[發明專利]制造用于生產合金的添加劑和中間合金的方法

無效

• 申請號: 200980128087.8
• 申請日: 2009-03-13
• 公開（公告）號: CN102165084A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: O·V·阿尼西莫夫
• 申請（專利權）人: 先進合金公司
• 主分類號: C22C35/00
• 分類號: C22C35/00;C22C1/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 于輝

技術領域

本發明屬于冶金生產領域，更具體地涉及生產改變各種合金工作性質用的添加劑的方法，其中包括中間合金的生產方法。

背景技術

添加劑和中間合金通常是由含有一種或多種制備合金的組分的工作合金的主要成分組成的，在數目上比在工作合金中的組分要多。它們應該滿足下述的要求：具有與基體金屬的熔化溫度接近的熔化溫度，保持在化學成分方面的均勻性，能夠包含盡可能多的制備中間合金的元素，具有足夠的方便粉碎的脆性，中間合金適合于加入到合金中使用，這些添加劑是：

—為了溶解而需要使熔體明顯過熱的難溶的添加劑；

—在純凈的狀態下在熔體的溫度下處在氣態的易揮發的成分；

—在空氣中為游離態能與氧氣和氮氣互相反應的化學性質活潑的添加劑；

—昂貴的添加劑，如果在純的狀態一般不能得到它們，而由于中間合金的生產方法已經被掌握，這時就可以用相當便宜的中間合金取代它們；

—在純的狀態下幾乎不能可靠的微量(0.02-0.01％)加入的添加劑；

—某些制造合金的元素，這些元素的密度比基體金屬的密度高或低，在前一種情況下，該元素將沉入到池的液體的底部，而在后一種情況下將漂浮在熔體的表面，在所有的情況下都很難監視到這些添加劑熔解情況。

中間合金在爐料成分中的質量從30-70％的范圍內變化，其實際值取決于合金組成的復雜性。合金的化學成分，缺陷的存在和機械性能在很大程度上與所使用的中間合金的性能有關。

中間合金質量的基本判斷標準是：在中間合金的整個體積內化學成分互相一致，沒有氧化物和其它非金屬夾雜，中間合金的各組分分布均勻。

現有生產添加劑的方法是應用各種物理學原理來實現的，這些原理可以保證解決兩個基本的問題。

使用添加劑的第一方案在于：進行改進(第一和第二類)基體熔體，以便達到實現重要的變細結構。在這方面在配制添加劑-改良劑(中間合金)的過程中，應根據不同的改良劑本身的類型而提供下述的不同的制備方法：

—使用表面活性物質，不改變母液的化學成分，阻斷在中間合金中粗大晶粒的生長，這些物質是以吸附劑的狀態存在。

—利用難熔物質，保證這些物質在中間合金的體積內均勻分布，這樣就可以很好地使中間合金的結構變細。在這個方案中，還必需依靠例如生成不同的氧化物的超分散粒子的相對穩定的鍵，使金屬間化合物變細。

在重復熔化第一類合金時，在根據熱力學定律改良工作熔體的過程中，在過熱不太大的條件下，可以引起晶粒間鍵的破壞，釋放出改良劑-吸附劑，然后改良劑-吸附劑從晶粒表面離開，引起晶粒破裂，這個溫度過熱的值非常小(20-40℃)，過熱太大時，甚至短時間也會造成不能使用中間合金超分散晶粒作為底層。

實際上，該類型的中間合金的使用者在大多數情況下，把該類型的中間合金作為改性劑與原始的制備中間合金的元素聯系起來，在最優選的情況下是把該類型的中間合金作為改性劑與均勻分布在中間合金的母體外圍的中間合金的原始元素相連系。

第二種類型中間合金的重新熔化，該類型的中間合金通常是作為基體金屬的機械混合物的粒子和被高分散過的難熔氧化物、碳化物、氮化物的粒子，這些粒子是形成中間合金晶粒的中心。只有在產生引起晶粒分裂的大的過熱(大于50-70℃)之后才需要通過上述的重新熔化中間合金的方法完成改性的任務。只有在這些條件下，才能通過制備中間合金的元素最有效地實現改進。這些中間合金應該具有按體積均勻分布的制中間合金的元素。

使用添加劑的第二方案在于：通常利用任何合金的化學組分幫助添加劑達到期望的效果。在這種情況下，添加劑應該具有能以最大溶解度溶解在主要母體中的第二組分，包括已過飽和溶液的情況在內。

在制備這些添加劑的過程中，制備者力爭改變添加劑的整個結構的非晶粒的部分。在這種添加劑的情況下，整體包括：例如15％的鋁基體中的鎂，可是在晶粒本身內部鎂的含量卻不會超過7％，在重新熔化這種類型的添加劑時，這種類型的添加劑最優選是以最大的相對體積滲入到溶液中的共晶物，這時引起了保證把第二組分注入到開始工作的熔體中的原始問題，人們曾嘗試通過使共晶物完全溶解和隨著第二過程的進行，校正在添加劑和工作熔體晶粒之間的第二組分的濃度來保證這個問題的解決。

由于未解決的濃度問題而使應用這些添加劑的最終的結局是制備出僅具有可能的部分工作性能的任何已知化學成分的合金。