हायपर्युटेक्टिक ॲल्युमिनियम-सिलिकॉन मिश्र धातुंमध्ये बदल. सिल्युमिनचे बदल सुधारित वितळण्याच्या प्रक्रियेची वैशिष्ट्ये

N. E. Kalinina, V. P. Beloyartseva, O. A. Kavac

पावडर रचनांसह कास्टिंग ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंमध्ये बदल

कास्ट ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंच्या रचना आणि गुणधर्मांवर विखुरलेल्या रेफ्रेक्ट्री मॉडिफायर्सचा प्रभाव सादर केला जातो. सिलिकॉन कार्बाइडच्या पावडर मॉडिफायरसह L!-81-Md प्रणालीच्या ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंमध्ये बदल करण्यासाठी तंत्रज्ञान विकसित केले गेले आहे.

परिचय

रॉकेट आणि स्पेस टेक्नॉलॉजीच्या नवीन घटकांच्या विकासामुळे कास्ट ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंची स्ट्रक्चरल ताकद आणि गंज प्रतिरोधक क्षमता वाढवण्याचे काम आहे. युक्रेनियन प्रक्षेपण वाहने ॲल्युमिनियम-सिलिकॉन प्रणालीचे सिलुमिन वापरतात, विशेषतः, AL2, AL4 आणि AL4S मिश्र धातु, ज्याची रासायनिक रचना तक्ता 1 मध्ये दिली आहे. मिश्रधातू AL2 आणि AL4S रॉकेट इंजिनचे टर्बोपंप युनिट बनवणारे गंभीर भाग टाकण्यासाठी वापरले जातात. देशांतर्गत सिल्युमिनचे विदेशी ॲनालॉग्स 354, A!-B1-Si-Md सिस्टीमचे C355, A!-B1-Md सिस्टीमचे मिश्रधातू 359 आणि A!-B1-Md-Be सिस्टीमचे A357 आहेत, जे वापरले जातात. इलेक्ट्रॉनिक युनिट्स आणि मार्गदर्शन प्रणाली रॉकेट्ससाठी कास्टिंग हाउसिंगसाठी.

संशोधन परिणाम

ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंची यांत्रिक आणि कास्टिंग वैशिष्ट्ये सुधारणे सुधारक घटकांचा परिचय करून प्राप्त केले जाऊ शकते. कास्ट ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंसाठी सुधारक दोन मूलभूतपणे भिन्न गटांमध्ये विभागलेले आहेत. पहिल्या गटात असे पदार्थ समाविष्ट आहेत जे आंतर-धातूंच्या संयुगेच्या स्वरूपात वितळताना अत्यंत विखुरलेले निलंबन तयार करतात, जे परिणामी क्रिस्टल्ससाठी सब्सट्रेट म्हणून काम करतात. मॉडिफायर्सच्या दुसऱ्या गटामध्ये सर्फॅक्टंट्सचा समावेश होतो, ज्याचा प्रभाव वाढत्या क्रिस्टल्सच्या चेहऱ्यावर शोषून घेण्यापर्यंत कमी होतो आणि त्यामुळे त्यांची वाढ रोखली जाते.

ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंसाठी पहिल्या प्रकारच्या सुधारकांमध्ये घटक I, 2g, B, Bb समाविष्ट आहेत, जे वजनानुसार 1% पर्यंत अभ्यास केलेल्या मिश्र धातुंच्या रचनेत समाविष्ट आहेत. BS, H11, Ta, V सारख्या रीफ्रॅक्टरी धातूंचा पहिल्या प्रकारातील सुधारक म्हणून वापर करण्यावर संशोधन चालू आहे. दुसऱ्या प्रकारचे मॉडिफायर म्हणजे सोडियम,

पोटॅशियम आणि त्यांचे क्षार, जे उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. आशादायक दिशानिर्देशांमध्ये Kb, Bg, Te, Fe सारख्या घटकांचा दुसऱ्या प्रकारातील सुधारक म्हणून वापर समाविष्ट आहे.

पावडर मॉडिफायर्स वापरण्याच्या क्षेत्रात कास्ट ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंच्या बदलामध्ये नवीन दिशानिर्देशांचा पाठपुरावा केला जात आहे. अशा मॉडिफायर्सचा वापर तांत्रिक प्रक्रिया सुलभ करते, पर्यावरणास अनुकूल आहे आणि कास्टिंगच्या क्रॉस-सेक्शनवर सादर केलेल्या कणांचे अधिक एकसमान वितरण होते, ज्यामुळे मिश्र धातुंचे सामर्थ्य गुणधर्म आणि लवचिकता वाढते.

जी.जी.च्या संशोधनाचे परिणाम लक्षात घेतले पाहिजेत. क्रुशेन्को. पावडर मॉडिफायर बोरॉन कार्बाइड B4C हे AL2 मिश्र धातुच्या रचनेत सादर केले गेले. परिणामी, 220.7 ते 225.6 MPa पर्यंत सामर्थ्य वाढीसह 2.9 ते 10.5% पर्यंत लवचिकता वाढ झाली. त्याच वेळी, सरासरी मॅक्रोग्रेन आकार 4.4 वरून 0.65 मिमी 2 पर्यंत कमी झाला.

हायपोएटेक्टिक सिल्युमिनचे यांत्रिक गुणधर्म प्रामुख्याने युटेक्टिक सिलिकॉन आणि मल्टीकम्पोनेंट युटेक्टिक्सच्या आकारावर अवलंबून असतात, ज्याचा आकार "चायनीज वर्ण" असतो. हे काम 0.5 मायक्रॉनपेक्षा कमी आकाराच्या TiN टायटॅनियम नायट्राइड्सच्या कणांसह A!-B1-Cu-Md-2n सिस्टीमच्या मिश्रधातूंमध्ये बदल करण्याचे परिणाम सादर करते. मायक्रोस्ट्रक्चरच्या अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की टायटॅनियम नायट्राइड ॲल्युमिनियम मॅट्रिक्समध्ये, धान्याच्या सीमारेषेसह, सिलिकॉन वेफर्सच्या जवळ आणि लोह-युक्त टप्प्यांच्या आत स्थित आहे. क्रिस्टलायझेशन दरम्यान हायपोएटेक्टिक सिल्युमिनच्या संरचनेच्या निर्मितीवर विखुरलेल्या टीएन कणांच्या प्रभावाची यंत्रणा अशी आहे की त्यातील बहुतेक भाग क्रिस्टलायझेशन फ्रंटद्वारे द्रव अवस्थेत ढकलले जातात आणि मिश्र धातुच्या युटेक्टिक घटकांच्या पीसण्यात भाग घेतात. गणनेने दाखवले की वापरताना

तक्ता 1 - रासायनिक रचना

मिश्रधातू ग्रेड घटकांचा वस्तुमान अपूर्णांक, %

А1 Si Mg Mn Cu Zn Sb Fe

AL2 बेस 10-13 0.1 0.5 0.6 0.3 - 1.0

AL4 8.0-10.5 0.17-0.35 0.2-0.5 0.3 0.3 - 1.0

AL4S 8.0-10.5 0.17-0.35 0.2-0.5 0.3 0.3 0.10-0.25 0.9

© N. E. Kalinina, V. P. Beloyartseva, O. A. Kavac 2006

०.१-०.३ मायक्रॉन आकाराच्या टायटॅनियम नायट्राइड कणांची निर्मिती आणि जेव्हा धातूमध्ये त्यांची सामग्री सुमारे ०.०१५ wt.% असते. कण वितरण 0.1 µm-3 होते.

प्रकाशनात सिलिकॉन नायट्राइड्स 813^ च्या विखुरलेल्या रीफ्रॅक्टरी कणांसह AK7 मिश्रधातूच्या बदलाची चर्चा केली आहे, परिणामी खालील यांत्रिक गुणधर्म प्राप्त होतात: stB = 350-370 MPa; 8 = 3.2-3.4%; एचबी = 1180-1190 एमपीए. जेव्हा टायटॅनियम नायट्राइड कण AK7 मिश्रधातूमध्ये 0.01-0.02% wt प्रमाणात समाविष्ट केले जातात. तात्पुरती तन्य शक्ती 12.5-28% ने वाढते, अपरिवर्तित स्थितीच्या तुलनेत सापेक्ष वाढ 1.3-2.4 पट वाढते. टायटॅनियम नायट्राइडच्या विखुरलेल्या कणांसह AL4 मिश्रधातूमध्ये बदल केल्यानंतर, मिश्रधातूची ताकद 171 ते 213 MPa पर्यंत वाढली आणि सापेक्ष वाढ 3 ते 6.1% पर्यंत वाढली.

फाउंड्री रचनांची गुणवत्ता आणि त्यांच्या उत्पादनाची शक्यता अनेक पॅरामीटर्सवर अवलंबून असते, म्हणजे: विरघळलेल्या अवस्थेची ओलेपणा, विखुरलेल्या कणांचे स्वरूप, विखुरलेल्या माध्यमाचे तापमान आणि धातूचे मिश्रण मोड. कण सादर करताना वितळणे. विखुरलेल्या अवस्थेची चांगली ओलेपणा प्राप्त केली जाते, विशेषतः, पृष्ठभाग-सक्रिय मेटल ॲडिटीव्ह सादर करून. या कामात, आम्ही लिक्विड ॲल्युमिनियम ग्रेड A7 द्वारे 1 मायक्रॉन पर्यंतच्या सिलिकॉन कार्बाइडच्या अपूर्णांकाच्या सिलिकॉन कार्बाइड कणांच्या एकत्रीकरणावर सिलिकॉन, मॅग्नेशियम, अँटीमोनी, जस्त आणि तांबे यांच्या ऍडिटीव्हच्या प्रभावाचा अभ्यास केला. BYU पावडर 760±10 °C च्या वितळलेल्या तपमानावर यांत्रिक मिक्सिंगद्वारे वितळण्यात आले. लिक्विड ॲल्युमिनियमच्या वजनाने सादर केलेल्या ॲल्युमिनियमचे प्रमाण 0.5% होते.

अँटिमनी काही प्रमाणात प्रशासित BYU कणांचे शोषण कमी करते. एल्युमिनियमसह युटेटिक रचना (B1, 2p, Cu) मिश्रधातू तयार करणारे घटक शोषण सुधारतात. हा परिणाम वरवर पाहता वितळण्याच्या पृष्ठभागावरील ताणाशी संबंधित नसून SC कणांच्या वितळण्याने ओले होण्याशी संबंधित आहे.

ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंच्या AL2, AL4 आणि AL4S च्या प्रायोगिक वितळण्याची मालिका, ज्यामध्ये पावडर मॉडिफायर सादर केले गेले होते, स्टेट एंटरप्राइझ पीए "युझनी मॅशिनोस्ट्रोइटेलनी झवोद" येथे पार पाडले गेले. SAN-0.5 इंडक्शन फर्नेसमध्ये वितळणे स्टेनलेस स्टीलच्या मोल्डमध्ये टाकून केले जाते. बदलापूर्वी AL4S मिश्रधातूच्या मायक्रोस्ट्रक्चरमध्ये ॲल्युमिनियमच्या α-घन द्रावणाचे खडबडीत डेंड्राइट्स आणि α(D!)+B1 युटेक्टिक असतात. सिलिकॉन कार्बाइड बीएस सह बदल

ए-सॉलिड सोल्युशनच्या डेंड्राइट्सला लक्षणीयरीत्या परिष्कृत करणे आणि युटेटिकचे फैलाव वाढवणे शक्य केले (चित्र 1 आणि चित्र 2).

बदलापूर्वी आणि नंतर AL2 आणि AL4S मिश्रधातूंचे यांत्रिक गुणधर्म तक्त्यामध्ये सादर केले आहेत. 2.

तांदूळ. 1. बदलापूर्वी AL4S मिश्रधातूची सूक्ष्म रचना, x150

तांदूळ. 2. बदल B1S, x150 नंतर AL4S मिश्रधातूचे मायक्रोस्ट्रक्चर

तक्ता 2 - यांत्रिक गुणधर्म

मिश्र धातु ग्रेड कास्टिंग पद्धत उष्णता उपचार प्रकार<зВ, МПа аТ, МПа 8 , % НВ

AL2 चिल T2 147 117 3.0 500

AL2, सुधारित 8Yu Chill 157 123 3.5 520

AL4S चिल T6 235 180 3.0 700

AL4S, सुधारित 8Yu Chill 247 194 3.4 720

या कामात, T1C आणि B1C या रीफ्रॅक्टरी कणांच्या आत्मसात होण्याच्या डिग्रीवर तापमानाचा प्रभाव अभ्यासला गेला. हे स्थापित केले गेले आहे की AL4S वितळण्याद्वारे पावडर कणांच्या आत्मसात करण्याची डिग्री तापमानासह झपाट्याने बदलते. सर्व प्रकरणांमध्ये, दिलेल्या मिश्रधातूसाठी विशिष्ट तापमानात जास्तीत जास्त शोषण दिसून आले. अशा प्रकारे, वितळलेल्या तपमानावर Tiu कणांचे जास्तीत जास्त आत्मसात केले गेले

700......720 °C, 680 °C वर शोषण कमी होते. येथे

जेव्हा तापमान 780......790 °C पर्यंत वाढते, तेव्हा TI चे शोषण 3......5 पट कमी होते आणि तापमानात आणखी वाढ होऊन ते कमी होत राहते. वितळलेल्या तापमानावर समानतेचे अवलंबित्व BU साठी प्राप्त झाले, ज्याचे कमाल तापमान 770 °C आहे. सर्व अवलंबनांचे वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्य म्हणजे क्रिस्टलायझेशन इंटरव्हलच्या दोन-टप्प्यामध्ये प्रवेश केल्यावर शोषणात तीव्र घट.

ढवळून वितळलेल्या सिलिकॉन कार्बाइड कणांचे एकसमान वितरण सुनिश्चित केले जाते. मिसळण्याच्या वाढत्या वेळेसह, विखुरलेल्या कणांच्या शोषणाची डिग्री खराब होते. हे सूचित करते की वितळण्याद्वारे सुरुवातीला आत्मसात केलेले कण नंतर वितळण्यापासून अंशतः काढून टाकले जातात. बहुधा, या घटनेचे स्पष्टीकरण केंद्रापसारक शक्तींच्या कृतीद्वारे केले जाऊ शकते, परदेशी विखुरलेल्या कणांना ढकलणे, या प्रकरणात बीएस, क्रूसिबलच्या भिंतींच्या दिशेने, आणि नंतर त्यांना वितळण्याच्या पृष्ठभागावर आणणे. म्हणून, smelting दरम्यान, ढवळणे सतत चालत नाही, परंतु भट्टीतून धातूचे भाग निवडण्यापूर्वी वेळोवेळी पुन्हा सुरू केले गेले.

सादर केलेल्या सुधारकाच्या कणांच्या आकारामुळे सिलुमिनचे यांत्रिक गुणधर्म लक्षणीयरीत्या प्रभावित होतात. AL2, AL4 आणि AL4S कास्टिंग मिश्रधातूंची यांत्रिक ताकद पावडर मॉडिफायर्सच्या कणांचा आकार कमी झाल्यामुळे रेषीयपणे वाढते.

सैद्धांतिक आणि प्रायोगिक परिणाम म्हणून

प्रायोगिक अभ्यासांनी रेफ्रेक्ट्री पावडर कणांसह सुधारित उच्च-गुणवत्तेचे कास्ट ॲल्युमिनियम मिश्र धातु तयार करण्यासाठी तांत्रिक नियम विकसित केले आहेत.

अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की जेव्हा सिलिकॉन कार्बाइडचे विखुरलेले कण AL2, AL4, AL4S मध्ये ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंमध्ये दाखल केले जातात, तेव्हा सिल्युमिनची रचना सुधारली जाते, प्राथमिक आणि युटेक्टिक सिलिकॉन चिरडले जाते आणि अधिक संक्षिप्त रूप धारण करते, घन द्रावणाचा आकार ॲल्युमिनियमचे प्रमाण कमी होते, ज्यामुळे सुधारित मिश्र धातुंच्या सामर्थ्य वैशिष्ट्यांमध्ये 5-7% वाढ होते.

संदर्भग्रंथ

1. Fridlyander I.N. ॲल्युमिनियम आणि त्याच्या मिश्र धातुंची धातू. - एम.: धातुकर्म, 1983. -522 पी.

2. क्रुशेन्को जी.जी. पावडर ॲडिटीव्हसह ॲल्युमिनियम-सिलिकॉन मिश्र धातुंचे बदल // II ऑल-युनियन सायंटिफिक कॉन्फरन्सचे साहित्य "युटेक्टिक प्रकारच्या मिश्र धातुंच्या संरचनेच्या निर्मितीचे नमुने." - नेप्रॉपेट्रोव्स्क, 1982. - पी. 137-138.

3. मिखालेन्कोव्ह के.व्ही. टायटॅनियम नायट्राइडचे विखुरलेले कण असलेल्या ॲल्युमिनियमच्या संरचनेची निर्मिती // कास्टिंग प्रक्रिया. - 2001. -№1.- पी. 40-47.

4. चेरनेगा डी.एफ. ॲल्युमिनियम आणि सिल्युमिनच्या क्रिस्टलायझेशनवर वितळलेल्या रेफ्रेक्ट्री कणांचा प्रभाव // फाउंड्री उत्पादन, 2002. - क्रमांक 12. - पृष्ठ 6-8.

6 मे 2006 रोजी संपादकाकडून प्राप्त झाले.

त्या पॉवर-इस्टच्या संरचनेत विखुरलेल्या रेफ्रेक्ट्री मॉडिफायर1v चे ओतणे दिले आहे! Livarnyh aluminium1n1evih alloy1v. अल-सी-एमजी सिस्टीममधील ॲल्युमिनियम मिश्र धातुचे तांत्रिक बदल सिलिकॉन कार्ब 1 डी च्या पावडर मॉडिफायरसह पूर्ण झाले.

फाउंड्री ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंच्या संरचनेवर आणि गुणधर्मांवर बारीक रेफ्रेक्ट्री मॉडिफायर्सचा प्रभाव दिला जातो. सिलिकॉनच्या पावडर मॉडिफायर कार्बाइडद्वारे अल-सी-एमजी प्रणालीच्या ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंमध्ये बदल करण्याचे तंत्रज्ञान विकसित केले आहे.

साहित्यिकांचे वर्गीकरण आणि त्यांच्या उत्पादनाच्या पद्धती

२.१. लिगॅचरसाठी आवश्यकता

फाउंड्री उत्पादनात, मिश्र धातु चार्ज सामग्रीच्या प्रमाणात लक्षणीय वाटा व्यापतात: रासायनिक रचनेवर अवलंबून, 50% पर्यंत मिश्रधातू. मास्टर मिश्रधातू एक मध्यवर्ती मिश्रधातू आहे ज्यामध्ये आवश्यक प्रमाणात रासायनिक रचना, कास्टिंग्ज आणि इनगॉट्सची संरचनात्मक आणि तांत्रिक गुणधर्म प्राप्त करण्यासाठी वितळण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात मिश्र धातु जोडली जाते. नियमानुसार, ॲल्युमिनियम आणि मॅग्नेशियम मिश्रधातूंसाठी मिश्रधातूंमध्ये फक्त एक मिश्रधातू घटक असतो, परंतु कधीकधी तिप्पट आणि चौपट मिश्रधातू तयार केले जातात. मिश्रधातूची इच्छित रासायनिक रचना प्रत्येक मिश्रधातूच्या घटकासाठी विनिर्दिष्ट मर्यादेत प्राप्त झाली आहे याची खात्री करण्यासाठी जटिल मिश्रधातूंची रचना अशा प्रकारे निवडली जाते.

मिश्रधातू वापरण्याची गरज द्रव ॲल्युमिनियम आणि मॅग्नेशियममध्ये रीफ्रॅक्टरी घटकांच्या त्यांच्या शुद्ध स्वरूपात विरघळण्याच्या कमी दरामुळे तसेच सहजपणे ऑक्सिडाइज्ड मिश्र धातु घटकांच्या शोषणाच्या प्रमाणात वाढ झाल्यामुळे आहे. बहुतेक ॲल्युमिनियम आणि मॅग्नेशियम मिश्रधातूंमध्ये, मिश्रधातूचा घटक इंटरमेटॅलिक संयुगेच्या क्रिस्टल्सच्या स्वरूपात असतो, काही मॅग्नेशियम मिश्र धातुंमध्ये - शुद्ध स्वरूपात लहान कणांच्या स्वरूपात असतो. मिश्रधातूतील घटकांच्या वितरणाचे स्वरूप आणि ॲल्युमिनियम किंवा मॅग्नेशियमच्या वितळण्यात त्याचा विरघळण्याचा दर लक्षात घेऊन, मिश्रधातूमध्ये विशिष्ट प्रमाणात मिश्रधातू जोडून मिश्रधातूतील घटकाची दिलेली सामग्री मिळवणे शक्य आहे. घन चार्ज किंवा थेट वितळणे. मिश्रधातूचा महत्त्वाचा गुणधर्म म्हणजे त्याचा रेफ्रेक्ट्री घटकापेक्षा कमी वितळण्याचा बिंदू. याबद्दल धन्यवाद, ॲल्युमिनियम किंवा मॅग्नेशियमवर आधारित मिश्र धातुंना उच्च तापमानात जास्त गरम करण्याची आवश्यकता नाही, परिणामी, बेस आणि मिश्र धातुचे नुकसान कमी होते. कमी वितळणाऱ्या घटकांसह मिश्रधातूंचा वापर बाष्पीभवन आणि ऑक्सिडेशनमुळे नंतरचे नुकसान कमी करणे शक्य करते. मिश्रधातूंच्या मदतीने, वितळलेल्या घटकांमध्ये परिचय करणे खूप सोपे आहे ज्याचा वितळण्याचा बिंदू मुख्य वितळण्यापेक्षा अगदी वेगळा असतो, उच्च वाष्प लवचिकता असते आणि वितळण्याच्या तयारीच्या तापमानात सहजपणे ऑक्सिडाइझ होते, तसेच अशा परिस्थितीत जेव्हा मिश्रधातूच्या घटकाचा थेट वितळण्यात प्रवेश केल्याने एक मजबूत एक्झोथर्मिक प्रभाव असतो, ज्यामुळे वितळण्याचे महत्त्वपूर्ण अतिउष्णता होते किंवा जेव्हा मिश्रधातूच्या बाष्पीभवनासह कार्यशाळेच्या वातावरणात विषारी वाफ बाहेर पडतात.

मास्टर मिश्र धातु एक मध्यवर्ती मिश्र धातु असल्याने, यांत्रिक गुणधर्मांसाठी कोणतीही आवश्यकता नाही. परंतु मुख्य वितळणेमध्ये मोठ्या प्रमाणात ते समाविष्ट केल्यामुळे, कास्टिंग आणि इंगॉट्सच्या संरचनेवर चार्ज सामग्रीचा आनुवंशिक प्रभाव तसेच कास्टिंग आणि अर्ध-तयार उत्पादनांच्या गुणवत्तेसाठी वाढीव आवश्यकता, अनेक आवश्यकता आहेत. मिश्र धातुच्या पिल्लांवर लादलेले:

1. मिश्रधातूचे पुरेसे कमी वितळणारे तापमान, जे घटक ॲडिटीव्हचे किमान तापमान सुनिश्चित करेल, जे द्रव तापमानापेक्षा 100-200 °C जास्त आहे. मिश्रधातूच्या द्रवपदार्थाचे कमी तापमान मिश्रधातूच्या घटकाच्या जलद विरघळण्यास आणि वितळण्याच्या संपूर्ण खंडात त्याचे एकसमान वितरण करण्यास योगदान देते, विशेषत: नंतरचे पुरेसे तीव्र आणि एकसमान मिश्रणाच्या स्थितीत. फक्त अल-क्यु, अल-सी सिस्टीमच्या मिश्रधातूंचे द्रव तापमान तळाच्या वितळण्याच्या तापमानाच्या जवळ किंवा कमी असते, टेबलवरून खालीलप्रमाणे. 20.

उर्वरित मिश्रधातूंचे द्रव तापमान त्यांच्यातील रीफ्रॅक्टरी मिश्रधातू घटकांच्या वाढत्या सामग्रीसह सतत वाढते.

आर्थिक दृष्टिकोनातून, मिश्रधातू, वाहने, प्राथमिक ॲल्युमिनियमचा वापर आणि त्याचा कचरा साठवण्यासाठी कार्यरत जागेची बचत झाल्यामुळे मिश्रधातूच्या घटकांची उच्च सामग्री असलेले मिश्र धातु असणे चांगले आहे. सध्या मिश्रधातू मुख्यत: शुद्ध धातूपासून रिव्हर्बरेटरी भट्टीत तयार केले जात असल्याने, टायटॅनियम, झिरकोनिअम आणि क्रोमियमचे वितळलेले प्रमाण सामान्यतः 2-5% असते. मिश्रधातूंमध्ये या धातूंच्या उच्च सामग्रीसह, खूप उच्च (1200-1400 °C) तापमान आवश्यक आहे. मुख्य मिश्रधातूमधील घटक सामग्रीमध्ये वाढ झाल्यामुळे, ते इनगॉट्समध्ये टाकण्याच्या विद्यमान संस्थेसह, इंटरमेटॅलिक संयुगेचे खडबडीत संचय तयार होतात, ज्याचे विघटन करण्यासाठी मिश्रधातूचा अतिरिक्त होल्डिंग वेळ किंवा नंतरच्या तापमानात वाढ आवश्यक असते. .

2. डुक्करच्या क्रॉस सेक्शनवर मिश्रित घटकांचे एकसमान वितरण. डुकरांची विषम रासायनिक रचना टाळण्यासाठी, कास्टिंग करण्यापूर्वी वितळणे पूर्णपणे मिसळणे आवश्यक आहे आणि कास्टिंग शक्य तितक्या लवकर करणे आवश्यक आहे. डुकरांमध्ये घटकाचे विषम वितरण दोन कारणांमुळे होऊ शकते. प्रथम, डुक्करच्या घनतेचा कमी दर, आणि दुसरे म्हणजे, कास्टिंगपूर्वी द्रव मिश्र धातुमध्ये घटकाचे नॉन-एकसमान वितरण. या बदल्यात, द्रव मिश्रधातूची विषम रचना मिश्रधातूच्या फेज घटकांच्या घनतेतील फरकावर अवलंबून असते. मॅग्नेशियम मिश्रधातूंमध्ये, ज्यामध्ये मिश्रधातूचे घटक सामान्यतः शुद्ध स्वरूपात असतात, हा घटक सतत कार्यरत असतो; ॲल्युमिनिअममध्ये, जेव्हा मिश्रधातूचे तापमान द्रवपदार्थाच्या खाली कमी होते तेव्हा घनतेनुसार इंटरमेटॅलिक संयुगांचे पृथक्करण विकसित होते.

3. मिश्रधातूपासून वितळताना मिश्रधातूचे कमी बाष्पीभवन आणि ऑक्सिडेशन.

4. चार्जच्या अधिक अचूक वजनासाठी मास्टर ॲलॉय डुकरांना लहान तुकड्यांमध्ये क्रश करणे; त्याच वेळी, कास्टिंग दरम्यान लिगॅचर पुरेसे तांत्रिकदृष्ट्या प्रगत असणे आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, दुहेरी मास्टर मिश्र धातुमध्ये मँगनीज सामग्रीमध्ये 15% पेक्षा जास्त वाढ झाल्यामुळे डुक्कर क्रॅक होतो, ज्यामुळे त्याची वाहतूक आणि साठवण गुंतागुंत होते.

हायपर्युटेक्टिक (विशेषत: 20% Si पेक्षा जास्त असलेल्या) सिल्युमिनमध्ये बदल करण्याच्या सध्या अस्तित्वात असलेल्या पद्धती खूप वैविध्यपूर्ण आहेत. फॉस्फरस तांबे, लाल फॉस्फरस, विविध सेंद्रिय फॉस्फरस संयुगे, थर्माईट मिश्रणे आणि K, Bi, Pb, Sb, इत्यादी घटकांसह बदल केले जातात. परदेशात, हायपर्युटेक्टिक सिल्युमिन्स, पोटॅशियम फ्लूरोटिटानेट (आयफोसियम फ्लुरोटीटानेट) (आयफोसियम फ्लुरोटीटानेट) आणि तयारी फोरल) वापरले जातात, आणि इतर पदार्थ देखील.

सर्व ज्ञात मॉडिफायर्सचा सामान्य तोटा असा आहे की ते केवळ प्राथमिक सिलिकॉन क्रिस्टल्स पीसतात, युटेक्टिकला खडबडीत करतात आणि हायपर्युटेक्टिक सिल्युमिनची इच्छित रचना आणि यांत्रिक गुणधर्म प्राप्त करू देत नाहीत.

याव्यतिरिक्त, मॉडिफायर म्हणून वापरलेले सर्व सेंद्रिय संयुगे अतिशय विषारी असतात. दिलेला बदल प्रभाव प्राप्त करण्यासाठी सूचीबद्ध घटकांचा वापर केल्याने मिश्रधातूच्या विशेष गुणधर्मांमध्ये बदल होतो जसे की थर्मल चालकता, थर्मल विस्ताराचे गुणांक इ., कारण ते मोठ्या प्रमाणात, सुमारे 1% किंवा त्याहून अधिक सादर केले जातात.

हा पेपर कार्बन आणि फॉस्फरसची अजैविक संयुगे हायपर्युटेक्टिक सिल्युमिनचे सुधारक म्हणून वापरण्याच्या शक्यतेचा अभ्यास सादर करतो. स्ट्रक्चरल पत्रव्यवहाराच्या तत्त्वानुसार, कार्बन सिलिकॉनच्या सर्वात जवळ आहे (लॅटिस पॅरामीटर्समधील फरक 10% पेक्षा कमी आहे).

कार्बनिक कंपाऊंडचा भाग म्हणून मिश्रधातूमध्ये सुधारक म्हणून कार्बनचा परिचय खालील तोटे आहेत: उच्च विषारीपणा, फक्त सिलिकॉन क्रिस्टल्स पीसणे.

कार्बन आणि फॉस्फरसच्या सेंद्रिय संयुगेचा परिचय करून देताना इच्छित परिणामाची कमतरता हे स्पष्ट केले आहे की मिश्रधातू त्यांच्या विघटनाच्या उत्पादनांसह दूषित आहे आणि Al4C3 आणि AlP च्या निर्मिती प्रतिक्रिया, जे सिलिकॉन क्रिस्टल्ससाठी सब्सट्रेट म्हणून काम करतात, त्यासह. गॅस संपृक्तता आणि मोठ्या संख्येने नॉन-मेटलिक समावेशांची निर्मिती.

हायपर्युटेक्टिक सिल्युमिनसाठी सुधारक म्हणून अजैविक कार्बन आणि फॉस्फरस संयुगे वापरण्यावर संशोधन 20% सिलिकॉन असलेल्या जटिल मिश्रधातूवर केले गेले.

कार्बन संयुगांची निवड मिश्रधातूमध्ये समाविष्ट असलेल्या घटकांच्या कार्बाईड्सच्या विश्लेषणाच्या आधारे केली गेली, ज्याची एकाग्रता खालील पॅरामीटर्सनुसार 1% पेक्षा जास्त आहे: कार्बाइड कंपाऊंडच्या धातूची विद्राव्यता 1023-1073 के तापमान; सिलिकॉनसह जाळीच्या पॅरामीटर्समधील फरक; मिश्रधातूमधील कार्बाइड कंपाऊंडच्या विघटनाची संभाव्यता (थर्मोडायनामिक आयसोबॅरिक संभाव्यतेचे मूल्य). टेबलमध्ये तक्ता 1 कार्बाईड संयुगांचे विश्लेषण केलेले मापदंड दर्शविते.

कमीतकमी टिकाऊ धातू कार्बाइड संयुगे सुधारक म्हणून घेतले गेले. अशा प्रकारे, Cr 3 C 2 कार्बाइड Cr 4 C (Cr 23 C 6) पेक्षा कमी टिकाऊ आहे, आणि WC W 2 C पेक्षा कमी टिकाऊ आहे. मेटल कार्बाइड वितळताना Al4C3 प्रकारच्या संयुगे तयार होण्याची संभाव्यता, त्याचे प्रमाण जे प्रामुख्याने सिलिकॉन बदलाचा परिणाम ठरवते, घटकांची थर्मोडायनामिक क्रिया आणि एकमेकांवरील घटकांचा क्रॉस-प्रभाव विचारात न घेता Al4C3 च्या 1 ग्रॅम-अणूवर गणना केलेल्या आयसोबॅरिक संभाव्यतेच्या मूल्याद्वारे अंदाज लावला जाऊ शकतो.

ॲल्युमिनियम-सिलिकॉन मिश्र धातुमध्ये कार्बाइड संयुगे समाविष्ट करताना बदलाच्या प्रभावाची पूर्णता प्रक्रिया तापमानावर कार्बाइड कंपाऊंडच्या धातूच्या विद्राव्यतेवर अवलंबून असेल. 1073 K तापमानात मेटल कार्बाइड संयुगांच्या विद्राव्यतेवरील डेटा टेबलमध्ये दिलेला आहे. १.

कार्बाइड कंपाऊंडच्या धातूच्या मर्यादित विद्राव्यतेसह, नंतरचे, सिलिकॉनसह जाळीच्या पॅरामीटर्समध्ये किरकोळ फरक असल्याने, सिलिकॉन क्रिस्टल्स क्रिस्टलाइझ करण्यासाठी सब्सट्रेट म्हणून वापरला जाऊ शकतो. हे WC आणि VC कनेक्शन आहेत, तथापि, त्यांच्या उच्च किंमतीमुळे, ते आर्थिकदृष्ट्या व्यवहार्य नाहीत.

TiC आणि Cr 3 C 2 सारखी संयुगे मॉडिफायर्सची आवश्यकता पूर्ण करत नाहीत. अशा प्रकारे, जेव्हा टीआयसीची ओळख करून दिली जाते, तेव्हा निर्मिती. Al4C3 संयुगे उद्भवत नाहीत, जसे की सकारात्मक आयसोबॅरिक क्षमता (तक्ता 1). TiC चे जाळीचे मापदंड सिलिकॉनपेक्षा लक्षणीय भिन्न आहेत. जेव्हा Cr 3 C 2 सादर केला जातो आणि त्याची अपूर्ण विद्राव्यता, क्रोमियम कार्बाइड्स मिश्रधातूमध्ये गैर-धातूचा समावेश म्हणून नकारात्मक भूमिका बजावतील, जरी बदलाचा प्रभाव अंशतः उपस्थित असतो. मॉलिब्डेनम कार्बाइडचे समान तोटे आहेत.

टेबलमधील डेटाच्या विश्लेषणातून. 1 ॲल्युमिनियम-सिलिकॉन मिश्र धातुंच्या संबंधात, हे खालीलप्रमाणे आहे की सर्वात योग्य कार्बाइड Ni 3 C आणि Fe 3 C आहेत. त्यांचा वितळण्याचा बिंदू सर्वात कमी आहे, मिश्रधातूमध्ये धातूंची चांगली विद्राव्यता आहे आणि सिलिकॉनसह जाळीच्या पॅरामीटर्समध्ये नगण्य फरक आहे.

सराव मध्ये, Ni 3 C आणि Fe 3 C कार्बाइड्सच्या बदल प्रभावाचे मूल्यांकन मिश्रधातूच्या संरचनात्मक घटकांच्या आकारात बदल करून केले गेले. कार्बाइड्स 1933-1073 के तापमानात 3-4 मिमी आकाराच्या तुकड्यांमध्ये आणि पावडरच्या स्वरूपात मिश्रधातूमध्ये आणले गेले. चार्जसह लंप कार्बाइड लोड केले गेले आणि पावडर द्रव धातूमध्ये प्रवेश केला गेला.

बदल टी ची डिग्री खालील अभिव्यक्तीद्वारे निर्धारित केली गेली:

M= 100·(x 0 – x)/x 0

जेथे x 0,x हा secant पद्धतीने निर्धारित केलेल्या संरचनात्मक घटकांचा सरासरी आकार आहे, mm.

1 सेमी 3 एचएफ आणि 1.5 सेमी 3 एचसीएल, 2.5 सेमी 3 एचएनओ 3 आणि 95 सेमी 3 एच 2 0 असलेल्या अभिकर्मकात कोरल्यानंतर मिश्रधातूच्या मायक्रोस्ट्रक्चरमध्ये, कॉन्फिगरेशन आणि रंगात भिन्न असलेले पाच मुख्य संरचनात्मक घटक ओळखले गेले: गडद राखाडी सिलिकॉन क्रिस्टल्स (फेज एल), युटेक्टिक (फेज ई), सॉलिड सोल्यूशन ग्रेन्स (फेज डी) आणि मिश्रधातूच्या मिश्रधातू घटकांचे इप्थरमेटलिक संयुगे (फेज बी आणि सी).

त्याच वेळी, मिश्रधातूच्या थर्मोफिजिकल आणि भौतिक-यांत्रिक गुणधर्मांवर घटक बदलण्याच्या प्रभावाचा अभ्यास केला गेला; 273-373K च्या श्रेणीतील थर्मल विस्ताराचे गुणांक, तन्य शक्ती, सापेक्ष वाढ, कडकपणा.

रेखीय विस्ताराचे गुणांक IKV-3 यंत्र वापरून 3X50 मिमी व्यासाच्या नमुन्यावर तापलेल्या माध्यमात बुडवून निर्धारित केले गेले आणि GOST 1497-73 नुसार 12X6X150 मिमी व्यासाच्या नमुन्यांवर भौतिक आणि यांत्रिक गुणधर्म निर्धारित केले गेले. .

जेव्हा कार्बन आणि फॉस्फरसचे अजैविक संयुगे द्रव धातूमध्ये समाविष्ट केले जातात तेव्हा बदलाच्या प्रभावाची तुलना करण्यासाठी, ज्ञात बदल पद्धती वापरून समान अभ्यास केले गेले: अल्ट्रासाऊंड आणि अल्फोसिटा परिचय.

प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) उपचार (18-20) 10 3 Hz च्या वारंवारतेसह वेगवेगळ्या तापमान आणि कालावधीत केले गेले. टेबलमध्ये 2 सर्व प्रक्रिया पद्धतींसाठी सर्वोत्कृष्ट बदल परिणाम दर्शविते आणि अंजीर. रचना दर्शविल्या जातात ज्यांचे घटक आकारात भिन्न असतात.

तांदूळ. कॉम्प्लेक्स मिश्र धातुयुक्त अल मिश्र धातुची संरचना [Х200]: ए- अपरिवर्तित; b - फॉस्फरस तांबे सह सुधारित; c - लोह कार्बाइडसह सुधारित; g - एक जटिल सुधारक सह प्रक्रिया

सुधारक अल्फोसिटमिश्रधातूच्या वजनानुसार 0.2% च्या शिफारशीनुसार सादर केले गेले. अभ्यासांनी दर्शविले आहे की कंपन वारंवारता विचारात न घेता अल्ट्रासोनिक उपचारांचा वापर केल्याने संरचनात्मक घटकांमध्ये, विशेषत: फेज ए (सिलिकॉन) मध्ये वाढ होते. सुधारकअल्फोसिटटप्पे पीसते एआणि डीआणि इतर टप्प्यांचे आकार बदलत नाही. फॉस्फरस तांबे फेज आकार कमी करतेएआणि डी,इतर टप्प्यांवर परिणाम न करता. ॲल्युमिनियम फॉस्फेट-पायरो[Al(P) च्या परिचयाने सर्व फेज घटकांच्या ग्राइंडिंगच्या प्रमाणात चांगले परिणाम प्राप्त होतात. 2 O 2 )3], जरी यांत्रिक गुणधर्म कमी आहेत, कारण मिश्रधातूमध्ये धातू नसलेल्या समावेशांमध्ये वाढ होते.

Ni 3 C आणि Fe 3 C कार्बाइड्सच्या परिचयाचा सर्व निर्देशकांवर सकारात्मक प्रभाव पडतो ज्याद्वारे मिश्र धातुच्या बदलाच्या प्रभावाचे मूल्यांकन केले गेले.

जेव्हा मिश्रधातूतील या घटकांपैकी एका घटकाची एकाग्रता पूर्ण फेरबदल प्रभाव मिळविण्यासाठी अपुरी असते आणि परिणामाचा कालावधी वाढवण्याची गरज असते, तेव्हा खालील इष्टतम एकाग्रतेसह फॉस्फरस कॉपर आणि ॲल्युमिनियम फॉस्फेटसह अजैविक संयुगे वापरण्याची शिफारस केली जाते. घटकांचे: फॉस्फरस तांबे - 40%, ॲल्युमिनियम फॉस्फेट - 15%, लोह कार्बाइड - 45%. मॉडिफायरचे प्रमाण धातूच्या वजनानुसार 1 -1.5% आहे.

सुधारक घटकांपैकी एकाची एकाग्रता बदलल्याने ग्राइंडिंगची सरासरी डिग्री वाढत नाही. अशा प्रकारे, 15% पेक्षा जास्त Al 4 (P 2 07)3 च्या परिचयामुळे धातू नसलेल्या समावेशांमध्ये लक्षणीय वाढ होते, ज्यामुळे मिश्र धातुचे यांत्रिक गुणधर्म कमी होतात. आयर्न कार्बाइडला Ni 3 C कार्बाइड किंवा मेटल कार्बाइडने बदलले जाऊ शकते जे सुरुवातीला वर्णन केलेल्या सुधारकांच्या आवश्यकता पूर्ण करते.

कॉम्प्लेक्स मॉडिफायरचा परिचय दोन प्रकारे आणि दोन टप्प्यात केला जाऊ शकतो. प्रथम, कार्बाइड्स आणि फॉस्फरस तांबे चार्जसह लोड केले जातात, नंतर ॲल्युमिनियम फॉस्फेट एका बेलसह द्रव वितळतात, फॉस्फरस तांबे चार्जसह लोड केले जातात आणि कार्बाइड आणि ॲल्युमिनियम फॉस्फेट द्रव मिश्र धातुमध्ये दाखल केले जातात.

मिश्रधातूमध्ये कॉम्प्लेक्स मॉडिफायर सादर करण्याचा क्रम बदलल्याने फेरफार प्रभावाच्या संरक्षणाच्या कालावधीवर परिणाम होतो आणि पहिली पद्धत दुसऱ्यापेक्षा 30 मिनिटांनी वेगळी असते. जर मॉडिफायर्स लिक्विड मेटलमध्ये आणले गेले, तर संपूर्ण व्हॉल्यूममध्ये त्यांची एकाग्रता समान करण्यासाठी, 15-20 मिनिटे गहन ढवळणे आणि धरून ठेवणे आवश्यक आहे. ओतण्यापूर्वी. तुकड्यांच्या स्वरूपात फॉस्फरस आणि कार्बनसह धातूचे संयुगे लोड करताना सर्वोत्तम बदल प्रभाव प्राप्त झाला. त्यांना पावडर स्वरूपात सादर केल्याने गॅस सामग्री वाढते.

प्रत्येक 15 मिनिटांनी नमुने घेऊन प्राप्त केलेल्या पातळ भागांवर मिश्रधातूच्या स्ट्रक्चरल घटकांचा आकार वाढू लागण्यापूर्वी बदल प्रभावाची धारणा वेळ निश्चित केली गेली. फेरफार प्रभावाच्या संरक्षणाचा प्रदीर्घ कालावधी जटिल सुधारकाच्या वापराशी संबंधित आहे. रीमेल्ट केल्यावर, बदल प्रभाव जतन केला जात नाही.

परिणामी, उच्च-सिलिकॉन ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंमध्ये फॉस्फरस आणि कार्बनच्या अजैविक संयुगेचा परिचय केल्याने मिश्रधातूंचे विशेष कार्यप्रदर्शन गुणधर्म राखून उत्कृष्ट विखुरलेली रचना प्राप्त करणे आणि भौतिक आणि यांत्रिक गुणधर्म सुधारणे शक्य होते.

साहित्य

1. कोलोबनेव्ह I.F. et al. उष्णता-प्रतिरोधक मिश्र धातुंसाठी सुधारक. ऑटो. तारीख यूएसएसआर, क्रमांक 186693. प्रतिमांचे बुलेटिन, 1966, क्रमांक 19, पी. 110.
2. कोसोलापोवा टी. या - कार्बाइड्स. - एम.: मेटलर्जी, 1968.
3. टिमोफीव G.I. et al. hypereutectic silumins साठी मॉडिफायर. ऑटो. svid, USSR, क्रमांक ७१८४९३. बुलेटिन इमेज 1980, क्रमांक 8. पी. 106.
4. स्टील इंगॉट्स - http://steelcast.ru/
5. मालत्सेव एम.व्ही., बार्सुकोवा टी.ए., बोरिन एफ.ए. नॉन-फेरस धातू आणि मिश्र धातुंची मेटॅलोग्राफी. M.: Metallurgizdat, 1960.
6. संक्रमण धातूंचे Toth L. Carbides आणि nitrides. एम.: मीर, 1974.

बहुतेक ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंचे वितळणे कठीण नाही. मॅग्नेशियम, जस्त आणि काहीवेळा तांबे यांचा अपवाद वगळता मिश्रधातूचे घटक मिश्र धातुंच्या स्वरूपात सादर केले जातात. क्रूसिबल भट्टी, संरक्षणात्मक प्रवाहांमध्ये कास्टिंग मिश्र धातुंचे लहान भाग वितळताना, नियमानुसार, वापरले जात नाहीत. एक अनिवार्य ऑपरेशन म्हणजे गैर-धातूचा समावेश आणि विरघळलेला हायड्रोजन काढून टाकण्यासाठी शुद्धीकरण. वितळणे सर्वात कठीण ॲल्युमिनियम-मॅग्नेशियम आणि मल्टीकम्पोनेंट उष्णता-प्रतिरोधक मिश्र धातु आहेत.
गढलेले मिश्र धातु वितळताना, मागील वितळलेल्या स्लॅग आणि अवशेषांपासून भट्टी साफ करण्यावर विशेष लक्ष दिले जाते. मिश्र धातुच्या दुसर्या ब्रँडवर स्विच करताना, संक्रमण वितळण्याव्यतिरिक्त, जुन्या मिश्र धातुचे अवशेष काढून टाकण्यासाठी भट्टी आणि मिक्सर धुतले जातात. वॉशिंगसाठी धातूचे प्रमाण भट्टीच्या क्षमतेच्या किमान एक चतुर्थांश असावे. वॉशिंग दरम्यान धातूचे तापमान धुण्याआधी मिश्र धातुच्या कास्टिंग तापमानापेक्षा 40-50 °C वर राखले जाते. साफसफाईची गती वाढविण्यासाठी, धातू 8-10 मिनिटांसाठी भट्टीत तीव्रतेने ढवळत आहे. वॉशिंगसाठी, ॲल्युमिनियम किंवा रिमेल्टिंगचा वापर केला जातो. भट्टीतून धातू पूर्णपणे निचरा झालेल्या प्रकरणांमध्ये, आपण फ्लक्सेससह धुण्यास स्वत: ला मर्यादित करू शकता. बुडलेल्या कमानीखाली मिश्रधातू वितळतात
चार्ज सामग्री खालील क्रमाने लोड केली जाते: डुक्कर ॲल्युमिनियम, अवजड कचरा, रीमेल्टिंग, मिश्र धातु (शुद्ध धातू). 730 °C पेक्षा जास्त नसलेल्या तापमानात कोरड्या शेव्हिंग्ज आणि लहान आकाराचे स्क्रॅप द्रव धातूमध्ये लोड करण्याची परवानगी आहे. 740-750 डिग्री सेल्सिअस तापमानात तांबे वितळण्यात येते, सिलिकॉन - 700-740 डिग्री सेल्सिअस तापमानात बेल वापरून. मॅग्नेशियमच्या आधी झिंक लोड केला जातो, जो सामान्यतः धातूचा निचरा होण्यापूर्वी जोडला जातो. कास्ट मिश्रधातूंसाठी कमाल अनुज्ञेय ओव्हरहाटिंग 800-830 °C आहे आणि विकृत मिश्र धातुंसाठी 750-760 °C आहे.
हवेत वितळल्यावर ॲल्युमिनियमचे ऑक्सिडायझेशन होते. मुख्य ऑक्सिडायझिंग एजंट ऑक्सिजन आणि पाण्याची वाफ आहेत. या वायूंचे तापमान आणि दाब, तसेच परस्परसंवादाच्या गतिज स्थितीवर अवलंबून, ॲल्युमिनियम ऑक्साइड Al2O3, तसेच Al2O आणि AlO ॲल्युमिनियमच्या ऑक्सिडेशनच्या परिणामी तयार होतात. वाढत्या तापमानासह आणि सिस्टममध्ये ऑक्सिजनचा आंशिक दाब कमी झाल्याने निर्मितीची संभाव्यता वाढते. सामान्य वितळण्याच्या स्थितीत, थर्मोडायनामिकली स्थिर टप्पा म्हणजे घन ॲल्युमिनियम ऑक्साईड γ-Al2O3, जो ॲल्युमिनियममध्ये विरघळत नाही आणि त्याच्यासह फ्यूजिबल संयुगे तयार करत नाही. 1200 °C पर्यंत गरम केल्यावर, γ-Al2O3 पुन्हा α-Al2O3 मध्ये पुनर्संचयित होते. जसजसे ऑक्सिडेशन होते, तपमान आणि एक्सपोजरच्या कालावधीनुसार, घन आणि द्रव ॲल्युमिनियमच्या पृष्ठभागावर 0.1-10 मायक्रॉनची जाडी असलेली दाट, टिकाऊ ऑक्साईड फिल्म तयार होते. जेव्हा ही जाडी गाठली जाते, तेव्हा ऑक्सिडेशन व्यावहारिकपणे थांबते, कारण चित्रपटाद्वारे ऑक्सिजनचा प्रसार झपाट्याने कमी होतो.
लिक्विड ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंची ऑक्सिडेशन प्रक्रिया अतिशय गुंतागुंतीची आणि अपुरा अभ्यास केलेली आहे. उपलब्ध साहित्य डेटा दर्शविते की मिश्रधातूच्या घटकांच्या ऑक्सिडेशनची तीव्रता हे ऑक्सिजन दाब, त्यांच्या ऑक्साईड्सचे विघटन दाब, मिश्रधातूमधील घटकांची एकाग्रता, ऑक्सिजन अणूंकडे अणूंच्या प्रसाराचा दर, परस्परसंवादाचे कार्य आहे. ऑक्साइड एकमेकांशी इ. ऑक्सिडेशनची गतीशास्त्र ऑक्साइड फिल्म्सची सातत्य, घनता आणि ताकद यावरून ठरते. त्याच एकाग्रतेमध्ये, सर्वात सक्रिय घटक प्रथम ऑक्सिडाइझ केले जातात, ज्यामध्ये ऑक्साईडची निर्मिती आयसोबॅरिक-आयसोथर्मल संभाव्यतेतील सर्वात मोठ्या घटाशी संबंधित आहे.
बहुतेक मिश्रधातू घटकांचा (तांबे, सिलिकॉन, मँगनीज) ॲल्युमिनियमच्या ऑक्सिडेशन प्रक्रियेवर आणि ऑक्साईड फिल्मच्या संरक्षणात्मक गुणधर्मांवर लक्षणीय प्रभाव पडत नाही, कारण त्यांचे गुणोत्तर VMem0/mVMe≥1 आहे. बायनरी ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंवरील ऑक्साइड फिल्ममध्ये कमी सांद्रता असलेल्या या घटकांमध्ये शुद्ध γ-Al2O3 असते. या घटकांच्या महत्त्वपूर्ण सामग्रीवर, γ-Al2O3 आणि संबंधित स्पिनल्समधील मिश्र धातुंच्या ऑक्साईडचे घन द्रावण तयार होतात.
अल्कली आणि क्षारीय पृथ्वी धातू (पोटॅशियम, सोडियम, बेरियम, लिथियम, कॅल्शियम, स्ट्रॉन्टियम, मॅग्नेशियम), तसेच जस्त (0.05-0.1%) ॲल्युमिनियमचे ऑक्सीकरण मोठ्या प्रमाणात वाढवतात. याचे कारण या घटकांच्या ऑक्साईडची सैल आणि सच्छिद्र रचना आहे. या प्रकरणात दुहेरी वितळण्यावरील ऑक्साईड फिल्म अल्कली आणि क्षारीय पृथ्वी धातूंच्या ऑक्साईडसह समृद्ध आहे. जस्तच्या हानिकारक प्रभावांना तटस्थ करण्यासाठी, 0.1-0.15% Mg ॲल्युमिनियमच्या वितळण्यामध्ये टाकले जाते.
ॲल्युमिनियम आणि मॅग्नेशियमचे मिश्र धातु परिवर्तनीय रचनेची ऑक्साईड फिल्म बनवतात. 0.005% (वस्तुमानानुसार) कमी मॅग्नेशियम सामग्रीवर, ऑक्साइड फिल्मची रचना γ-Al2O3 असते आणि γ-Al2O3 मध्ये MgO चे घन द्रावण असते; 0.01-1.0% Mg च्या सामग्रीसह, ऑक्साईड फिल्ममध्ये स्पिनल (MgO*Al2O3) व्हेरिएबल रचना आणि मॅग्नेशियम ऑक्साईड क्रिस्टल्स असतात; 1.5% Mg पेक्षा जास्त सामग्रीसह, ऑक्साईड फिल्ममध्ये जवळजवळ संपूर्णपणे मॅग्नेशियम ऑक्साईड असते.
बेरिलियम आणि लॅन्थॅनम ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंचे ऑक्सीकरण कमी करतात. 0.01% बेरिलियम किंवा लॅन्थॅनम जोडल्याने अल-एमजी मिश्रधातूंचा ऑक्सीकरण दर ॲल्युमिनियम ऑक्सिडेशनच्या पातळीवर कमी होतो. या घटकांचा संरक्षणात्मक प्रभाव ऑक्साईड फिल्मच्या कॉम्पॅक्शनद्वारे बेरीलियम आणि लॅन्थॅनम ऑक्साईडसह परिणामी छिद्रे भरून स्पष्ट केला जातो.
भट्टीच्या वातावरणात ०.१% (वजनानुसार) असलेल्या फ्लोरिन आणि वायूयुक्त फ्लोराईड्स (SiF4, BF3, SF6, इ.) द्वारे ॲल्युमिनियम वितळण्याचे ऑक्सिडेशन मोठ्या प्रमाणात कमी होते. ऑक्साईड फिल्मच्या पृष्ठभागावर शोषून, ते धातूच्या पृष्ठभागावर ऑक्सिजनच्या प्रवेशाचा दर कमी करतात.
वितळण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान वितळण्याचे मिश्रण ऑक्साईड फिल्मच्या अखंडतेचे उल्लंघन आणि त्याचे तुकडे वितळण्यामध्ये मिसळते. ऑक्साईडच्या समावेशासह वितळण्याचे संवर्धन देखील वितळण्याच्या उपकरणांच्या अस्तरांसह एक्सचेंज प्रतिक्रियांच्या परिणामी होते. . मूळ प्राथमिक आणि दुय्यम चार्ज सामग्रीच्या पृष्ठभागाच्या ऑक्सिडेशनमुळे चित्रपटांद्वारे वितळलेल्या दूषिततेच्या डिग्रीवर सर्वात महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो. कॉम्पॅक्टनेस कमी झाल्यामुळे आणि सामग्रीचे विशिष्ट पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ वाढल्याने या घटकाची नकारात्मक भूमिका वाढते.
चार्जची ऑक्साईड फिल्म देखील हायड्रोजनसह वितळलेल्या संपृक्ततेचा स्त्रोत आहे, कारण त्यात 30-60% Al(OH)3 असते. 900 सेल्सिअस तपमानावरही चार्ज मटेरियलच्या पृष्ठभागावरून रासायनिकदृष्ट्या बांधलेली आर्द्रता काढून टाकणे कठीण आहे. हायड्रॉक्साईड, वितळत असताना, ते हायड्रोजनसह मोठ्या प्रमाणात संतृप्त होते. या कारणास्तव, चार्जमध्ये शेव्हिंग्स, भूसा, ट्रिमिंग, स्पिल आणि इतर नॉन-कॉम्पॅक्ट कचरा समाविष्ट करणे अवांछित आहे. कचऱ्याची साठवण आणि वेळेवर प्रक्रिया करणे आणि स्वतःचे उत्पादन परत करणे, हायड्रॉक्साईड्सच्या निर्मितीसह ऑक्सिडेशन आणि गंज रोखणे हे विशेष महत्त्व आहे. चार्जमध्ये स्वतःच्या परताव्याची ओळख देखील मिश्रधातूंमध्ये हानिकारक लोह अशुद्धतेच्या अपरिहार्य संचयनाशी संबंधित आहे, जे मिश्रधातूच्या घटकांसह जटिल घन आंतरधातू संयुगे तयार करतात, प्लास्टिकचे गुणधर्म कमी करतात आणि कास्टिंगच्या कटिंग प्रक्रियेत बिघाड करतात.
ऑक्साईड्स आणि इंटरमेटेलिक संयुगे सोबत, वितळण्यामध्ये इतर नॉन-मेटलिक समावेश देखील असू शकतात - कार्बाइड्स, नायट्राइड्स, सल्फाइड्स. तथापि, ऑक्साईडच्या सामग्रीच्या तुलनेत त्यांची संख्या कमी आहे. ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंमध्ये नॉनमेटेलिक समावेशांची फेज रचना विविध आहे. ॲल्युमिनियम ऑक्साईड्स व्यतिरिक्त, त्यात मॅग्नेशियम ऑक्साईड (MgO), मॅग्नेशियम स्पिनल (MgAl2O4), ॲल्युमिनियम, मॅग्नेशियम, टायटॅनियम नायट्राइड्स (AlN, Mg3N2, TiN), ॲल्युमिनियम कार्बाइड (Al4C3), ॲल्युमिनियम आणि टायटॅनियम बोराइड्स (B2) असू शकतात. आणि इ. मोठ्या प्रमाणात समावेश ऑक्साइड आहेत.
त्यांच्या उत्पत्तीच्या आधारावर, मिश्रधातूंमध्ये आढळणारे नॉन-मेटॅलिक समावेश दोन गटांमध्ये विभागले जाऊ शकतात: विखुरलेले समावेश आणि चित्रपट. विखुरलेल्या समावेशाचा मोठ्या प्रमाणात आकार 0.03-0.5 मायक्रॉन असतो. ते वितळण्याच्या प्रमाणात तुलनेने समान प्रमाणात वितरीत केले जातात. ऑक्साईड फिल्म्सची सर्वात संभाव्य जाडी 0.1-1.0 मायक्रॉन आहे आणि लांबी मिलिमीटरच्या दशांश ते अनेक मिलीमीटरपर्यंत आहे. अशा समावेशांची एकाग्रता तुलनेने लहान आहे (0.1-1.0 mm2/cm2), आणि वितरण अत्यंत असमान आहे. जेव्हा वितळणे उभे राहते, तेव्हा मोठे समावेश तरंगू शकतात किंवा स्थिर होऊ शकतात. तथापि, चित्रपटांच्या मोठ्या विशिष्ट पृष्ठभागाच्या क्षेत्रफळामुळे आणि त्यांची घनता आणि वितळण्याची घनता यांच्यातील लहान फरकामुळे, तरंगणे (अवक्षेपण) मंद होते; बहुतेक चित्रपट वितळत राहतात आणि साचा भरताना , कास्टिंग मध्ये वाहून जातात. बारीक विखुरलेले निलंबन आणखी हळूहळू वेगळे करतात. जवळजवळ सर्वच कास्टिंगमध्ये जातात.
स्मेल्टिंग दरम्यान, ॲल्युमिनियम हायड्रोजनसह संतृप्त होते, ज्याची सामग्री 1.0-1.5 सेमी 3 प्रति 100 ग्रॅम धातूपर्यंत पोहोचू शकते. हायड्रोजनचा मुख्य स्त्रोत पाण्याची वाफ आहे, ज्याचा आंशिक दबाव गॅस वितळण्याच्या भट्टीच्या वातावरणात 8-16 kPa पर्यंत पोहोचू शकतो.
ॲल्युमिनियममधील हायड्रोजनच्या समतोल विद्राव्यतेवर मिश्रधातूचे घटक आणि अशुद्धता यांच्या प्रभावाचा फारसा अभ्यास केला गेला नाही. हे ज्ञात आहे की तांबे आणि सिलिकॉन हायड्रोजनची विद्राव्यता कमी करतात आणि मॅग्नेशियम ते वाढवतात. हायड्रोजनची विद्राव्यता सर्व हायड्रोफॉर्मिंग घटकांद्वारे देखील वाढते (टायटॅनियम, झिरकोनियम, लिथियम, सोडियम, कॅल्शियम, बेरियम, स्ट्रॉन्टियम इ.) अशा प्रकारे, 2.64% Ti सह ॲल्युमिनियम मिश्र धातु प्रति 100 ग्रॅम हायड्रोजन 25 cm3 पर्यंत सोडू शकते. , आणि 5% Zr - 44.5 cm3 प्रति 100 ग्रॅम सह ॲल्युमिनियम मिश्र धातु. अल्कली आणि क्षारीय पृथ्वी धातू (सोडियम, लिथियम, कॅल्शियम, बेरियम), जे हायड्राइड तयार करतात, हायड्रोजन आणि ॲल्युमिनियमची विद्राव्यता सर्वात सक्रियपणे वाढवतात.
मिश्रधातूंमध्ये विरघळलेल्या हायड्रोजनचे महत्त्वपूर्ण प्रमाण मिश्रधातू आणि इलेक्ट्रोलाइटिक तांबे द्वारे सादर केलेले वायू आहे. उदाहरणार्थ, स्मेल्टिंग तंत्रज्ञानावर अवलंबून ॲल्युमिनियम-टायटॅनियम मिश्र धातु, प्रति 100 ग्रॅम पर्यंत 10 सेमी 3 हायड्रोजन आणि बिल्डसह इलेक्ट्रोलाइटिक तांबे असू शकतात. -अप्स - प्रति 100 ग्रॅम 20 सेमी 3 पर्यंत. कास्ट मिश्रधातूंमध्ये गढलेल्या मिश्र धातुंपेक्षा जास्त अशुद्धता आणि गैर-धातूचा समावेश असतो. म्हणून, ते वायू शोषण्यास अधिक प्रवण असतात
ॲल्युमिनियम वितळण्याच्या हायड्रोजनीकरण प्रक्रियेचे गतिशास्त्र द्रव धातूमध्ये, पृष्ठभागावरील ऑक्साईड फिल्मद्वारे आणि वायू वातावरणात हायड्रोजनच्या मोठ्या प्रमाणात हस्तांतरणाद्वारे मर्यादित आहे. वस्तुमान हस्तांतरणावर सर्वात लक्षणीय प्रभाव मिश्रधातूची रचना आणि नॉन-मेटलिक समावेशांच्या सामग्रीद्वारे केला जातो, जो ऑक्साईड फिल्मची पारगम्यता, हायड्रोजनची प्रसार गतिशीलता आणि वितळलेल्या स्वरूपात सोडण्याची शक्यता निर्धारित करतो. फुगे. वायू माध्यमाच्या रचनेमुळे चित्रपटाची पारगम्यता देखील लक्षणीयरित्या प्रभावित होते. ॲल्युमिनियममधील हायड्रोजनची प्रसार गतिशीलता तांबे, सिलिकॉन आणि विशेषतः मॅग्नेशियम, मँगनीज आणि टायटॅनियममुळे कमी होते. बारीक विखुरलेले नॉन-मेटलिक समावेश, ज्यामध्ये हायड्रोजनची उच्च शोषण क्षमता असते, ॲल्युमिनियम वितळताना त्याची प्रसार गतिशीलता मोठ्या प्रमाणात मंद करते.
ॲल्युमिनियम ऑक्साईड फिल्ममध्ये हायड्रोजन अणूंची कमी पारगम्यता असते; ते वितळणे आणि वातावरणातील आर्द्रता यांच्यातील प्रतिक्रिया कमी करते. 1-10 मायक्रॉनच्या फिल्म जाडीसह, धातू आणि वातावरणातील गॅस एक्सचेंज व्यावहारिकपणे थांबते. मिश्रधातूच्या रचनेमुळे चित्रपटाची पारगम्यता मोठ्या प्रमाणावर प्रभावित होते. ॲल्युमिनियमचे ऑक्सिडेशन वाढवणारे सर्व घटक (मॅग्नेशियम, लिथियम, सोडियम, स्ट्रॉन्टियम, कॅल्शियम) ऑक्साइड फिल्मची हायड्रोजनमध्ये पारगम्यता वाढवतात. मिश्रधातू घटकांचा (तांबे, जस्त, सिलिकॉन) गॅस एक्सचेंजवर फारसा प्रभाव पडत नाही. ते ऑक्साईड फिल्म काहीसे सैल करतात आणि म्हणून हायड्रोजनसह मिश्रधातूंच्या जलद संपृक्ततेमध्ये योगदान देतात.
ऑक्साईड फिल्मची हायड्रोजन पारगम्यता वितळलेल्या वातावरणाच्या रचनेमुळे लक्षणीयरीत्या प्रभावित होते. जर Cl2, C2Cl6, BF4, SiF4, फ्रीॉन्स आणि इतर हॅलोजन गॅस वातावरणात असतील तर चित्रपटाची पारगम्यता लक्षणीय वाढते. क्लोराईड्स, ज्यांना ॲल्युमिनियमची उच्च आत्मीयता असते, ते शोषले जातात, ऑक्साईड फिल्मच्या खाली प्रवेश करतात आणि वायू ॲल्युमिनियम क्लोराईडच्या निर्मितीच्या परिणामी ते नष्ट करतात. फ्लोराइड्स ॲल्युमिनियमशी कमी सक्रियपणे संवाद साधतात. ऑक्साईड फिल्मशी संवाद साधून, ते त्याच्या पृष्ठभागाच्या निर्जलीकरणात आणि रेणू आणि ऑक्सिजन अणूंच्या विकृतीमध्ये योगदान देतात. उच्च शोषण क्षमता असल्यामुळे, फ्लोराईड्स फिल्मवरील रिक्त सक्रिय केंद्रे व्यापतात आणि Al2O2F2 सारखे ऑक्सिफ्लोराइड कॉम्प्लेक्स तयार करतात, जे ऑक्सिजन आणि पाण्याची वाफ वितळण्यासाठी प्रवेश थांबवतात, ज्यामुळे फिल्म पातळ आणि हायड्रोजनमध्ये प्रवेश करण्यायोग्य बनते. फ्लोराईड असलेले द्रव प्रवाह देखील ऑक्साईड फिल्म नष्ट करतात आणि वितळणे सुलभ करतात.
विरघळलेला हायड्रोजन, वितळण्याच्या क्रिस्टलायझेशन दरम्यान सोडला जातो, ज्यामुळे कास्टिंगमध्ये वायू आणि गॅस-संकोचन सच्छिद्रता निर्माण होते. वाढत्या हायड्रोजन एकाग्रतेसह, कास्टिंगची गॅस सच्छिद्रता वाढते. गॅस सच्छिद्रतेसाठी ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंची संवेदनाक्षमता हायड्रोजनसह घन द्रावणाच्या अतिसंपृक्ततेच्या डिग्रीने निर्धारित केली जाते, जी η - (Cl-Stm)/Stm या गुणोत्तराने व्यक्त केली जाते, जेथे Cl आणि Stm हे द्रवामध्ये हायड्रोजनचे प्रमाण आहेत. आणि घन मिश्रधातू, cm3/100 g. Stp=Com तेव्हा गॅस सच्छिद्रता तयार होत नाही. घन द्रावणाच्या सुपरसॅच्युरेशनची डिग्री वाढत्या कूलिंग रेटसह वाढते.
प्रत्येक मिश्रधातूसाठी, हायड्रोजन सांद्रता मर्यादित असते ज्याच्या खाली दिलेल्या शीतलक दरांवर कास्टिंगमध्ये गॅस छिद्र तयार होत नाहीत. उदाहरणार्थ, Al - 7% Si मिश्र धातुपासून जाड-भिंतीच्या कास्टिंगच्या घनतेच्या वेळी गॅस छिद्रे तयार होण्यापासून रोखण्यासाठी, वितळण्यातील हायड्रोजन सामग्री 0.15 cm3 प्रति 100 ग्रॅम पेक्षा जास्त नसावी. ड्युरल्युमिनमधील हायड्रोजन सामग्री मर्यादित करते. क्रिस्टलायझेशन दरम्यान थंड होण्याच्या तीव्रतेवर अवलंबून, 0.12-0. 18 सेमी 3 प्रति 100 ग्रॅम मानले जाते.
ऑक्सिडेशन आणि हायड्रोजन शोषणापासून ॲल्युमिनियम वितळण्यापासून संरक्षण कमकुवत ऑक्सिडायझिंग वातावरणात बुडलेल्या चाप वितळण्याद्वारे प्राप्त केले जाते. 2% Mg पेक्षा जास्त नसलेले बहुतेक मिश्रधातू वितळताना कोटिंग फ्लक्स म्हणून, सोडियम आणि पोटॅशियम क्लोराईडचे मिश्रण (45% NaCl आणि 55% KCl) चार्जच्या वजनानुसार 1-2% प्रमाणात वापरले जाते. फ्लक्सची रचना 660 डिग्री सेल्सियसच्या किमान वितळण्याच्या बिंदूसह घन द्रावणाशी संबंधित आहे. या उद्देशासाठी, अधिक जटिल रचना असलेल्या फ्लक्सची देखील शिफारस केली जाते (टेबल 12).

ॲल्युमिनियम-मॅग्नेशियम मिश्र धातुंसाठी, कार्नालाइट (MgCl2*KCl) आणि 40-50% बेरियम क्लोराईड किंवा 10-15% कॅल्शियम फ्लोराईड असलेले कार्नालाइटचे मिश्रण कोटिंग फ्लक्स म्हणून वापरले जाते. फ्लक्सचा वापर अशक्य असल्यास, बेरिलियम (0.03-0.05%) सादर करून ऑक्सिडेशनपासून संरक्षण केले जाते. रिव्हर्बरेटरी फर्नेसमध्ये मिश्रधातू वितळताना संरक्षणात्मक प्रवाह मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.
ओलावाशी परस्परसंवाद टाळण्यासाठी, वितळणाऱ्या भट्टी आणि कास्टिंग डिव्हाइसेसच्या अस्तरांमधून, परिष्कृत आणि फ्लक्सेस सुधारण्यापासून ते काढून टाकण्यासाठी उपाय केले जातात; मेल्टिंग आणि कास्टिंग टूल्स कॅलक्लाइंड आणि पेंट केले जातात आणि चार्ज मटेरियल गरम, साफ आणि वाळवले जातात.
तथापि, वितळणे कितीही काळजीपूर्वक संरक्षित केले असले तरीही, हवेत वितळताना ते नेहमी ऑक्साईड्स, नायट्राइड्स, कार्बाइड्स, स्लॅग आणि फ्लक्स समावेश आणि हायड्रोजनने दूषित असल्याचे दिसून येते, म्हणून मोल्डमध्ये ओतण्यापूर्वी ते साफ करणे आवश्यक आहे.

शुद्धीकरण वितळणे

निलंबित नॉन-मेटॅलिक समावेशन आणि विरघळलेल्या हायड्रोजनपासून ॲल्युमिनियम मिश्रधातू स्वच्छ करण्यासाठी, निष्क्रिय आणि सक्रिय वायूंनी स्थिरीकरण, शुद्धीकरण, क्लोराईड क्षार आणि फ्लक्ससह उपचार, व्हॅक्यूमिंग, जाळी आणि दाणेदार फिल्टरद्वारे गाळणे आणि इलेक्ट्रोफ्लक्स शुद्धीकरण वापरले जाते.
एक स्वतंत्र प्रक्रिया म्हणून, घनता फरक पुरेसा मोठा आहे आणि कण आकार खूप लहान नाही अशा प्रकरणांमध्ये सेटलिंग लागू होऊ शकते. परंतु या प्रकरणांमध्ये देखील प्रक्रिया मंद आहे, वाढीव इंधन वापर आवश्यक आहे आणि ते कुचकामी ठरते.
अक्रिय किंवा सक्रिय वायूंनी वितळवून वितळलेले शुद्धीकरण हे विरघळलेल्या वायूचे बुडबुडे, फुगवणे आणि तरंगणे या दोन प्रक्रियांच्या घटनेवर आधारित आहे. शुद्धीकरण अधिक यशस्वीपणे केले जाते, शुद्ध केलेल्या वायूच्या बुडबुड्यांचा आकार जितका लहान असेल आणि वितळण्याच्या संपूर्ण व्हॉल्यूममध्ये त्यांचे वितरण अधिक समान असेल. या संदर्भात, सच्छिद्र सिरेमिक इन्सर्टचा वापर करून निष्क्रिय वायूंसह वितळण्याची प्रक्रिया करण्याची पद्धत विशेष लक्ष देण्यास पात्र आहे. परंतु अक्रिय वायू वितळण्यामध्ये प्रवेश करण्याच्या इतर पद्धतींच्या तुलनेत, सच्छिद्र इन्सर्टमधून फुंकणे सर्वात प्रभावी आहे.
फाउंड्रीमध्ये वायूंच्या सहाय्याने वितळणे मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. हे मिक्सरपासून क्रिस्टलायझरपर्यंत मेटल ट्रान्सफरच्या मार्गावर स्थापित केलेल्या विशेष रेषा असलेल्या बॉक्समध्ये चालते. ॲल्युमिनियम वितळण्यासाठी, नायट्रोजन, आर्गॉन, हेलियम, क्लोरीन आणि नायट्रोजन (90%) सह त्याचे मिश्रण, आर्द्रता आणि ऑक्सिजनपासून शुद्ध केलेले, वापरले जाते.
नायट्रोजन किंवा आर्गॉन सह फुंकणे 720-730 °C वर चालते. वितळण्याच्या व्हॉल्यूमवर अवलंबून, फुंकण्याचा कालावधी 5-20 मिनिटांपर्यंत असतो; गॅसचा वापर वितळलेल्या वस्तुमानाच्या 0.3-1% आहे. या उपचारामुळे V.I च्या तांत्रिक चाचणीनुसार अधातूच्या समावेशाची सामग्री 1.0-0.5 mm2/cm2 पर्यंत कमी करणे शक्य होते. Dobatkina आणि BK. Zinoviev, आणि हायड्रोजन सामग्री 0.2-0.15 cm3 प्रति 100 ग्रॅम धातू पर्यंत आहे.
क्लोरीनसह वितळण्यावर प्रक्रिया सीलबंद चेंबर्स किंवा लॅडलमध्ये केली जाते ज्यात झाकण असते ज्यामध्ये वायुवीजन प्रणालीमध्ये वायू बाहेर येतात. 710-720 डिग्री सेल्सिअस तपमानावर क्लोरीन वितळलेल्या नळ्यांद्वारे नलिका मध्ये आणले जाते. 108-118 kPa च्या क्लोरीन दाबाने शुद्धीकरणाचा कालावधी 10-12 मिनिटे आहे; क्लोरीनचा वापर - वितळण्याच्या वस्तुमानाच्या 0.2-0.8%. क्लोरीनचा वापर तांत्रिक नायट्रोजन आणि आर्गॉनच्या तुलनेत उच्च पातळीचे शुद्धीकरण प्रदान करतो. तथापि, क्लोरीनची विषाक्तता, विशेष चेंबरमध्ये वितळण्याची प्रक्रिया करण्याची आवश्यकता आणि त्यांना कोरडे करण्याशी संबंधित अडचणी औद्योगिक परिस्थितीत वितळलेल्या क्लोरीनेशनच्या वापरावर लक्षणीय मर्यादा घालतात. क्लोरीन आणि नायट्रोजन (90%) च्या मिश्रणाने पुनर्स्थित केल्याने बऱ्यापैकी उच्च पातळीचे शुद्धीकरण होते, परंतु विषारीपणा आणि कोरडेपणाशी संबंधित समस्यांचे निराकरण होत नाही.
फुंकर मारल्याने मॅग्नेशियमचे नुकसान होते: नायट्रोजनसह उपचार केल्यावर, 0.01% मॅग्नेशियम नष्ट होते; क्लोरीनने उपचार केल्यावर, हे नुकसान 0.2% पर्यंत वाढते.
आकाराच्या फाउंड्री उद्योगात क्लोराईडसह परिष्करण मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. यासाठी, झिंक क्लोराईड, मँगनीज क्लोराईड, हेक्साक्लोरोइथेन, टायटॅनियम टेट्राक्लोराईड आणि इतर अनेक क्लोराईड वापरले जातात. क्लोराईड्सच्या हायग्रोस्कोपिकिटीमुळे, ते कोरडे (MnCl2, C3Cl6) किंवा रीमेल्टिंग (ZnCl2) च्या अधीन आहेत. क्लोराईड्सच्या सहाय्याने परिष्कृत करण्याच्या तंत्रज्ञानामध्ये वितळलेल्या पदार्थांमध्ये वायू प्रतिक्रिया उत्पादनांचे प्रकाशन थांबेपर्यंत सतत ढवळत राहणे समाविष्ट असते. 700-730 च्या वितळलेल्या तापमानात झिंक आणि मँगनीज क्लोराईड्स 0.05-0.2% प्रमाणात सादर केले जातात. ° से; हेक्साक्लोरोएथेन - 0.3-0.7% च्या प्रमाणात 740-750 °C वर अनेक टप्प्यात. घटत्या तापमानासह, वितळण्याच्या चिकटपणात वाढ झाल्यामुळे शुद्धीकरणाची कार्यक्षमता कमी होते; उच्च तापमानात परिष्करण करणे अव्यवहार्य आहे, कारण ते वितळण्याच्या तीव्र ऑक्सिडेशनशी संबंधित आहे.
सध्या, रिफायनिंगसाठी आकाराच्या कास्टिंग दुकानांमध्ये, "डेगासर" औषधाच्या गोळ्या मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जातात, ज्यामध्ये हेक्साक्लोरोएथेन आणि 10% (वजनानुसार) बेरियम क्लोराईड असतात, ज्या "घंटा" न वापरता वितळल्या जातात. वितळण्यापेक्षा जास्त घनता असल्याने, गोळ्या कंटेनरच्या तळाशी बुडतात, ज्यामुळे वितळण्याच्या संपूर्ण व्हॉल्यूमवर प्रक्रिया केली जाते.
प्रतिक्रियेनुसार क्लोराईड लवण ॲल्युमिनियमशी संवाद साधतात: 3MnCl2 + 2Al → 2AlCl3 + 3Mn.
ॲल्युमिनियम क्लोराईडचे बुडबुडे, वितळण्याच्या पृष्ठभागावर वाढतात, नॉन-मेटलिक समावेश निलंबित करतात; धातूमध्ये विरघळलेला हायड्रोजन बुडबुड्यांमध्ये पसरतो आणि वितळणे शुद्ध होते. मिक्सिंग पूर्ण झाल्यानंतर, लहान गॅस फुगे काढून टाकण्यासाठी वितळण्यास 720-730 °C तापमानावर 10-45 मिनिटे उभे राहण्याची परवानगी दिली जाते.
क्लोराईडसह परिष्करण भट्टीमध्ये किंवा वितळण्याच्या लहान विशिष्ट पृष्ठभागासह लॅडल्समध्ये केले जाते. लहान वितळलेल्या थर असलेल्या भट्ट्यांमध्ये, क्लोराईडसह परिष्करण करणे अप्रभावी आहे. नॉन-मेटलिक समावेश आणि वायूपासून शुद्धीकरणाच्या पातळीच्या दृष्टीने, क्लोराईडसह उपचार क्लोरीनसह शुद्ध करण्यापेक्षा निकृष्ट आहे.
कास्ट आणि रॉट मिश्र धातु वितळवताना फ्लक्ससह ॲल्युमिनियम वितळणे स्वच्छ करणे वापरले जाते. शुद्धीकरणासाठी, फ्लोराईड लवण - क्रायोलाइट, फ्लोरस्पर, सोडियम आणि पोटॅशियम फ्लोराईड्स (तक्ता 13) च्या व्यतिरिक्त अल्कली आणि अल्कधर्मी पृथ्वी धातूंच्या क्लोराईड क्षारांवर आधारित फ्लक्सेसचा वापर केला जातो.

ॲल्युमिनियमपासून बनवलेले बहुतेक मिश्रधातू वितळवण्याच्या सरावात, परिष्करणासाठी फ्लक्स क्रमांक 1 वापरला जातो.
ॲल्युमिनियम आणि मॅग्नेशियम मिश्रधातू साफ करण्यासाठी, कार्नालाइट-आधारित फ्लक्सेस वापरले जातात - 80-90% MgCl2*KCl, 10-20% CaF2, MgF2 किंवा K3AlF6. वितळलेल्या पृष्ठभागावर 700-750 डिग्री सेल्सिअस तपमानावर धातूच्या वजनाने 0.5-1% प्रमाणात पूर्व-वितळलेले आणि वाळलेले प्रवाह ओतले जातात. मग फ्लक्स 3-5 मिनिटांसाठी वितळण्यात जोमाने मिसळला जातो, स्लॅग काढून टाकला जातो आणि वितळण्यास 30-45 मिनिटे उभे राहू दिले जाते. स्लॅग पुन्हा काढून टाकल्यानंतर, कास्टिंग मोल्ड भरण्यासाठी वितळण्याचा वापर केला जातो. मोठ्या प्रमाणातील धातूवर प्रक्रिया करताना, "घंटा" वापरून वितळण्याच्या तळाशी फ्लक्सचा परिचय केला जातो.
कास्ट ॲल्युमिनियम मिश्र धातु (सिल्युमिन) शुद्ध करण्यासाठी, फ्लक्स क्रमांक 2 आणि 13 मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. ते द्रव स्वरूपात 0.5-1.5% (वजनानुसार) वितळतात आणि जोमाने मळले जातात. ते डिस्पेंसिंग लाडल्स भरताना तयार झालेल्या फोमच्या नाशात योगदान देतात आणि सोडियमसह वितळणे समृद्ध करतात.
व्हॅक्यूमिंगद्वारे उच्च पातळीचे डीगॅसिंग प्राप्त होते. ही साफसफाईची पद्धत प्रामुख्याने आकाराच्या फाउंड्रीमध्ये वापरली जाते. त्याचे सार या वस्तुस्थितीमध्ये आहे की पारंपारिक भट्टीमध्ये मानक तंत्रज्ञानाचा वापर करून मेटल गंधित केले जाते ते एका लाडूमध्ये ओतले जाते, जे नंतर व्हॅक्यूम चेंबरमध्ये ठेवले जाते. चेंबरमधील धातू 10-30 मिनिटांसाठी 1330 Pa च्या अवशिष्ट दाबावर ठेवली जाते; वितळण्याचे तापमान 720-740 डिग्री सेल्सियसच्या आत राखले जाते. ज्या प्रकरणांमध्ये गरम न करता निर्वासन केले जाते, प्रक्रिया करण्यापूर्वी वितळणे 760-780 °C पर्यंत गरम केले जाते. व्हॅक्यूम डिगॅसिंगसाठी इंस्टॉलेशन आकृती अंजीर मध्ये दर्शविली आहे. ९३.

अलिकडच्या वर्षांत, गैर-धातूच्या समावेशापासून ॲल्युमिनियम पिघला शुद्ध करण्यासाठी, जाळी, दाणेदार आणि सच्छिद्र सिरेमिक फिल्टरद्वारे गाळण्याची प्रक्रिया मोठ्या प्रमाणावर वापरली जात आहे. जाळी फिल्टर मोठ्या प्रमाणात समावेश आणि फिल्म्स पासून वितळणे साफ करण्यासाठी वापरले जातात. ते त्या समावेशांना वेगळे करतात ज्यांचा आकार जाळी सेलपेक्षा मोठा आहे. जाळी फिल्टरच्या निर्मितीसाठी, 0.5x0.5 ते 1.5x1.5 मिमी पर्यंत सेल आकारासह फायबरग्लासचे विविध ब्रँड आणि धातूची जाळी (टायटॅनियमची बनलेली) वापरली जाते. फायबरग्लासचे बनलेले फिल्टर वितरण बॉक्स आणि क्रिस्टलायझर्समध्ये, गेटिंग चॅनेल आणि डिस्पेंसिंग क्रूसिबल्समध्ये स्थापित केले जातात (चित्र 94), त्यांच्या वापरामुळे मोठ्या नॉन-मेटलिक समावेश आणि फिल्म्सची सामग्री 1.5-2 पट कमी करणे शक्य होते; ते विखुरलेल्या समावेश आणि हायड्रोजनच्या सामग्रीवर परिणाम करत नाहीत.

धान्य फिल्टर लक्षणीयरीत्या अधिक साफसफाईचा प्रभाव प्रदान करतात. त्यांचे विशिष्ट वैशिष्ट्य म्हणजे धातूसह मोठ्या संपर्काची पृष्ठभाग आणि व्हेरिएबल क्रॉस-सेक्शनच्या लांब पातळ चॅनेलची उपस्थिती. ग्रॅन्युलर फिल्टरद्वारे फिल्टर करताना निलंबित समावेशातून धातूचे शुद्धीकरण यांत्रिक आणि आसंजन प्रक्रियेमुळे होते. त्यापैकी पहिला मोठा समावेश आणि चित्रपट वेगळे करण्यात निर्णायक भूमिका बजावतो, दुसरा - बारीक समावेशन वेगळे करण्यात. जाळीच्या प्रभावामुळे, ग्रॅन्युलर फिल्टर्स फक्त तेच समावेश राखून ठेवतात ज्यांचा आकार इंटरग्रॅन्युलर चॅनेलच्या प्रभावी व्यासापेक्षा जास्त आहे. फिल्टर ग्रेन्सचा व्यास जितका लहान असेल आणि त्यांचे पॅकिंग जितके घन असेल तितके मोठे समावेश आणि फिल्म्स (चित्र 95) पासून वितळण्याच्या शुद्धीकरणाची उच्च पातळी गाठली जाईल.
फिल्टर लेयरची जाडी जसजशी वाढते तसतसे साफसफाईची कार्यक्षमता वाढते. ओले न करता येण्याजोग्या फिल्टरपेक्षा वितळण्यायोग्य फिल्टर अधिक कार्यक्षम असतात.
कॅल्शियम आणि मॅग्नेशियम फ्लोराईडच्या मिश्रधातूपासून बनवलेल्या फिल्टरमुळे AL4, AK6 आणि AMg6 मिश्रधातूंमधून कास्टिंग मिळवणे शक्य होते जे मॅग्नेसाइटपासून बनवलेल्या फिल्टरपेक्षा 1.5-3 पट कमी दूषित असतात.

फिल्टरच्या आंतरग्रॅन्युलर चॅनेलद्वारे वितळण्याच्या प्रवाहाचा वेग आणि मोड मोठ्या समावेशन आणि चित्रपटांच्या पृथक्करणाच्या पूर्णतेवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पाडतात. वाढत्या गतीसह, गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावाखाली हलत्या प्रवाहातून समावेशाच्या अवसादनाची शक्यता कमी होते आणि हायड्रोडायनामिक क्रियेच्या परिणामी आधीच स्थापित समावेश धुऊन जाण्याची संभाव्यता, ज्याची डिग्री फिल्टरेशन गतीच्या वर्गाच्या प्रमाणात असते, वाढते.
ग्रॅन्युलर फिल्टर्सचा वापर करून बारीक विखुरलेल्या इनक्लुजनमधून ॲल्युमिनियम वितळण्याची कार्यक्षमता वाढते कारण फिल्टरचे ओले आणि वितळल्याने समावेश खराब होतो.
फिल्टर्सच्या निर्मितीसाठी फायरक्ले, मॅग्नेसाइट, अलंडम, सिलिका, क्लोराईड आणि फ्लोराईड क्षारांचे मिश्र धातु आणि इतर सामग्री वापरली जाते. निलंबित नॉन-मेटलिक समावेश काढून टाकण्याची पूर्णता फिल्टर सामग्रीच्या स्वरूपावर अवलंबून असते. फ्लोराइड्स (सक्रिय सामग्री) (चित्र 95 आणि 96) पासून बनविलेले सर्वात प्रभावी फिल्टर आहेत.
सक्रिय साहित्य, मोठ्या समावेशन आणि चित्रपटांसह, 30-40% पर्यंत बारीक विखुरलेले निलंबन वेगळे करणे आणि फ्लक्स किंवा क्लोराईडसह परिष्कृत केलेल्या मिश्र धातुंमधील हायड्रोजन सामग्री 10-20% कमी करणे शक्य करते. जसजसे बारीक विखुरलेले निलंबन काढून टाकले जाते, तसतसे कास्टिंगमधील धान्याचा आकार वाढतो, वायूचे प्रमाण कमी होते आणि मिश्रधातूंचे प्लास्टिकचे गुणधर्म वाढतात (चित्र 97). समावेश आणि हायड्रोजनपासून AK6 आणि AL4 मिश्रधातूंचे उच्च पातळीचे शुद्धीकरण होते. कॅल्शियम आणि मॅग्नेशियम फ्लोराईडच्या मिश्रधातूपासून बनवलेले फिल्टर वापरताना 4-6 मिमी व्यासाचे आणि फिल्टर लेयरची उंची 100-120 मिमी असते.

ग्रॅन्युलर फिल्टर्स, मेश फिल्टर्ससारखे, मिक्सरपासून मोल्डपर्यंत धातूच्या हालचालीच्या मार्गावर स्थापित केले जातात. इनगॉट्सच्या सतत कास्टिंगसाठी, इष्टतम स्थापना स्थान मोल्ड आहे; आकाराच्या कास्टिंगमध्ये, फिल्टर राइसरमध्ये ठेवला जातो, क्रुसिबल किंवा स्प्रू बाऊल डिस्पेंसिंग.
आकाराचे कास्टिंग आणि इनगॉट्स कास्ट करताना ग्रॅन्युलर फिल्टरचे ठराविक लेआउट अंजीर मध्ये दर्शविले आहेत. ९८.
वापरण्यापूर्वी, शोषलेला ओलावा काढून टाकण्यासाठी आणि वाहिन्यांमधील धातूचे गोठणे टाळण्यासाठी फिल्टर 700-720 °C पर्यंत गरम केले जाते.

भरणे अशा प्रकारे केले जाते की फिल्टरचा वरचा स्तर 10-15 मिमीच्या धातूच्या थराने झाकलेला असतो आणि फिल्टरनंतर धातूचा प्रवाह पूरग्रस्त पातळीखाली येतो. जर या अटी पूर्ण केल्या गेल्या, तर कास्टिंगमधील नॉन-मेटॅलिक समावेश आणि फिल्म्सची अवशिष्ट सामग्री V.I. तांत्रिक चाचणीनुसार 0.02-0.08 mm2/cm2 पर्यंत वाढविली जाऊ शकते. डोबॅटकिन आणि व्ही.के. झिनोव्हिएव्ह, म्हणजे जाळीच्या फिल्टरद्वारे फिल्टर करण्याच्या तुलनेत 2-4 वेळा कमी.
चित्रपट आणि मोठ्या नॉन-मेटलिक समावेशांमधून ॲल्युमिनियम वितळणे साफ करण्याचा सर्वात प्रभावी मार्ग म्हणजे इलेक्ट्रोफ्लक्स रिफाइनिंग. या प्रक्रियेचे सार म्हणजे द्रव प्रवाहाच्या थरातून वितळलेले पातळ जेट्स एकाच वेळी धातू आणि फ्लक्सवर थेट किंवा पर्यायी वर्तमान फील्ड लागू करणे, ज्यामुळे फ्लक्सद्वारे समावेशाच्या शोषणासाठी अधिक अनुकूल परिस्थिती निर्माण करणे. धातूच्या सीमेवर इंटरफेसियल तणाव कमी होणे. विशिष्ट पृष्ठभागाच्या क्षेत्रामध्ये वाढ आणि फ्लक्ससह धातूच्या संपर्काच्या कालावधीसह, साफसफाईची कार्यक्षमता वाढते. म्हणून, फ्लक्स आणि इलेक्ट्रोफ्लक्स रिफायनिंगसाठी उपकरणांचे डिझाइन जेट विखंडन (चित्र 99) प्रदान करतात.

इलेक्ट्रोफ्लक्स रिफायनिंगच्या इष्टतम पद्धतीमध्ये 5-7 मिमी व्यासासह धातूचा प्रवाह, 700-720 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत गरम करून, 20-150 मिमी जाडीच्या वितळलेल्या प्रवाहाच्या थरातून थेट प्रवाह फील्ड लागू करणे समाविष्ट आहे. धातूच्या कॅथोड ध्रुवीकरणासह 600-800 A चे बल आणि 6-12 V चा व्होल्टेज. फ्लक्स वापरासह (अल - एमजी आणि अल - एमजी - सी मिश्र धातुंसाठी 10-15% CaF2, MgF2 किंवा K3AlF6 सह कार्नालाइट आणि इतर ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंसाठी क्रायोलाइट) 4-8 किलो प्रति 1 टन वितळणे आणि ओलावा काळजीपूर्वक काढून टाकणे. फ्लक्स आणि कास्टिंग उपकरणे, AK6, AMg6, V95 मिश्रधातूंमध्ये मोठ्या नॉन-मेटलिक समावेशांची सामग्री तांत्रिक चाचणीनुसार 0.003-0.005 mm2/cm2 पर्यंत कमी केली जाऊ शकते.
ग्रॅन्युलर फिल्टर्सच्या विपरीत, इलेक्ट्रोफ्लक्स रिफायनिंग मिश्रधातूंच्या मॅक्रोस्ट्रक्चरवर परिणाम करत नाही, जे विखुरलेले नॉन-मेटलिक समावेश काढून टाकण्यात त्याची कमी कार्यक्षमता दर्शवते.
धातूची अशुद्धता काढून टाकण्यासाठी रॉट आणि कास्ट मिश्रधातूंना देखील परिष्कृत केले जाते: सोडियम, मॅग्नेशियम, जस्त आणि लोह.
ॲल्युमिनियम आणि ॲल्युमिनियम-मॅग्नेशियम विकृत मिश्रधातू AMg2, AMg6 मधून सोडियम काढून टाकणे हे क्लोरीन किंवा क्लोराईड्सच्या वाफांसह (C2Cl6, CCl4, TiCl4), फ्रीॉन (CCl2F2) वितळवून वितळवून आणि granF3 च्या सहाय्याने अल्ल्युलर फिल्टरद्वारे फिल्टर केले जाते. 4-6 मिमी आकार. या पद्धतींचा वापर केल्याने वितळलेल्या अवशिष्ट सोडियमचे प्रमाण 2/3*10-4% पर्यंत वाढवणे शक्य होते. मिश्रधातूच्या तांत्रिक गुणधर्मांवर सोडियमचा हानीकारक प्रभाव बिस्मथ, अँटिमनी, टेल्युरियम किंवा सेलेनियम वितळलेल्या ऍडिटीव्हमध्ये समाविष्ट करून दाबला जाऊ शकतो, जे सोडियमसह रेफ्रेक्ट्री इंटरमेटॅलिक संयुगे तयार करतात.
काही प्रकरणांमध्ये, दुय्यम ॲल्युमिनियम मिश्र धातु मॅग्नेशियम, जस्त आणि लोहाच्या अशुद्धतेपासून फ्लक्सिंग, व्हॅक्यूम डिस्टिलेशन आणि अवसादनाद्वारे शुद्ध केले जातात, त्यानंतर गाळणे. फ्लक्सद्वारे मॅग्नेशियम काढून टाकणे 2Na3AlF6 + 3Mg → 6NaF + 3MgF2 + 2A1 या अभिक्रियावर आधारित आहे. वितळलेल्या पृष्ठभागावर 50% क्रायओलाइट आणि 50% सोडियम क्लोराईडचा प्रवाह असतो. नंतर मिश्रधातू 780-800 °C पर्यंत गरम केले जाते आणि 10-15 मिनिटांसाठी फ्लक्ससह तीव्रतेने मिसळले जाते. वितळलेल्या पृष्ठभागावर तरंगणारी प्रतिक्रिया उत्पादने काढून टाकली जातात; उच्च मॅग्नेशियम सामग्रीसह (1-2.5%), परिष्करण प्रक्रिया अनेक वेळा पुनरावृत्ती होते. क्रायोलाइटचा वापर करून, वितळलेल्या मॅग्नेशियमचे प्रमाण 0.1% पर्यंत कमी केले जाऊ शकते. 50% Na2SiF6, 25% NaCl आणि 25% KCl असलेल्या फ्लक्ससह मॅग्नेशियमपासून दुय्यम ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंचे शुद्धीकरण यशस्वीरित्या केले जाऊ शकते. या हेतूंसाठी, तुम्ही पोटॅशियम क्लोरेट (KClO3) सारख्या ऑक्सिजन युक्त प्रवाह वापरू शकता.
व्हॅक्यूम डिस्टिलेशन फर्नेसमध्ये 950-1000 डिग्री सेल्सिअस तापमानात मॅग्नेशियम आणि झिंकपासून वितळणे शुद्ध केले जाते. या प्रक्रियेच्या परिणामी, 0.1-0.2% श्री आणि 0.02-0.05% Zn असलेले मिश्र धातु प्राप्त होतात. जेव्हा मिश्रधातूमध्ये त्याची सामग्री जास्त असते आणि फ्लक्सिंगद्वारे शुद्धीकरणाचा वापर फायदेशीर नसतो तेव्हा डिस्टिलेशनद्वारे वितळलेले मॅग्नेशियमपासून शुद्ध केले जाते.
स्थायिक करून, ॲल्युमिनियम-लोह समतोल स्थितीच्या आकृतीनुसार, ॲल्युमिनियम मिश्र धातुमधील लोह सामग्री 1.7% पर्यंत कमी करणे शक्य आहे, म्हणजे, जवळजवळ युटेक्टिक सामग्रीपर्यंत. मिश्रधातूमध्ये क्रोमियम, मँगनीज किंवा मॅग्नेशियमच्या प्रवेशासह स्थिरीकरण प्रक्रियेची जोडणी करून पुढील घट साध्य केली जाते. या घटकांच्या जोडणीमुळे युटेक्टिक पॉइंट ॲल्युमिनियमकडे सरकतो आणि अतिरिक्त लोह वेगळे होण्यास प्रोत्साहन मिळते. वितळण्यात 1-1.5% Mn टाकून, त्यातील लोहाचे प्रमाण 0.7% पर्यंत कमी करता येते. 25-30% च्या प्रमाणात मॅग्नेशियम जोडल्यास आपण लोह सामग्री 0.1-0.2% पर्यंत वाढवू शकता. लोह आंतरधातू संयुगे वेगळे करण्याची प्रक्रिया फिल्टरेशनसह सेटलिंग एकत्र करून वेगवान केली जाते. व्हॅक्यूम वापरून 700 डिग्री सेल्सियस पर्यंत गरम केलेल्या बेसाल्ट फिल्टरद्वारे गाळण्याची प्रक्रिया केली जाते. मॅग्नेशियमच्या मदतीने लोहापासून शुद्धीकरण 1.0% Si पेक्षा जास्त नसलेल्या मिश्रधातूंसाठी लागू आहे. सिलिकॉनचे प्रमाण जास्त असल्यास, सिलीसाइड तयार होतात, ज्यामुळे गाळण्याची प्रक्रिया मोठ्या प्रमाणात गुंतागुंतीची होते आणि सायकलमधून मॅग्नेशियमची महत्त्वपूर्ण मात्रा काढून टाकते. याव्यतिरिक्त, मिश्रधातू सिलिकॉनचा क्षीण झाला आहे.

मिश्रधातूंचे बदल

कास्टिंगमध्ये मॅक्रोग्रेन्सचे परिष्करण वितळलेल्या ऍडिटीव्हज (Ti, Zr, B, V, इ.) च्या थोड्या प्रमाणात (वितळण्याच्या वस्तुमानाच्या 0.05-0.15%) परिचय करून प्राप्त केले जाते. ही पद्धत wrought alloys (V95, D16, AK6, इ.) सुधारण्यासाठी वापरली जाते; आकाराच्या कास्टिंगच्या कास्टिंगमध्ये त्याला विस्तृत अनुप्रयोग आढळला नाही. 720-750 डिग्री सेल्सिअस तपमानावर ॲल्युमिनियम किंवा तांबे असलेल्या मिश्रधातूंच्या स्वरूपात मॉडिफायर्स सादर केले जातात.
विकृत मिश्र धातुंच्या संदर्भात, मॅक्रोस्ट्रक्चरच्या शुद्धीकरणासाठी टायटॅनियमचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. जेव्हा ते 0.05-0.15% च्या प्रमाणात वितळले जाते, तेव्हा व्यासातील मिश्र धातुंचे मॅक्रोग्रेन 0.5 मिमी पर्यंत चिरडले जाते. या प्रकरणात, क्रिस्टलायझेशन केंद्रे इंटरमेटॅलिक कंपाऊंड TiAl3 चे कण आहेत. टायटॅनियम सादर करण्यासाठी, 2-5% Ti असलेले अल-टी मिश्र धातु वापरले जाते.
Ti: B = 5: 1 या गुणोत्तरामध्ये टायटॅनियम आणि बोरॉनचा संयुक्तपणे परिचय करून विकृत मिश्रधातूंच्या मॅक्रोग्रेन्सचे आणखी मोठे शुद्धीकरण मिळू शकते. या प्रकरणात क्रिस्टलायझेशन केंद्रे जटिल इंटरमेटॅलिक संयुगे आहेत, ज्यात TiAl3, TiB2, AlB2 संयुगे आहेत. 2-6 μm च्या धान्य आकारांसह. या बदलामुळे 0.2-0.3 मिमी धान्य आकारासह 500 मिमी पेक्षा जास्त व्यासासह इंगॉट्समध्ये एकसंध मॅक्रोस्ट्रक्चर प्राप्त करणे शक्य होते. टायटॅनियम आणि बोरॉनची ओळख करून देण्यासाठी, ॲल्युमिनियम-टायटॅनियम-बोरॉन लिगचर, एक "झेरनोलिट" तयारी किंवा फ्लोरोबोरेट आणि पोटॅशियम फ्लूरोटायटेनेट असलेले फ्लक्स वापरले जातात. या मॉडिफायर्स आणि मॉडिफिकेशन मोडच्या रचना टेबलमध्ये दिल्या आहेत. 14. फ्लक्स वापरताना टायटॅनियम आणि बोरॉनचे उच्चतम प्रमाणात आत्मसात केले जाते, ज्यामध्ये सुधारित प्रभावासह, परिष्करण प्रभाव देखील असतो.
ॲल्युमिनियम रॉट मिश्रधातूंच्या मॅक्रोस्ट्रक्चरमध्ये बदल केल्याने इंगॉट्सची तांत्रिक प्लॅस्टिकिटी आणि फोर्जिंग आणि स्टॅम्पिंगमधील यांत्रिक गुणधर्मांची एकसमानता वाढते.

कास्टिंग हायपोएटेक्टिक आणि युटेक्टिक मिश्रधातू (AL2, AL4, AL9, AK7, AK9, AL30, AL34) सोडियम किंवा स्ट्रॉन्टियमसह सुधारित केले जातात जेणेकरुन eutectic सिलिकॉन precipitates पीसले जातात (तक्ता 14 पहा). मेटॅलिक सोडियम 780-800 डिग्री सेल्सिअस तापमानात बेल वापरून वितळण्याच्या तळाशी आणला जातो. कमी उकळत्या बिंदूमुळे (880 °C) आणि सोडियमच्या उच्च रासायनिक क्रियाकलापांमुळे, त्याचा परिचय काही अडचणींशी संबंधित आहे - मॉडिफायरचा मोठा कचरा आणि वितळण्याचे गॅस संपृक्तता, कारण सोडियम केरोसीनमध्ये साठवले जाते. म्हणून, उत्पादनाच्या परिस्थितीत, वितळणे सोडियम क्षारांसह सुधारित केले जाते.
दुहेरी सुधारक (67% NaF आणि 33% NaCl चे मिश्रण) सह बदल 780-810 °C तापमानात केले जातात. ट्रिपल मॉडिफायरचा वापर (62.5% NaCl, 25% NaF आणि 12.5% ​​KCl) 730-750 °C तापमानात बदल करण्यास अनुमती देतो.
फेरफार करण्यासाठी, मिश्रधातू वितळणाऱ्या भट्टीतून एका लाडूमध्ये ओतला जातो, जो गरम स्टँडवर ठेवला जातो, धातू आवश्यक तापमानाला गरम केला जातो, स्लॅग काढून टाकला जातो आणि ग्राउंड आणि डिहायड्रेटेड मॉडिफायर (1-2% वजनाने धातू) वितळण्याच्या पृष्ठभागावर सम थराने ओतली जाते. दुहेरी सुधारक वापरताना 12-15 मिनिटे आणि ट्रिपल मॉडिफायर वापरताना 6-7 मिनिटांसाठी लागू केलेल्या क्षारांसह वितळणे सुधारित तापमानावर ठेवले जाते. या प्रकरणात, 6NaF + Al → Na3AlF6 + 3Na प्रतिक्रियेनुसार परस्परसंवाद होतो. सोडलेल्या सोडियममध्ये सुधारित प्रभाव असतो. प्रतिक्रियेला गती देण्यासाठी आणि वितळण्यात सोडियमचा प्रसार सुनिश्चित करण्यासाठी, क्षारांचे कवच चिरले जाते आणि 50-100 मिमी खोलीपर्यंत मळून घेतले जाते. परिणामी स्लॅग फ्लोराईड किंवा सोडियम क्लोराईड घालून घट्ट केला जातो आणि वितळण्याच्या पृष्ठभागावरून काढून टाकला जातो. सुधारणेची गुणवत्ता नमुना फ्रॅक्चर आणि मायक्रोस्ट्रक्चर (चित्र 100) द्वारे नियंत्रित केली जाते. सुधारित मिश्रधातू 25-30 मिनिटांच्या आत मोल्ड्समध्ये ओतले जावे, कारण जास्त काळ एक्सपोजर सोबत बदल प्रभाव काढून टाकला जातो.

युनिव्हर्सल फ्लक्स (50% NaCl; 30% NaF; 10% KCl; 10% Na3AlF6) सह सिल्युमिन्स सुधारित करण्याचा सल्ला दिला जातो. वितळलेल्या भट्टीतून वितळत असताना वितळण्याच्या वजनाने 0.5-1.0% प्रमाणात कोरडे चूर्ण प्रवाह धातूच्या प्रवाहाखाली ओतले जाते. जेट जोरदारपणे वितळलेल्या फ्लक्सचे मिश्रण करते. वितळण्याचे तापमान 720 डिग्री सेल्सियसपेक्षा कमी नसल्यास प्रक्रिया यशस्वी होते. युनिव्हर्सल फ्लक्स वापरताना, उच्च तापमानाची आवश्यकता नसते, वितळण्याची प्रक्रिया वेळ कमी केला जातो, फ्लक्सचा वापर कमी केला जातो आणि मिश्रधातू सुधारित केला जातो आणि धातूचा समावेश साफ केला जातो.
सोडियममध्ये बदल केल्याने फेरबदल प्रभावाच्या जतनाचा आवश्यक कालावधी मिळत नाही आणि ऑक्सिडेशन, हायड्रोजनचे शोषण आणि गॅस सच्छिद्रता तयार करण्यासाठी मिश्रधातूंच्या संवेदनाक्षमतेमध्ये वाढ होते.
स्ट्रॉन्टियममध्ये चांगले सुधारण्याचे गुणधर्म आहेत. सोडियमच्या विपरीत, हा घटक ॲल्युमिनियममधून अधिक हळूहळू वितळतो, ज्यामुळे बदलाचा प्रभाव 2-3 तासांपर्यंत टिकवून ठेवता येतो आणि मिश्रधातूंचे ऑक्सिडेशन आणि सोडियम सारख्या प्रमाणात वायू शोषण्याची त्यांची प्रवृत्ती वाढत नाही. स्ट्रॉन्शिअम सादर करण्यासाठी, 10% Sr सह ॲल्युमिनियम-स्ट्रॉन्टियम मिश्रधातूचा वापर केला जातो. य्ट्रिअम आणि अँटीमोनी देखील दीर्घकालीन सुधारक म्हणून वापरले जातात.
Hypereutectic silumins (13% Si) मोठ्या सिलिकॉन कणांच्या प्रकाशाने स्फटिक बनतात, ज्यामुळे मिश्रधातूंचे यांत्रिक गुणधर्म (विशेषतः लवचिकता) कमी होतात आणि वाढलेल्या कडकपणामुळे यांत्रिक प्रक्रिया गुंतागुंतीची होते. प्राथमिक सिलिकॉन क्रिस्टल्सचे पीसणे फॉस्फरस (0.05-0.1%) वितळण्याद्वारे चालते - सिलिकॉन (चित्र 101) कडे सक्रिय असलेली सामग्री. सुधारणेसाठी, टेबलमध्ये दिलेले सुधारक वापरले जातात. 14.

ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंच्या विकासाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यावर, हे लक्षात आले की लहान अशुद्धता किंवा विशेष टायटॅनियम ॲडिटीव्ह (शतकांश किंवा टक्केवारीचा दहावा भाग) कास्ट ॲल्युमिनियमचे धान्य झपाट्याने परिष्कृत करतात. 1914 मध्ये, K. Schirmeister यांनी एक लेख प्रकाशित केला ज्यामध्ये त्यांनी लहान ॲल्युमिनियम इंगॉट्सच्या फ्रॅक्चर स्ट्रक्चरवर लहान टायटॅनियम जोडण्याचा फायदेशीर प्रभाव दर्शविला. कास्ट ॲल्युमिनिअमच्या ग्रेन रिफाइनमेंटच्या परिणामास विशेष ऍडिटीव्ह्सचा परिचय करून मॉडिफिकेशन म्हणतात.

ॲल्युमिनिअम मिश्रधातूंच्या सुधारणेच्या अधिक व्यापक कामात असे आढळून आले की, टायटॅनियम व्यतिरिक्त, ॲल्युमिनियमचे धान्य क्रिस्टलायझेशनच्या वेळी झिंक, टंगस्टन, मॉलिब्डेनम, बोरॉन, रेनिअम, टँटलम, हॅफनियम, व्हॅनेडियम, स्कॅन्डियम, च्या लहान जोडणीद्वारे चिरडले जाते. स्ट्रॉन्शिअम आणि काही प्रमाणात, लोह, निकेल, क्रोमियम, मँगनीज.

फेरफार प्रक्रियेत पृष्ठभागाच्या घटनेच्या मोठ्या महत्त्वामुळे, संशोधकांनी पृष्ठभागावरील क्रियाकलापांचे निकष निर्धारित करण्याचा प्रयत्न केला आहे ज्यामुळे संरचनेत दिलेल्या बदलासाठी आवश्यक सुधारकांची निवड करणे शक्य होईल.

A.M च्या प्रयोगांवर आधारित कोरोल्कोव्हने निकष म्हणून ऍडिटीव्हच्या अणू खंडांचे गुणोत्तर पुढे ठेवले यू डीआणि दिवाळखोर व्ही पी. तर U d > U r,नंतर ऍडिटीव्ह पृष्ठभाग सक्रिय आहे. या निकषाच्या आधारे, त्याने हजारव्या आणि शतांश टक्के ते 10-20% पर्यंतच्या एकाग्रतेवर ॲल्युमिनियममध्ये काही मिश्रित पदार्थांच्या क्रियाकलापांचे मूल्यांकन करण्यासाठी डेटा प्राप्त केला. असे दिसून आले आहे की लिथियम, कॅल्शियम, मॅग्नेशियम, कथील, शिसे, अँटीमनी आणि बिस्मथ हे ॲल्युमिनियमच्या दिशेने सक्रिय आहेत. तांबे, क्रोमियम, जर्मेनियम आणि चांदीसह ॲल्युमिनियम मिश्रित केल्याने पृष्ठभागावरील तणावात लक्षणीय बदल झाला नाही.

व्ही.एन. एलागिनने सिद्ध केले की क्रिस्टलायझेशन दरम्यान ॲल्युमिनियमच्या धान्यांचे शुद्धीकरण ॲल्युमिनियमसह संक्रमण धातूंच्या विशेष परस्परसंवादाचा परिणाम आहे.

टेबलमध्ये टेबल 1.3 ॲल्युमिनियम A99 शीत साच्यात टाकताना सर्वात शक्तिशाली मॉडिफायर्स (टायटॅनियम, टँटलम, बोरॉन, झिंक) च्या प्रभावाचे वर्णन करणारे परिणाम दर्शविते.

तक्ता 1.3

सर्वात शक्तिशाली सुधारकांच्या प्रभावाचे परिणाम

V.I मते. नपालकोवा आणि एस.व्ही. माखोव्ह, शुद्ध ॲल्युमिनियम आणि त्याच्या मिश्र धातुंची रचना अनेक पॅरामीटर्सवर अवलंबून असते, ज्याला दोन गटांमध्ये विभागले जाऊ शकते. पॅरामीटर्सचा पहिला गट रेफ्रेक्ट्री मॉडिफायर कणांच्या भौतिक-रासायनिक गुणधर्मांद्वारे निर्धारित केला जातो. एकत्रितपणे, हे गुणधर्म रासायनिक निसर्ग, संरचनात्मक, आयामी आणि शोषण घटकांद्वारे व्यक्त केले जातात. दुस-या गटामध्ये वितळणे आणि कास्टिंग मिश्र धातुंचे तापमान-वेळ नियम, सुधारकची एकाग्रता, इनगॉटचा शीतलक दर आणि इंटरमेटल आणि डोव्हच्या कणांचा आकार समाविष्ट असावा.

वितळण्याच्या क्रिस्टलायझेशनवरील प्रभावाच्या यंत्रणेनुसार, सर्व मॉडिफायर्स दोन वर्गांमध्ये विभागले गेले आहेत: न्यूक्लिएशन आणि पृष्ठभाग-सक्रिय क्रिया आणि प्रथम श्रेणी सुधारक धान्य शुद्धीकरणासाठी सर्वात महत्वाचे आहेत.

आदर्श सुधारक हा एक कण आहे जो खालील आवश्यकता पूर्ण करतो: त्याने कमीतकमी एकाग्रतेत धान्य प्रभावीपणे दळले पाहिजे; वितळताना थर्मली स्थिर आणि विखुरलेल्या स्थितीत असणे; सुधारित मिश्रधातूच्या जाळीसह किमान संरचनात्मक फरक आहे; रिमेल्टिंग दरम्यान त्याचे सुधारित गुणधर्म गमावू नका. सध्या ज्ञात असलेल्या कोणत्याही सुधारकांमध्ये या गुणधर्मांची संपूर्ण श्रेणी नाही.

काम ॲल्युमिनियम आणि त्याच्या मिश्र धातुंमध्ये बदल करण्यासाठी खालील यंत्रणा सादर करते. जेव्हा ॲल्युमिनियम वितळण्यात एक सुधारक घटक समाविष्ट केला जातो, तेव्हा चढ-उताराची घटना घडते, परिणामी प्री-न्यूक्लियस तयार होतो, ज्याची निर्मिती ॲल्युमिनियम ऑक्साईड, टायटॅनियम कार्बाइड आणि इतर सारख्या निलंबित कणांच्या उपस्थितीमुळे होते. 1-2 मायक्रॉन पेक्षा कमी. वितळलेल्या थर्मल सुपर कूलिंगच्या परिणामी चढ-उताराची घटना उद्भवते, ज्याची परिमाण सुधारक घटकाच्या प्रकाराद्वारे निर्धारित केली जाते. थर्मल सुपरकूलिंग व्हॅल्यू जितके जास्त तितके चढ-उतारांची संख्या जास्त आणि वितळलेल्या अशुद्धतेची संख्या जास्त सक्रिय होते. घटकांची बदलण्याची क्षमता त्यांच्या व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन्सच्या ॲल्युमिनियमच्या व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन्सच्या परस्परसंवादाद्वारे निर्धारित केली जाते. हा परस्परसंवाद दोन अणूंच्या व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉनच्या आयनीकरण क्षमतेद्वारे निर्धारित इलेक्ट्रॉन वायू तयार करण्यासाठी एकत्रित करण्याच्या क्षमतेमुळे होतो.

690-710 डिग्री सेल्सिअस तापमानात उच्च-शुद्धतेच्या ॲल्युमिनियममध्ये 0.10-0.15% Ti आणि तांत्रिक-शुद्धता ॲल्युमिनियम कास्टमध्ये 0.07% Ti जोडल्यास, लक्षणीय बदल साध्य केले जातात. विशेषत: 0.20% Ti किंवा त्यापेक्षा जास्त प्रमाणात धान्याचे शुद्धीकरण दिसून येते.

हे काम धान्य शुद्धीकरणावर बोरॉनच्या प्रभावाचे परीक्षण करते, परंतु मुख्यतः बोरॉनची भर विद्युत उद्योगात वापरल्या जाणाऱ्या ॲल्युमिनियमसाठी वापरली जाते. आर. किसलिंग आणि जे. वॉलास लक्षात घेतात की 690-710 डिग्री सेल्सिअस वितळलेल्या तापमानात, कास्टिंग करण्यापूर्वी लगेचच सर्वात प्रभावी जोड 0.04% बी आहे.

Al-Mg आणि Al-Mn सिस्टीमच्या तयार केलेल्या मिश्रधातूंमध्ये, 0.07% Ti ची भर घातल्याने सततच्या पद्धतीने टाकलेल्या इनगॉट्समध्ये सूक्ष्म-दाणेदार रचना आणि शीटमध्ये एक सूक्ष्म-दाणेदार पुनर्क्रिस्टल संरचना तयार करणे सुनिश्चित होते.

एम.व्ही. मालत्सेव्ह आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी 0.05-0.10% च्या टायटॅनियम एकाग्रतेमध्ये ॲल्युमिनियमच्या बनवलेल्या मिश्र धातुंच्या पिल्लांमध्ये सर्वात मोठे धान्य शुद्धीकरण शोधले. टायटॅनियम एकाग्रतेवर ॲल्युमिनियम धान्य परिष्करणाची प्राप्त अवलंबित्व त्यांच्याद्वारे ॲल्युमिनियम-टायटॅनियम फेज आकृतीच्या स्वरूपाद्वारे स्पष्ट केली गेली. या अवलंबित्वाच्या विश्लेषणातून असे दिसून आले आहे की "धान्याची संख्या - ॲडिटीव्ह" वक्र वर एक वैशिष्ट्यपूर्ण वळण दिसून येते, ज्याची स्थिती 0.15% पेक्षा जास्त टायटॅनियम एकाग्रतेवर TiAl 3 क्रिस्टल्सच्या निर्मितीशी संबंधित आहे. ॲल्युमिनियमच्या संरचनेवर सर्वात मजबूत प्रभाव 0.15-0.30% च्या टायटॅनियम एकाग्रतेवर दिसून येतो. जेव्हा टायटॅनियम सामग्री 0.15% पेक्षा कमी असते, तेव्हा ॲल्युमिनियम धान्याचे शुद्धीकरण व्यावहारिकदृष्ट्या फारच लहान असते. हे द्रव मिश्र धातुच्या मॅक्रोव्हॉल्यूममध्ये ऍडिटीव्हच्या असमान वितरणामुळे होते. 0.30% पेक्षा जास्त टायटॅनियम एकाग्रतेवर, किंचित पीसणे उद्भवते आणि 0.70% आणि त्याहून अधिक एकाग्रतेवर, ॲल्युमिनियमचे दाणे मोठे होतात. सुधारित ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंच्या अर्ध-तयार उत्पादनांमध्ये, संरचनेतील झोनिंग काढून टाकल्यामुळे, यांत्रिक गुणधर्म गुळगुळीत केले जातात आणि त्यांची मूल्ये सुधारित मिश्र धातुंच्या अर्ध-तयार उत्पादनांच्या तुलनेत 10-20% वाढतात. M.V द्वारे स्थापित केल्याप्रमाणे. मालत्सेव्ह आणि त्यांचे सहकारी, 0.05-0.10% B च्या परिचयाने ॲल्युमिनियम कास्टिंगची एक बारीक-दाणेदार रचना प्राप्त केली जाते. ॲल्युमिनियमच्या धान्याची सर्वात मजबूत शुद्धता 0.20% B च्या जोडणीसह आणि आणखी वाढीसह दिसून येते. बोरॉन एकाग्रता, धान्य पुन्हा खडबडीत होते.

0.05-0.10 च्या प्रमाणात बोरॉन घाला % मिश्र धातु B95 मध्ये इंगॉट्समधील धान्याचा आकार लक्षणीयरीत्या कमी होतो, तर अर्ध-तयार उत्पादनांची बोरॉन जोडून तन्य शक्ती 15-20 MPa सुधारित ingots मधील अर्ध-तयार उत्पादनांच्या तुलनेत जास्त असते. बोरॉनचा सूचित पेक्षा जास्त प्रमाणात समावेश केल्याने B95 मिश्र धातुपासून अर्ध-तयार उत्पादनांच्या लवचिकतेमध्ये तीव्र घट होते.

टायटॅनियम आणि बोरॉनच्या एकत्रित जोडणीसह ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंच्या धान्य शुद्धीकरणावर प्रथम प्रयोग ए. किबुला आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी ब्रिटीश असोसिएशन फॉर द रिसर्च ऑफ नॉन-फेरस मेटलमधून केले. या कामात, इष्टतम फेरबदल प्रभाव प्राप्त करण्यासाठी, खालील एकाग्रतेची शिफारस केली जाते: 0.01-0.03% Ti आणि 0.003-0.010% B. शुद्ध ॲल्युमिनियममध्ये अशुद्धता नसल्यामुळे, ते सुधारणे सर्वात कठीण आहे. Cavecchi कंपनीने शुध्द ॲल्युमिनियममध्ये 0.0025-0.0075% Ti आणि 0.0005-0.0015% B आणि ॲल्युमिनियममध्ये 0.003-0.015% Ti आणि 0.0006-0.0003% B जोडण्याची शिफारस केली आहे. सर्व मिश्रधातूंचे आकार वाढले पाहिजेत. मिश्रधातूचा परिचय केवळ प्राथमिक ॲल्युमिनियममध्ये करणे आवश्यक आहे आणि कास्टिंग सुरू होण्यापूर्वी 15-20 मिनिटे वितळणे आवश्यक आहे.

सुधारणा प्रक्रिया ए. किबुला आणि नंतर एम.व्ही. वर आधारित होती. टायटॅनियम आणि संयुक्तपणे टायटॅनियम आणि बोरॉनच्या जोडणीसह ॲल्युमिनियम मिश्र धातुच्या इनगॉट्समधील धान्य शुद्धीकरणाचा अभ्यास करताना मालत्सेव्ह यांनी न्यूक्लिएशनचा सिद्धांत मांडला. स्थापित केल्याप्रमाणे, टायटॅनियम ॲडिटीव्हशिवाय मिश्र धातुंच्या क्रिस्टलायझेशन दरम्यान, सुपर कूलिंग होते, ज्याचे मूल्य 1-2 डिग्री सेल्सिअसपर्यंत पोहोचते, तर 0.002-0.100% Ti च्या परिचयाने, कोणतेही सुपर कूलिंग दिसून येत नाही. या प्रकरणात, इनगॉटच्या क्रॉस-सेक्शनवर एक बारीक-दाणेदार रचना प्राप्त केली जाते. या सर्व गोष्टींवर विश्वास ठेवण्याचे कारण दिले की न्यूक्लीच्या उपस्थितीमुळे धान्य ठेचले जाते, ज्यावर वितळण्याचे क्रिस्टलायझेशन सुरू होते. असे कण कार्बाइड्स, बोराइड्स आणि संक्रमण धातूंचे ॲल्युमिनाइड असू शकतात, ज्यात ॲल्युमिनियम सॉलिड सोल्यूशन (4.04 A) च्या जाळीच्या पॅरामीटरशी संबंधित जाळीचे मापदंड असतात.

A. Kibula च्या मते, मॉडिफायर म्हणून सादर केलेल्या ॲडिटीव्हने खालील आवश्यकता पूर्ण केल्या पाहिजेत:

• रासायनिक रचना न बदलता उच्च तापमानात वितळलेल्या ॲल्युमिनियममध्ये पुरेशी स्थिरता;
• ॲडिटीव्हचा वितळण्याचा बिंदू ॲल्युमिनियमच्या वितळण्याच्या बिंदूपेक्षा जास्त आहे;
• ॲडिटीव्ह आणि ॲल्युमिनियम जाळी दरम्यान संरचनात्मक आणि आयामी पत्रव्यवहार;
• सुधारित वितळलेल्या अणूंसह पुरेसे मजबूत शोषण बंध तयार करणे.

या बंधांच्या मजबुतीचा निकष, वरवर पाहता, वितळलेल्या-घन कण इंटरफेसवरील पृष्ठभागावरील ताण असू शकतो. पृष्ठभागावरील ताण जितका जास्त असेल तितका द्रव अवस्थेमुळे कण ओले होईल आणि क्रिस्टलायझेशन केंद्र म्हणून कण वापरण्याची शक्यता कमी असेल. मोठ्या संख्येने सिस्टीमवर केलेल्या कामावरून असे दिसून आले आहे की न्यूक्लिएशनच्या संदर्भात सब्सट्रेटची उत्प्रेरक क्रिया जाळीच्या जुळणीच्या मूल्याद्वारे नव्हे तर सब्सट्रेटच्या रासायनिक स्वरूपाद्वारे निर्धारित केली जाते.

"कवेक्की" कंपनीने उत्पादित केलेल्या औद्योगिक मिश्र धातु A1-5TMV चा अभ्यास करून, कामाचे लेखक या निष्कर्षापर्यंत पोहोचले की ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंचे धान्य शुद्धीकरण त्यांच्या जाळीच्या संरचनात्मक आणि आयामी पत्रव्यवहारामुळे TiAl 3 कणांच्या निर्मितीशी संबंधित आहे. ॲल्युमिनियम सॉलिड सोल्युशनच्या जाळीपर्यंत. इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपिक विश्लेषणाच्या परिणामांनुसार, टायटॅनियम डायबोराइड आणि बोरॉन ॲल्युमिनाइडचे क्रिस्टल्स बदल प्रक्रियेत भाग घेत नाहीत. ॲल्युमिनियम-टायटॅनियम मिश्रधातूमध्ये बोरॉनची भर घातल्याने एकाग्रतेत ॲल्युमिनाइड तयार होण्यास प्रोत्साहन मिळते.

प्रयोगांनी दर्शविले आहे की 5:1 च्या टायटॅनियम ते बोरॉन एकाग्रता गुणोत्तरामध्ये जास्तीत जास्त बदल दिसून येतो; मोठ्या किंवा लहान गुणोत्तरांसह, सुधारणा प्रभाव कमी होतो. स्पष्टपणे, जेव्हा टायटॅनियम ॲल्युमिनाइडचे वर्चस्व असते तेव्हा बदल घडतात, जरी ॲल्युमिनियमच्या घनीकरणादरम्यान बोराइड्स देखील केंद्रक असू शकतात. या दोन प्रकारच्या न्यूक्लीमधील मुख्य फरक असा आहे की टायटॅनियम ॲल्युमिनाइडवर ॲल्युमिनियमचे घनीकरण सुपर कूलिंगशिवाय होते, तर बोराइड्ससाठी काही सुपर कूलिंग आवश्यक असते.

बहुतेक संशोधकांचा असा युक्तिवाद आहे की फेरफार प्रभाव टायटॅनियम आणि बोरॉनच्या गुणोत्तराने निर्धारित केला जातो. तर कामात हे स्पष्ट केले आहे की ॲल्युमिनियम मेल्टमध्ये 2.2% Ti आणि 1% B असलेल्या मास्टर मिश्रधातूचा परिचय 5% Ti आणि 1% B असलेल्या मास्टर मिश्रधातूच्या जोडण्यासारखाच बदल प्रभाव प्रदान करतो. परंतु मिश्रधातूमध्ये Al-2,2Ti-lB टायटॅनियम ॲल्युमिनाइड अल्प प्रमाणात किंवा अनुपस्थित आहे आणि मुख्य घटक टायटॅनियम डायबोराइड आहे, जो ॲल्युमिनियमच्या घनतेसाठी केंद्रक म्हणून काम करतो. A1-5Ti-lB मिश्रधातूमध्ये, मुख्य सुधारक टायटॅनियम ॲल्युमिनाइड आहे, ज्याचे केंद्रक टायटॅनियम डायबोराइड आहे. हे क्रिस्टलायझेशन समोरील बाजूने जमा होऊ शकते आणि मर्यादित प्रमाणात ॲल्युमिनियम विरघळू शकते. डी. कॉलिन्सच्या मते, पेरिटेक्टिक रिॲक्शनच्या परिणामी तयार झालेले टायटॅनियम ॲल्युमिनाइड आणि इतर इंटरमेटलाइड हे अतिशय प्रभावी मॉडिफायर आहेत आणि कमी थंड दरातही धान्य परिष्कृत करतात.

जे. मॉरिसॉट यांनी नमूद केल्याप्रमाणे, स्फटिकीकरणाच्या दराने, मिश्रधातूच्या घटकांची उपस्थिती, ज्यामुळे मिश्रधातूच्या क्रिस्टलायझेशन श्रेणीचा विस्तार होतो आणि कॉन्सन्ट्रेशन सुपरकूलिंग, तसेच इंटरफेसजवळील मेल्टमध्ये थर्मल सुपरकूलिंग तयार होते, या बदल प्रक्रियेवर खूप प्रभाव पडतो.

काम खालील धान्य पीसण्याच्या यंत्रणेची रूपरेषा देते. क्रिस्टलायझेशन फ्रंटच्या आधी, वितळण्यामध्ये TiB 2, ZrB 2, इत्यादी प्राथमिक कणांची पुरेशी मात्रा असते. Al-Ti-B मिश्रधातूमध्ये, मुख्य सुधारक म्हणजे TiB 2 कण, ज्याची जाळी संरचनेत समान असते आणि ॲल्युमिनियमच्या जाळीचा आकार. टायटॅनियम डायबोराइड कणांवर ॲल्युमिनियमचे घनीकरण केवळ 4.8 डिग्री सेल्सियसच्या सुपर कूलिंगसह शक्य आहे. टायटॅनियमच्या वाढीव एकाग्रतेसह एक थर टायटॅनियम बोराइडच्या जवळ तयार होतो जे बोराइडमधून पसरते. टायटॅनियमच्या वाढीव एकाग्रतेसह एक थर तयार केल्याने मास्टर मिश्र धातुमध्ये टायटॅनियम आणि बोरॉनचे गुणोत्तर TiB 2 कंपाऊंडमधील संबंधित स्टोइचिओमेट्रिक प्रमाणापेक्षा जास्त का आहे हे स्पष्ट करणे शक्य करते. न्यूक्लियस आणि मिश्रधातूचा पाया यांच्यातील आकार घटक निर्णायक नाही, कमीतकमी बोराइड्ससाठी.

हे लक्षात घ्यावे की सुधारित ऍडिटीव्हच्या उपस्थितीत मेल्ट सुपरकूलिंगवरील प्रायोगिक डेटा विसंगत आहेत. कार्य दर्शविते की 0.3-0.8% Ti सह ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंमध्ये सुपर कूलिंग हा अंशाचा अंश आहे. या प्रकरणात, पेरिटेटिक क्षैतिज ओलांडणारे टायटॅनियम असलेले मिश्र धातु एक्स्ट्रापेरिटेक्टिकपेक्षा जास्त सुपर कूलिंगद्वारे दर्शविले जातात.

5-10 °C/मिनिट उष्णता काढून टाकण्याच्या दराने 10 μm 3 च्या व्हॉल्यूममध्ये ॲल्युमिनियमच्या सुपर कूलिंगवर टायटॅनियम ॲडिटीव्हच्या प्रभावाचा अभ्यास केला गेला. 0.025% Ti जोडल्याने ॲल्युमिनियमचे सुपर कूलिंग 47 वरून 16 °C पर्यंत कमी झाले. सुपर कूलिंगची डिग्री देखील वितळण्याच्या प्रमाणात लक्षणीयरीत्या प्रभावित होते. सुपरकूल्ड मेल्टचे तापमान थेट मोजा आणि पुनरुत्पादक परिणाम मिळविण्यासाठी उष्णता काढण्याचे प्रमाण समायोजित करा V.I. डॅनिलोव्ह 0.25-0.50 सेमी 3 च्या खंडांमध्ये शिफारस करतात.

जपानी संशोधक ए. ओनो यांच्या मते, प्राथमिक धान्य पीसण्याचे कारण हे घटक आहे जे इक्वेक्स्ड क्रिस्टल्सचे स्वरूप ठरवते. Al-Ti मिश्रधातूचे उदाहरण वापरून, हे दर्शविले आहे की जलद थंड होण्यामुळे जलद शीतकरण झोनमध्ये इक्वेक्स्ड क्रिस्टल्स तयार होत नाहीत. त्यांना तयार करण्यासाठी, वितळणे आवश्यक आहे. या प्रकरणात, घनीकरण प्रक्रियेदरम्यान क्रिस्टलायझरच्या भिंतींवर जमा झालेल्या क्रिस्टल्सची वाढ थांबविली जाते. सुपर कूलिंगमुळे आणि द्रावणाच्या एकाग्रतेतील बदलांमुळे, क्रिस्टलायझरच्या भिंतीवर क्रिस्टल वाढ मर्यादित आहे आणि तन्य ताण त्यांच्या पायावर कार्य करतात. परिणामी, क्रिस्टल्स क्रिस्टलायझरच्या भिंतींपासून वेगळे केले जातात आणि एक समान रचना तयार होते. A. असे मानले जाते की धान्य पीसताना, क्रिस्टलायझरच्या भिंतींवर वाढलेल्या क्रिस्टल्सच्या पायाला सुधारक घटकांसह आच्छादित करण्याच्या प्रभावाद्वारे मुख्य भूमिका बजावली जाते; जेव्हा मॉडिफायर सादर केले जातात तेव्हा हे देखील लक्षात येते. टायटॅनियम स्फटिकांच्या तळांना आच्छादित करतो, जे स्फटिकाच्या भिंतीपासून वेगळे होण्यास गती देते आणि ॲल्युमिनियमसाठी एक अशुद्धता आहे जी वाढत्या स्फटिकांद्वारे निवडकपणे पकडली जाते. परिणामी, क्रिस्टल्सच्या पायथ्याशी टायटॅनियमचे पृथक्करण दिसून येते, ज्यामुळे क्रिस्टल्स आच्छादित होतात आणि त्यांची वाढ रोखतात. अशाप्रकारे, अभ्यासामध्ये, क्रिस्टलच्या वाढीतील मंदपणाचे स्पष्टीकरण घनीकरण प्रक्रियेदरम्यान विरघळलेल्या घटकांचे विभाजन आणि घनीकरण दरम्यान वितळलेले मिश्रण द्वारे केले जाते.

क्रिस्टलायझेशन प्रक्रियेवर नियंत्रण ठेवण्याचा आणखी एक मूळ मार्ग आहे, विशेषत: जाड-भिंतीच्या कास्टिंगचा, स्टील कास्टिंगच्या संबंधात तपशीलवार विकसित केला आहे. या प्रकरणात, मोल्ड किंवा इतर साच्यात टाकताना धातूच्या प्रवाहात धातूच्या पावडरचा परिचय करून त्याच्या संपूर्ण व्हॉल्यूममध्ये वितळण्याची तीक्ष्ण थंडता प्राप्त होते. सस्पेंशन सॉलिडिफिकेशन दरम्यान, संपूर्ण व्हॉल्यूममध्ये वितळण्याच्या तीक्ष्ण थंडीमुळे, एकाच वेळी तयार झालेल्या अनेक क्रिस्टलायझेशन केंद्रांमधून क्रिस्टल वाढीचा उच्च दर विकसित होतो. या प्रकरणात, इनगॉटचे व्हॉल्यूमेट्रिक क्रिस्टलायझेशन दिसून येते.

अलीकडे, स्तंभीय संरचना, अक्षीय सच्छिद्रता, पृथक्करण आणि स्टील कास्टिंगमधील गरम क्रॅक दूर करण्यासाठी निलंबन कास्टिंगचा वापर केला जातो. ॲल्युमिनियम मिश्र धातु कास्टिंगची रचना सुधारण्यासाठी एक साधन म्हणून देखील त्याची चाचणी केली जाईल. मायक्रोरेफ्रिजरेटर्स निवडताना, क्रिस्टलोग्राफिक पत्रव्यवहाराचे तत्त्व पाळण्याची शिफारस केली जाते, म्हणजेच मायक्रोरेफ्रिजरेटर्सची सामग्री त्याच्या क्रिस्टलोग्राफिक वैशिष्ट्यांमध्ये प्रक्रिया केल्या जाणाऱ्या मिश्रधातूच्या समान किंवा जवळ असणे आवश्यक आहे. सर्वात जास्त परिणामासाठी, मायक्रोरेफ्रिजरेटर्सचे वितळण्याचे तापमान प्रक्रिया केलेल्या मिश्रधातूच्या वितळण्याच्या तापमानाच्या जवळ असणे आवश्यक आहे.

मिश्रधातू ओतल्या जात असलेल्या समान रचना असलेल्या इनगॉटच्या घन शरीराच्या डोक्याच्या भागामध्ये प्रवेश करणे देखील शक्य आहे, जे वितळल्यावर, पिंडाच्या द्रव विहिरीतील उष्णतेचा काही भाग काढून टाकतात. ई. शीलने ओतलेल्या मिश्रधातूच्या प्रवाहात विशिष्ट जाडीची वायर किंवा टेप जोडून ॲल्युमिनियम मिश्र धातुंचे प्रभावी धान्य शुद्धीकरण साध्य केले. या वेळेपर्यंत आपल्या देशात V.I. डॅनिलोव्ह यांनी बियाणे सामग्रीचा परिचय करून विविध मिश्र धातुंच्या पिल्लांमध्ये धान्य शुद्धीकरणाच्या यंत्रणेचा तपशीलवार अभ्यास केला.

व्ही.ई. 1940 मध्ये, न्युमार्कने पिंडाची रचना सुधारण्यासाठी वितळण्यासारख्याच धातूपासून बनविलेले बियाणे वापरण्याचा प्रस्ताव दिला. बियाणे 1-2% प्रमाणात तुकड्या किंवा चिप्सच्या रूपात साच्यामध्ये ओतण्यापूर्वी किंचित जास्त गरम झालेल्या वितळण्यात आले. पिंडाच्या संरचनेवर बियांचा प्रभाव वितळण्याच्या अतिउष्ण तापमानावर, वितळण्यात बियाणे मिसळण्याच्या पूर्णतेवर आणि कास्टिंग पद्धतीवर अवलंबून असतो. मिश्रधातूंपेक्षा शुद्ध धातूंना बियाणे वापरून धान्य परिष्कृत करणे अधिक कठीण आहे. क्रिस्टल-वितळण्याच्या इंटरफेसमध्ये पृष्ठभागावरील तणावाचे मूल्य ही एक महत्त्वाची परिस्थिती आहे, म्हणून, पृष्ठभागावरील ताण जितका कमी असेल तितके स्फटिकासारखे केंद्रक तयार करण्याचे काम कमी असेल आणि सूक्ष्म-स्फटिकीय पिंड मिळण्याची शक्यता जास्त असेल. विशिष्ट धातू आणि मिश्रधातूंसाठी बियाणे वापरण्याची शक्यता वितळताना जास्त गरम झाल्यावर अशुद्धता निष्क्रिय करण्याच्या प्रमाणात निर्धारित केली जाते. निष्क्रियीकरण तापमान जितके जास्त असेल तितका बियांचा परिणाम पिंडाच्या संरचनेवर अधिक प्रभावी होईल. तापमान वाढवण्यासाठी, एक बियाणे वापरण्यात आले होते ज्यामध्ये लहान प्रमाणात घटक होते जे पिंडाची रचना सुधारते: बियाणे 0.5% Ti सह ॲल्युमिनियमचे बनलेले होते. टायटॅनियम बियाण्यापेक्षा अशा बियाण्याच्या वापरामुळे ॲल्युमिनियमच्या संरचनेत अधिक लक्षणीय परिष्करण झाले.

समान रचनेच्या रॉडसह डी 16 मिश्र धातुच्या संरचनेच्या परिष्करणावरील अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की फिलर सामग्रीच्या सतत प्रमाणात प्रवेश केल्याने, 670-720 डिग्री सेल्सियसच्या वाढत्या तापमानासह धान्य शुद्धीकरणाचा प्रभाव कमी होतो. उच्च कास्टिंग तापमानात पीसणे फारच कमी असते. जोडलेल्या सामग्रीचे प्रमाण वाढवण्यामुळे कास्टिंग तापमान कमी होण्याच्या प्रमाणात धान्य शुद्धीकरण वाढते. हे परिणाम G.F ने विकसित केलेल्या परिणामांशी पूर्ण सहमत आहेत. क्रिस्टलायझिंग मिश्रधातूमध्ये घन अवस्थेच्या तुकड्यांचे बदल आणि बीजन प्रभावाबद्दल बॅलंडिनच्या कल्पना.

कामांमध्ये सादर केलेले अभ्यास त्यांच्यापासून बनवलेल्या अर्ध-तयार उत्पादनांच्या रचना आणि गुणधर्मांवर ॲल्युमिनियम मिश्र धातुच्या इनगॉट्सच्या धान्य संरचनेचा आनुवंशिक प्रभाव दर्शवतात. ॲल्युमिनियमपासून बनवलेल्या मिश्रधातूपासून बनवलेल्या उत्पादनांच्या गुणवत्तेची आवश्यकता कठोर असल्याने, विशिष्ट बदल पद्धती वापरण्याच्या व्यवहार्यतेचे अचूक मूल्यांकन करणे आणि त्याच्या नकारात्मक पैलूंवर मात करण्याचे मार्ग शोधणे फार महत्वाचे आहे. ॲल्युमिनियमपासून बनवलेले मिश्रधातूंचे विविध प्रकार आणि इंगॉट्स तयार करण्यासाठी तांत्रिक प्रक्रियेची वैशिष्ट्ये तसेच या मिश्रधातूंमधून अर्ध-तयार उत्पादनांच्या विस्तृत श्रेणीसाठी सामग्रीवरील निर्बंध लक्षात घेऊन, बदल पद्धतीच्या निवडीसाठी भिन्न दृष्टीकोन आवश्यक आहे. अशुद्धता, स्तंभीय रचना तयार करण्यासाठी मिश्रधातूंची भिन्न संवेदनाक्षमता आणि प्राथमिक क्रिस्टलायझिंग इंटरमेटॅलिक संयुगेचा वर्षाव. अनेकदा फॅक्टरी प्रॅक्टिसमध्ये इनगॉट्सची एकसंध किंवा उग्र इक्वेक्सियल रचना काढून टाकण्याचे मार्ग शोधणे आवश्यक असते. वेगवेगळ्या आकाराच्या इनगॉट्स कास्ट करताना एक किंवा दुसरा सुधारक वापरण्याच्या इष्टतम एकाग्रता आणि व्यवहार्यतेचा प्रश्न सोडवला जाऊ शकत नाही. याव्यतिरिक्त, शास्त्रज्ञ नवीन सामग्री शोधत आहेत ज्यात उच्च बदल करण्याची क्षमता आहे आणि रासायनिक रचना सुधारित केल्या जात असलेल्या मिश्रधातूच्या जवळ आहे. अशी सामग्री कास्टिंग आणि मेटल फॉर्मिंगच्या एकत्रित पद्धतींनी मिळवता येते. विशेषतः, ॲल्युमिनियम इंगॉट्समध्ये सुधारणा करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या लिगॅचर टेपच्या निर्मितीसाठी एक तंत्रज्ञान प्रस्तावित केले गेले आहे जेणेकरुन त्यांच्यामध्ये एक सूक्ष्म रचना तयार होईल. या तंत्रज्ञानामध्ये हाय-स्पीड क्रिस्टलायझेशन आणि परिणामी वर्कपीसच्या गरम प्लास्टिकच्या विकृतीची एकत्रित प्रक्रिया वापरणे समाविष्ट आहे, परिणामी क्रिस्टलायझेशन दरम्यान तयार झालेल्या इंटरमेटलिक कणांचे अतिरिक्त क्रशिंग होते. याव्यतिरिक्त, लिगचर स्ट्रिप (रॉड, टेप) च्या पायाच्या बारीक विभेदित उप-ग्रेन स्ट्रक्चर्सच्या निर्मितीसाठी अटी प्रदान केल्या जातात, जे अतिरिक्त सुधारित प्रभाव दर्शवते.

ज्ञात डेटानुसार, ॲल्युमिनियमचे उत्कृष्ट धान्य 0.13-0.20 मिमी आहे (अनुक्रमे, एका विभागाच्या 1 सेमी 2 क्षेत्रामध्ये धान्यांची संख्या 6000 आणि 2300 आहे) सर्वोत्तम Al-Ti-B वापरताना प्राप्त होते. कंपनीकडून रॉड लिगॅचर " Cavecchi." Cavecchi मधील रॉड मास्टर मिश्रधातूच्या तुलनेत Al-Ti-B प्रणालीच्या मिश्रधातूंपासून बनवलेल्या प्रायोगिक मास्टर मिश्रधातूच्या मायक्रोस्ट्रक्चरचा एक महत्त्वाचा फायदा म्हणजे TiAl 3 कणांच्या ग्लोब्युलर मॉर्फोलॉजीचे प्राबल्य हे लहान आकाराचे आणि बरेच काही होते. ॲल्युमिनियम मॅट्रिक्सच्या संपूर्ण व्हॉल्यूममध्ये या कणांचे एकसमान वितरण. संरचनेत उपस्थित वैयक्तिक प्लेट-आकाराचे कण ब्लॉक्समध्ये विभागलेले आहेत, ज्याचा आकार 10 मायक्रॉनपेक्षा जास्त नाही. प्रायोगिक मिश्र धातु टेपच्या सूक्ष्म संरचनेच्या विश्लेषणाद्वारे या फायद्याची पुष्टी केली जाते (क्रॉस सेक्शनमधील सबग्रेन्सचा आकार 0.17 ते 0.33 μm पर्यंत, आणि टायटॅनियम डायबोराइड्सचा कण आकार 0.036-0.100 μm होता). मिश्रधातूच्या पट्टीच्या सूक्ष्म संरचनेच्या अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की वितळण्याचे उच्च-गती क्रिस्टलायझेशन आणि धातूच्या घन भागाच्या सतत विकृतीच्या संयोगाने सूक्ष्म उप-धान्य रचना तयार होते. सबग्रेन्सचा सरासरी क्रॉस-सेक्शनल आकार ~0.25 µm आहे.

अशा प्रकारे, प्रस्तावित पद्धतीद्वारे प्राप्त केलेल्या मास्टर मिश्रधातूसह सुधारित ॲल्युमिनियम इंगॉट्स धान्याच्या संरचनेच्या तीक्ष्ण शुद्धीकरणाद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहेत. अल-टी-बी प्रणालीचे मिश्र धातु किंवा तांत्रिक किंवा उच्च-शुद्धता ॲल्युमिनियम मिश्र धातु टेपसाठी सामग्री म्हणून वापरले जाऊ शकते. नंतरच्या प्रकरणांमध्ये, ॲल्युमिनियम इंगॉटमध्ये बदल करताना, रोलिंग दरम्यान पातळ पट्टी (फॉइल) फुटण्यास कारणीभूत असलेल्या इंटरमेटॅलिक संयुगेसह, अशुद्धतेसह दूषितता दूर करताना धान्य शुद्धीकरण सुनिश्चित केले जाते.

रोलिंग मिल रोल्स म्हणून वापरल्या जाणाऱ्या वॉटर-कूल्ड क्रिस्टलायझर रोल्सच्या पृष्ठभागावर मास्टर अलॉय वितळणे, जास्त गरम करणे, जास्त गरम करणे, धारण करणे आणि प्रवेगक क्रिस्टलायझेशन यासह विकसित तंत्रज्ञानाच्या वापरामुळे, सतत उच्च-उत्कृष्ट घटक एकत्र करणे शक्य झाले. एका प्रक्रियेत गरम प्लास्टिकच्या विकृतीसह पट्टीचे स्पीड क्रिस्टलायझेशन. प्रस्तावित तंत्रज्ञानाचा वापर करून मिळविलेल्या मिश्रधातूंच्या सामग्रीसह ॲल्युमिनियमच्या बदलावरील अभ्यासाचे परिणाम तक्त्यामध्ये दिले आहेत. १.४. त्यांचे विश्लेषण करताना, हे लक्षात घेतले जाऊ शकते की एकत्रित कास्टिंग आणि प्रेशर ट्रीटमेंटच्या तंत्रज्ञानाचा वापर करून मिळवलेल्या मिश्रधातूच्या साहित्याचा वापर सुप्रसिद्ध मिश्र धातुंच्या वापरापेक्षा कमी बदलणारा प्रभाव देत नाही, उदाहरणार्थ, कॅवेची कंपनीच्या रॉड्स. तथापि, अल-टी-बी मास्टर मिश्र धातुचा वापर केल्याने उत्पादन समस्यांचे निराकरण नेहमीच होत नाही, कारण मॉडिफायरमध्ये इंटरमेटेलिक समावेशांची उपस्थिती बहुतेक वेळा तयार अर्ध-तयार उत्पादनामध्ये त्यांच्या धारणासह असते, ज्यामुळे त्याची गुणवत्ता कमी होते. .

बारीक दाणेदार पिंडांच्या वापरामुळे दोषांपासून होणारे नुकसान कमी होईल (फॉइलच्या पृष्ठभागावर तुटणे, क्रॅक, एकसमानता) आणि उत्पादनाची गुणवत्ता सुधारेल. या संदर्भात, A5 आणि AVCh ग्रेडच्या तांत्रिकदृष्ट्या शुद्ध ॲल्युमिनियमपासून लिगॅचर टेप मिळविण्याचा प्रयत्न देखील करण्यात आला (तक्ता 1.5).

तक्ता 1.4

ॲल्युमिनियमच्या बदलानंतर अल्केन चाचणी नमुन्यांमध्ये प्रति 1 सेमी 2 धान्य आकार आणि धान्यांच्या संख्येत बदल, सादर केलेल्या Al-Ti-B मिश्र धातुच्या लिगचरच्या प्रमाणात अवलंबून

अस्थिबंधन अस्थिबंधन	मूळ ॲल्युमिनियम	टायटॅनियमचे प्रमाण, % wt.	अल्कन-चाचणी नमुन्यातील धान्याचा सरासरी आकार, µm		धान्यांची संख्या प्रति 1 सेमी 2, पीसी.		5 मिनिटे, वेळा वितळल्यानंतर धान्य शुद्धीकरणाची डिग्री
			साठी वितळणे धारण केल्यानंतर
ज्ञात पद्धत
Cavecchi (Al-3Ti-0.2B) पासून 8 मिमी व्यासासह रॉड
सुचवलेली पद्धत
लिगॅचर

तक्ता 1.5

बदल केल्यानंतर ॲल्युमिनियम पिंडातील धान्याच्या आकारावर ॲल्युमिनियम मिश्र धातु टेपचा प्रभाव

	ॲल्युमिनियम टेपचे प्रमाण, % wt. (ॲल्युमिनियमचा दर्जा)	मूळ इनगॉट ॲल्युमिनियम ग्रेड A7, मायक्रॉन			सुधारित ॲल्युमिनियम, मायक्रॉनचे सरासरी धान्य आकार	सुधारित ॲल्युमिनियममध्ये प्रति 1 सेमी 2 धान्यांची संख्या, पीसी.
			टेप घातल्यानंतर 1 मिनिट		टेप घालल्यानंतर 7.5 मिनिटे

संशोधनाच्या परिणामांवरून असे दिसून आले की सुधारित ॲल्युमिनियममधील धान्यांची संख्या Al-Ti-B मिश्र धातुपासून बनवलेल्या मास्टर मिश्र धातुच्या समान निर्देशकांशी तुलना करता येते. यामुळे हाय-स्पीड क्रिस्टलायझेशन-डिफोर्मेशन पद्धतींचा वापर करून ॲल्युमिनियमसह नवीन बदल करणारे साहित्य मिळवणे शक्य आहे, असे ठासून सांगण्याचे कारण मिळते.

सुधारित सामग्री म्हणून टेपचा वापर तांत्रिकदृष्ट्या फायदेशीर नाही, कारण जवळजवळ सर्व फाउंड्री स्थापना रॉडच्या रूपात मास्टर मिश्र धातुला फीड करण्यासाठी उपकरणांनी सुसज्ज आहेत, म्हणून मॉडिफायर्स तयार करण्यासाठी पद्धती विकसित करणे तातडीचे आहे ज्याचा आकार तांत्रिकदृष्ट्या फायदेशीर असेल आणि आकार, आणि बदल करत असलेल्या मिश्रधातूच्या पिंडांच्या रासायनिक रचनेत बदल करणार नाही.

अशाप्रकारे, उच्च पातळीच्या यांत्रिक गुणधर्मांसह विकृत अर्ध-तयार उत्पादनांच्या उत्पादनासाठी उत्पादन तंत्रज्ञानाचा परिचय करून देण्यासाठी, वॉटर-कूल्ड रोलमध्ये ॲल्युमिनियम मिश्र धातुचे उच्च-गती क्रिस्टलायझेशन वापरून नवीन सुधारित साहित्य तयार करणे आवश्यक आहे, ज्याच्या गरम विकृतीसह एकत्रित केले जाते. धातू