Добавки для металлов

Почти 85% от общего объема потребляемого алюминия приходится на алюминиевые сплавы. При выплавке алюминиевых сплавов необходимо добавлять различные металлические добавки для получения сплавов с разным составом и свойствами, отвечающих различным эксплуатационным требованиям. Обычно используются такие элементы, как кремний, железо, медь, марганец, титан, магний, хром, олово, бор, редкоземельные элементы и т. д. Добавки легирующих элементов с низкой температурой плавления и высокой растворимостью в алюминии, такие как магний и цинк, в основном добавляются в виде чистого металла. Металлы с более высокой температурой плавления, такие как кремний, железо и марганец, добавляются в виде промежуточных сплавов. Однако энергопотребление при производстве промежуточных сплавов очень высокое; в частности, в процессе подготовки алюминиевых сплавов увеличиваются потери легирующих элементов, а объем отходов чрезвычайно велик.

Добавки к алюминиевым сплавам

Добавки к алюминиевым сплавам позволяет достичь высокой скорости поглощения при относительно низкой температуре (710–720 °C), при этом скорость растворения высокая. Добавленный криолит калия не только способствует поглощению легирующих элементов, но и играет важную роль в удалении шлака. Добавление фторсиликата калия позволяет не только расширить спектр добавок, но и выделять защитный газ, что способствует дегазации расплава алюминия и дополнительно повышает его чистоту. Таким образом, добавка для алюминиевых сплавов обладает высокой скоростью поглощения и стабильностью, а также способностью к очистке расплава посредством дегазации и шлакообразования.

Добавки к алюминиевому сплаву включают следующие компоненты в весовых процентах: металлический порошок 70–90%; криолит калия 5–20%; фтористосиликат калия 0–5%; соль высших жирных кислот 0–5%, при этом чистота металлического порошка составляет не менее 99,5 %, а размер частиц — 70–120 меш.

Добавки для алюминиевых сплавов

Металлический порошок имеет более мелкий размер частиц и более высокую степень чистоты, а также способен вступать в реакцию с расплавленным алюминием в термите, способствуя его поглощению. Криолит калия обладает низкой температурой плавления и может быстро переходить в жидкое состояние при температуре добавления (710–760 °C), растворяя поверхность металлического порошка и пленку оксида алюминия, что способствует поглощению. Фторсиликат калия, выступая в качестве наполнителя и инициатора, быстро расширяется при температуре добавления, что способствует проникновению расплавленного алюминия внутрь блока добавки. Это дополнительно усиливает термитную реакцию между металлическим порошком и расплавленным алюминием и повышает фактический выход легирующих элементов. В то же время добавка из алюминиевого сплава разлагается, выделяя защитный газ, что приводит к ее вертикальному перемещению вверх и вниз, замедляя скорость осаждения, при этом скорость растворения легирующего элемента увеличивается более чем в 1 раз. Соль высшей жирной кислоты используется в основном для обеспечения когезии, что облегчает брикетирование.

Особенности металлических добавок

1. Скорость поглощения остается стабильной и высокой.
2. Криолит калия, входящий в состав добавок, обладает способностью удалять шлак. Фторсиликат калия разлагается с выделением защитного газа, обладающего дегазирующими свойствами, поэтому данная добавка также способствует очистке расплава.