01 til 0,08% beregnet, og denne mengde titan brukes som tilsetning i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse. En mengde bor i tilsetningen bestemmes fra diagrammet på fig. 1 tilsvarende det for-ønskede prosentvise innhold av titan i aluminiumet, idet man bruker et passende område i diagrammet. Denne prosentmengde bor omdannes til en mengde KBF^som så blandes med den bestemte mengde titan sammen med aluminium i mengder varierende fra l/lO til 4 ganger vekten av den bestemte titanmengde. Den resulterende blandede tilsetning føres så inn i det .smeltede aluminium.
For å tilveiebringe de forønskede mengder titan og bor slik det er angitt ovenfor, kan fra 100 til 120% av de bestemte mengder titan og KBF^brukes i tilsetningsblandingen.
Det følgende hypotetiske eksempel A vil illustrere foreliggende oppfinnelse.
Eksempel A
Smeltet aluminium i en mengde på 1000 kg inneholder 0,005% titan i oppløsning. Det er ønskelig å kornforfine aluminiumet ved et titaninnhold på 0,035% titan i smeltebadet. Tilsetningen til badet vil inneholde (0,035%-0,005%) x 1000 kg = 0,3 kg titan. Som vist på fig. 1, så kan man, for å få en kornforfining i metall støpt ca. 5 minutter etter tilsetningen i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse, ha en tilsetning som kan inneholde fra 0,00035 til 0,0035% (a aT) bor i forhold til badets vekt, dvs. fra 0,0035 til 0,035 kg bor. Denne mengde bor i form av KBF^er fra 0,041 til 0,41 kg. For 100-120% av det forønskede borinnhold, så vil nevnte KBF^variere fra 0,041 til 0,49 kg. Aluminiumet i tilsetningen kan variere fra ca.
0,3 til 1,2 kg. Den forannevnte tilsetning er utformet for å
gi en kornforfining i metall støpt fra aluminiumsbadet ca. 5 minutter etter tilsetningen ble gjort til badet (område (B)).
En spesielt foretrukket tilsetning i et slikt tilfelle vil være ca. 0,3 kg Ti, 0,^3 kg Al, og 0,04 kg KBF^(område (E)).
For den samme vekt på badet og begynnende og ønskelig titaninnhold som beskrevet ovenfor, så kan man for støping ca. 1 time etter tilsetningen hadde samme titan og aluminiums-innhold, mens borinhholdet i tilsetningen vil kunne variere fra 0,00012% til 0,0035% (b -a') i forhold til badets vekt (område (O), dvs. fra ca. 0,0012 til 0,035 kg bor. Denne bormengde i form av KBF^er fra ca. 0,014 til ca. 0,41 kg KBF^. For fra 100-120% av den forønskede bormengde, så kan KBF^i tilsetningen variere opp til 0,49 kg.
Hvis man har samme vekt på badet og begynnende og ønskelig titaninnhold som beskrevet ovenfor, men hvor støpingen foregår to timer etter tilsetningen, så vil titan og aluminiumsinnholdet være det samme, mens bor-innholdet vil variere fra 0,0001% til 0,0035% (c a') i forhold til badets vekt, dvs. fra 0,001 til 0,035 kg bor. Denne bormengde i form av KBF^er fra 0,011 kg KBF^til ca. 0,41 kg KBF^. For fra 100 til 120%
av det forønskede borinnhold, kan KBF^i tilsetningen gå opp til ca. 0,49 kg.
På fig. 3 er det vist fotografier (50 x. 50 mm) som representerer et tverrsnitt av prøver av aluminium støpt etter en holdetid på 5 minutter. Prøvene i venstre vertikale rekke inneholder intet bor eller titan og er referansekontroller. Prøvene som er vist i den øvre horisontale rekke, inneholder intet bor, og viser at med relativt høyt titaninnhold på 0,08% og intet bor, så får man god kornforfining. Annen rad fra toppen på fig. 3»bortsett fra kontrollprøven, representerer tilset ning av Ti, Al og KBF^i overensstemmelse med eksemplet (prøver 35, 15, 4°t Tabell I fra venstre til høyre), og viser at med et borinnhold så lavt som 0,0004%B, så oppnår man god kornforfining med et innhold på 0,04% Ti og utmerket kornforfining med 0,08% Ti. Den tredje rad fra toppen på fig. 3, bortsett fra kontroll-prøven, representerer tilsetninger av Ti, Al og KBF^i overensstemmelse med fremgangsmåten fra eksemplet (prøvene 29, l6 og 5 i Tabell I fra venstre til høyre), og viser at med et borinnhold på 0,0008%, så får man en kornforfinforbedring ved 0,04%°g 0,08% Ti. Bunnraden, bortsett fra kontrollprøven, representerer tilsetninger av Ti og B i form av en kommersiell titan-bor-leg-ering med et titan til bor vektforhold på 5:1. Med denne type bortilsetning var det nødvendig med 20 ganger mer bor (0,008% og 0,0l6%) for å få god og utmerket kornforfining ved sammenligning med tilsetninger i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse (2. rad fra toppen på fig. 3)•
Tabell II viser data for tilsetninger angitt som beskrevet i eksemplet, bortsett fra de holdetider som er angitt i Tabell II. Tilsvarende fotografier av tverrsnitt på 50 mm x 50 mm er vist på figurene 4, 5 og 6. Tabell II og fotografiene på figurene 4, 5 og 6 viser at man ved hjelp av foreliggende oppfinnelse ettersom holdetiden øker, kan senke titaninnholdet samtidig som man bibeholder den samme kornforfining. For eksempel, vil et innhold på 0,01% Ti og 0,0001% B med en holdetid på l80 minutter (figur 6 (b)) være like effektiv som et innhold på 0,04% Ti og 0,0004% B ved en holdetid på 5 minutter.
Tilsetningen ifølge foreliggende oppfinnelse kan inneholde opp til 50 vekt-% av finfordelt Mn, Fe, Cr, W, Mo, V, Co, Cu, Ni, Cb, Ta, Si, Zr, Hf og Ag samt legeringer av disse elementer. Tilsetningsmidlet ifølge foreliggende oppfinnelse•kan også inneholde mindre mengder av forbindelser såsom et alkali-metallfluorid. En spesiell fordel ved foreliggende oppfinnelse er at påvisbare partikler av titanborid, TiBg, oppstår ikke ved en kornforfining i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse. Undersøkelser av støpestykker ved forstørrelser på opp til 1500 ganger viste ingen TiB^ partikler. Dette viser klart at ved hjelp av kornforfiningsmetoden ifølge foreliggende oppfinnelse er det ingen risiko for at ildfaste boridpartikler vil tette det filtreringsutstyr man bruker ved filtrering av smeltet metall eller skade valser eller annet utstyr som brukes ved bearbeiding av det støpte metall eller at det oppstår risiko for riving av metallet under valsingen til tynne flak eller folier.
I en ytterligere utførelse av foreliggende oppfinnelse tilveiebringes et tilsetningsmiddel bestående i alt vesentlig av finfordelt titan, aluminium og KBF^hvor titan og bor-innholdet i form av KBF^er i slike mengder at skjæringspunktet ligger i området (C) på fig. 1, og hvor aluminiumsinnholdet er i form av mengder fra l/lO til fire ganger mengden åv titaninnholdet. Bruken av slikt tilsetningsmiddel vil gi et titaninnhold i det smeltede aluminium varierende fra 0,03 til 0,08% og vil gi god eller utmerket kornforfining i metall støpt 5 minutter eller mer etter tilsetningen. Tilsetningsmiddelet er fortrinnsvis i form av kompakte stykker komprimert fra pulvere slik det er beskrevet ovenfor. Et eksempel på et tilsetningsmiddel i dette område, dvs. punkt F på figur 1, vil inneholde 350 deler titan, 83 deler KBF^og 35 deler aluminium.
Claims (6)
1. Fremgangsmåte for kornforfining av aluminium,karakterisert vedat man
a) tilveiebringer et bad av smeltet aluminiums-metall b) utfører en tilsetning til badet av smeltet aluminium i form av en blanding bestående i alt vesentlig av finfordelt titan, aluminium og KBF^, hvor den samlede mengde av titan i tilsetningen er minst 0,005 vekt-% av det smeltede metall og er i en tilstrekkelig mengde til at man i det smeltede bad får et prosentvis innhold av titan som ligger i området fra 0,01 til 0,08%, og hvor mengden av KBF^i tilsetningen er slik at man i det smeltede bad får et prosentvis innhold av bor som ligger innenfor polygonet (A) på figur 1 på den vedlagte tegning, som tilsvarer det valgte prosentvise innhold av titan, og hvor mengden av aluminium er fra l/lO til 4 ganger vekten av titan i blandingen.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat bormengden i blandingen bestemmes ut fra området (B) på figur 1.
3« Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat bormengden i blandingen bestemmes ut fra området (C) på figur 1.
4« Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat bormengden i blandingen bestemmes ut fra området (D) på figur 1.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat bormengden i blandingen bestemmes ut fra området (E) på figur 1.
6. Tilsetningsmiddel for forfining av aluminium, bestående i alt vesentlig av komprimert blandet titan, aluminium og KBF^,karakterisert vedat titan og bor-innholdet er i slike mengder at deres prosentvise innhold skjærer hverandre i område (E) på figur 1, og hvor aluminiumsinnholdet er fra l/lO til 4 ganger mengden av titaninnholdet.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/512,157 US3933476A (en) | 1974-10-04 | 1974-10-04 | Grain refining of aluminum |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO751733L true NO751733L (no) | 1976-04-06 |
Family
ID=24037919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO751733A NO751733L (no) | 1974-10-04 | 1975-05-15 |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3933476A (no) |
| JP (1) | JPS5143306A (no) |
| BE (1) | BE829143A (no) |
| CA (1) | CA1045827A (no) |
| CH (1) | CH608248A5 (no) |
| DE (1) | DE2520865C3 (no) |
| ES (1) | ES437674A1 (no) |
| FR (1) | FR2286882A1 (no) |
| GB (1) | GB1507473A (no) |
| IT (1) | IT1035747B (no) |
| NO (1) | NO751733L (no) |
| OA (1) | OA05001A (no) |
| PL (1) | PL95383B1 (no) |
| SE (1) | SE7505592L (no) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CS219357B1 (en) * | 1981-09-14 | 1983-03-25 | Ivan Beranek | Method of preparation of solid rafination preparation for rafination of aluminium and the alloys thereof |
| GB2112020B (en) * | 1981-12-23 | 1985-07-03 | London And Scandinavian Metall | Introducing one or more metals into a melt comprising aluminium |
| US4812290A (en) * | 1986-09-08 | 1989-03-14 | Kb Alloys, Inc. | Third element additions to aluminum-titanium master alloys |
| US4873054A (en) * | 1986-09-08 | 1989-10-10 | Kb Alloys, Inc. | Third element additions to aluminum-titanium master alloys |
| GB8813939D0 (en) * | 1988-06-13 | 1988-07-20 | Shell Int Research | Hexafluorophosphates as structure refiner for aluminium-silicon alloys |
| BR9611467A (pt) * | 1995-11-21 | 1999-12-28 | Opticast Ab | Método aperfeiçoado para otimização do refinamento de grão de ligas de alumìnio. |
| US6368427B1 (en) | 1999-09-10 | 2002-04-09 | Geoffrey K. Sigworth | Method for grain refinement of high strength aluminum casting alloys |
| US6645321B2 (en) | 1999-09-10 | 2003-11-11 | Geoffrey K. Sigworth | Method for grain refinement of high strength aluminum casting alloys |
| DE102004028093A1 (de) * | 2004-03-20 | 2005-10-06 | Solvay Fluor Gmbh | Nichtkorrosive Hilfsstoffe zum Aluminiumlöten |
| GB201102849D0 (en) | 2011-02-18 | 2011-04-06 | Univ Brunel | Method of refining metal alloys |
| GB201214650D0 (en) * | 2012-08-16 | 2012-10-03 | Univ Brunel | Master alloys for grain refining |
| US10689733B2 (en) | 2017-04-07 | 2020-06-23 | GM Global Technology Operations LLC | Methods to increase solid solution zirconium in aluminum alloys |
| US10358695B2 (en) | 2017-04-07 | 2019-07-23 | GM Global Technology Operations LLC | Methods to increase solid solution zirconium in aluminum alloys |
| CN108251675B (zh) * | 2017-12-26 | 2020-04-03 | 上海大学 | 一种铸造铝硅合金用Al-Ti-Nb-B细化剂及其制备方法及应用 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3592637A (en) * | 1968-02-26 | 1971-07-13 | Union Carbide Corp | Method for adding metal to molten metal baths |
| US3854935A (en) * | 1972-05-17 | 1974-12-17 | Foseco Int | Grain refining compositions and method of refining aluminum therewith |
-
1974
- 1974-10-04 US US05/512,157 patent/US3933476A/en not_active Expired - Lifetime
-
1975
- 1975-04-14 CA CA224,699A patent/CA1045827A/en not_active Expired
- 1975-05-10 DE DE2520865A patent/DE2520865C3/de not_active Expired
- 1975-05-14 ES ES437674A patent/ES437674A1/es not_active Expired
- 1975-05-15 BE BE156411A patent/BE829143A/xx unknown
- 1975-05-15 PL PL1975180400A patent/PL95383B1/pl unknown
- 1975-05-15 GB GB20515/75A patent/GB1507473A/en not_active Expired
- 1975-05-15 SE SE7505592A patent/SE7505592L/xx unknown
- 1975-05-15 FR FR7515281A patent/FR2286882A1/fr active Granted
- 1975-05-15 OA OA55499A patent/OA05001A/xx unknown
- 1975-05-15 NO NO751733A patent/NO751733L/no unknown
- 1975-05-15 IT IT49617/75A patent/IT1035747B/it active
- 1975-05-15 CH CH628875A patent/CH608248A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1975-05-15 JP JP50057873A patent/JPS5143306A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2520865B2 (de) | 1978-05-11 |
| PL95383B1 (pl) | 1977-10-31 |
| DE2520865C3 (de) | 1979-01-04 |
| FR2286882B1 (no) | 1979-03-02 |
| DE2520865A1 (de) | 1976-04-08 |
| CH608248A5 (no) | 1978-12-29 |
| OA05001A (fr) | 1980-12-31 |
| FR2286882A1 (fr) | 1976-04-30 |
| GB1507473A (en) | 1978-04-12 |
| AU8007575A (en) | 1976-10-14 |
| CA1045827A (en) | 1979-01-09 |
| SE7505592L (sv) | 1976-04-05 |
| BE829143A (fr) | 1975-11-17 |
| US3933476A (en) | 1976-01-20 |
| IT1035747B (it) | 1979-10-20 |
| ES437674A1 (es) | 1977-07-16 |
| JPS5143306A (no) | 1976-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108866404B (zh) | 一种大规格高强高韧7000系铝合金圆铸锭的制备方法 | |
| AU664173B2 (en) | Master alloy hardeners | |
| KR101367892B1 (ko) | 고온용 마그네슘 합금 및 그 제조 방법 | |
| NO751733L (no) | ||
| US4239535A (en) | Magnesium alloys | |
| WO1984001391A1 (en) | Improvements in or relating to aluminium alloys | |
| CN114214534A (zh) | 改性铝合金及其制备方法 | |
| EP3954797A1 (en) | Die-casting aluminum alloy, preparation method therefor and application thereof | |
| US4873054A (en) | Third element additions to aluminum-titanium master alloys | |
| CN109439972A (zh) | 一种重熔用铝合金锭及其制备工艺 | |
| Alexopoulos et al. | The effect of Cu, Ag, Sm and Sr additions on the statistical distributions of Si particles and tensile properties in A357–T6 alloy castings | |
| NO139165B (no) | Keramisk silisiumcarbidgjenstand med hoey densitet og fremgangsmaate ved fremstilling derav | |
| CN113774246B (zh) | 一种晶粒细化方法 | |
| EP2295608B1 (en) | Aluminium-based grain refiner | |
| LU508089B1 (en) | 800 mpa ultrahigh-strength aluminum alloy round cast ingot and preparation method therefor | |
| CN106636743A (zh) | 一种易于切削加工的钛合金 | |
| US2829973A (en) | Magnesium base alloys | |
| US4179287A (en) | Method for adding manganese to a molten magnesium bath | |
| US5100488A (en) | Third element additions to aluminum-titanium master alloys | |
| US2813023A (en) | Method of making a magnesium-base alloy containing aluminum and zinc | |
| US3201234A (en) | Alloy and method of producing the same | |
| US3595608A (en) | Method of increasing rate of dissolution of aluminum in acid chloride solutions | |
| EP2374905B1 (en) | Manufacturing method of magnesium based alloy for high temperature | |
| US3993474A (en) | Fluid mold casting slag | |
| CN112458346A (zh) | 一种铝镁钪合金及其制备方法 |