способ получения лигатуры алюминий-титан-бор

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИГАТУРЫ АЛЮМИНИЙ-ТИТАН-БОР, включающий расплавление алюминия и введение добавок бора и титана, отличающийся тем, что в качестве добавок используют бор, нанесенный на титан электролизом расплава, содержащего криолит, фторид алюминия и оксид бора при их соотношении от 50 : 20 : 1 до 150 : 100 : 1 по массе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и сплавов, в частности к производству лигатуры алюминий-титан-бор, предназначенный для модифицирования алюминиевых сплавов.

Известен способ получения лигатуры алюминий-титан-бор, включающий расплавление алюминия, нанесение бора на титан электролизом из расплава криолита с 20% окиси бора и введение титана и бора в расплавленный алюминий [1].

Недостатком известного способа является высокая рабочая температура процесса электролиза 950-1000^оС.

Наиболее близким техническим решением является способ получения лигатуры алюминий-титан-бор, включающий расплавление алюминия, нанесение бора на титан электролизом из расплава солей и введение титана и бора в расплавленный алюминий. В качестве расплава солей используют расплав криолита, фтористого алюминия и оксида бора при их соотношении по массе от 5:1:1 до 40:25:1.

Недостатком известного способа является интенсивное науглероживание электролита, приводящее к повышенному расходу фтористых солей. Это объясняется тем, что частицы углерода хорошо смачиваются электролитом известного состава, в силу чего плохо отделяются от него. Следствием науглероживания электролита является повышение его сопротивления и перегрев, что ведет к усиленному улетучиванию фтористых солей. В итоге ход процесса электролиза нарушается.

Целью изобретения является снижение потерь электролита.

Для достижения поставленной цели в способе получения лигатуры алюминий-титан-бор, включающем расплавление алюминия, нанесение бора на титан электролизом из расплава, содержащего криолит и оксид бора, и введение титана и бора в расплавленный алюминий, электролитическое осаждение бора на титан ведут из расплава, содержащего криолит, фтористый алюминий и оксид бора в соотношении от 50:20:1 до 150:100:1 по массе.

Использование расплава криолита, фтористого алюминия и оксида бора для нанесения бора на титан при указанном выше соотношении предотвращает смачивание частиц углерода электролитом. Это обеспечивает отделение их от электролита и всплывание его на поверхность, он легко удаляется с минимальными потерями электролита. Работа при соотношении в электролите криолита и оксида бора, фтористого алюминия и оксида бора соответственно менее 50:1 и 20: 1 из-за хорошей смачиваемости частиц углерода электролитом приводит к науглероживанию электролита и усиленному улетучиванию электролита. Работа на электролитах с соотношением криолита и оксида бора, фтористого алюминия и оксида бора более 150:1 и 50:1 затрудняется частым возникновением анодного эффекта. Высокая частота возникновения анодных эффектов ведет к излишнему перегреву электролита и соответственно к дополнительному расходу фтористых солей.

П р и м е р. Катодные матрицы из титана размером 200 х 300 х 2,5 мм в количестве 6 штук (общая масса 4 кг), подключенные к отрицательному полюсу источника тока, погружают в расплав, состав которого приведен в таблице. Анодами служат графитовые пластины размером 200 х 300 х 60 мм. Электролиз ведут при следующих параметрах: температура электролита 750^оС; сила тока 1500 А; время электролиза 5 ч.

По окончании процесса катодные матрицы из титана с образовавшимся осадком бора извлекают из электролита и погружают в нагретый до 1100^оС расплав алюминия, для приготовления которого используют тигельную печь ИАТ-10. Время выдержки алюминия в печи до полного растворения титана и осадка 60 мин. После растворения с поверхности расплава снимают шлак, а полученную лигатуру разливают в изложницы. В процессе электролиза периодически через 1 ч проводят съем угольной пены с поверхности расплава и его подшихтовку смесью криолита, фтористого алюминия и оксида бора для поддержания заданного уровня и компенсации расходуемого на электролиз бора. Образующийся съем угольной пены взвешивают. Данные по потерям электролита со съемом угольной пены и расходу смеси криолита, фтористого алюминия и оксида бора представлены в таблице.

Как видно из представленных данных, при использовании предлагаемого способа (3-5) среднесуточный съем угольной пены снижается на 30-65% в сравнении с известным способом, что снижает расход электролита на подшихтовку на 8-20 кг в сутки.