199569. lajstromszámú szabadalom • Vastartalmú alumínium előötvözet és eljárás annak előállítására
2 1 A találmány nagy vastartalmú alumínium előötvözet és eljárás annak előállítására. A fém alumínium számos olyan tulajdonsággal jellemezhető, amelyek kiválóan alkalmassá teszik csomagolóeszközök gyártására. A háztartási-vegyipar mellett főként az élelmiszeripar él egyre inkább ezzel a lehetőséggel. Különösen a szénsavtartalmú italok csomagolásához alkalmas edények, gyártására használnak egyre több alumíniumot. Ezeknek az edényeknek a szénsavtartalom miatt belső nyomást kell elviselniük, és csak olyan anyagból készíthetők, amely a magas folyási határ mellett még nagy nyúlással is jellemezhető, ugyanis a falvastagságuk egy műveletben! 65%-os csökkentését könnyen el kell viselniök, mivel különben nagyfokú szerszámelhasználódással és egyéb gyártási költségeket is jelentősen növelő tényezőkkel kell számolni. A vassal ötvözött alumínium a fenti kívánalmaknak messzemenően eleget tesz. A vas azonban nemcsak az alumínium szilárdsági értékeit növelő, hanem még egyidejűén a legolcsóbb ötvöző anyag is. Érthető, hogy számos ötvöző eljárást dolgoztak ki. Egyike ezeknek a Reynolds Metals Company, Richmond azon eljárása, amelyet az US 3 397044-es lajstromszámú szabadalmi leírás ismertet. A leírás szerint kereskedelmi tisztaságú alumínium 0,6—2,5 tömeg% vasat oldanak fel. Nagy hátránya az eljárásnak azonban egyrészt a huzamosabb oldódási idő miatt keletkező nagy leégési veszteség, másrészt a Fe-Si arány nehezen szabályozható volta, noha ez még a vastartalom mellett a nagy hidegalakíthatóság elérése végett igen fontos. A HU 172746-os lajstromszámú szabadalmi leírás szerint ugyancsak legfeljebb 0,6—2,5 tömeg% vastartalmú alumínium állítható elő. A módszer hiányosságai: nagy leégési veszteség, az egyéb ötvözök nehezen szabályozható volta. A HU 184343-as lajstromszámú szabadalmi leírás szerint Fe-Si-Al ötvöző előállítását ismerteti hamutartalmú szénből, elektronikus úton. Ez az ötvöző egyrészt a 760°C-os alumínium fémfürdőben nem oldódik, másrészt a Si tartalma nagyon magas, harmadrészt a Ca tartalma igen káros hatású,’ mivel zavarja az A1 rács kialakulását. A találmány célja nagy vastartalmú alumínium előötvözet az alumínium vastartalmának a növelésére és pontos beállítására. Célja még a találmánynak egy olyan előötyözet előállítása, amely 720—780°C-on 2—6 perc alatt az alumínium fürdőben feloldható, a folyékony fémbe közvetlenül adagolható és kicsi a gáztartalma. A találmány vastartalmú 1158—1190°C olvadáspontú alumínium előötvözet, mely ötvözőként vasat, 0,3—0,6 tőmeg% karbont, 0,5—1,5 tömeg% mangánt és 0,1—0,4 tömeg% szilíciumot maradékként Ál-t tartalmaz, amelynek vastartalma 48—52 tömeg%. A találmány szerinti előötvözetet úgy állítjuk elő, hogy a mintegy 1550°C-os vasol-2 vadékba, sóréteg alatt, keverés közben adagoljuk a számított mennyiségű alumíniumot, majd a fürdő hőmérsékletét 1200—1250°C-ig csökken tjük. és védő, és gáztalanjtó sók jelenlétében gáztaianftjuk, majd a fémfürdő hőmérsékletét 1220— 1240°C-ra állítjuk be és 1—5 mm vastagságban forgó, vízzel hűtött kristályosítóra öntjük. Előállítási példa: Az előötvözetet indukciós, kemencében állítjuk elő. A nagy hőmérsékletek miatt MIRA 90 típusú döngölt bélést célszerű alkalmazni. 100 kg előőtvözet előállításához 50 kg alacsony C és Mn tartalmú acél, amelynek a C tartalma 0,3 tőmeg%, a Si tartalma 0,14 tömeg%, Mn tartalma 0,5 tömeg% 51 kgAl 99,7 alumínium szükséges. . Először az acélt olvasztjuk meg 300 kW terheléssel. Amikor a tégely fala mentén olvadni kezd az acél, akkor a fémre számítva 2—5 tömeg%-nak megfelelő mennyiségű, kis olvadáspontú sókeveréket adagolunk és ezzel befedjük a felületet. Ha az acél 70—80 tömeg%-a megolvadt és a fémfürdő hőmérséklete elérte az 1550°C-ot, akkor elkezdjük az alumínium tömböket adagolni és egyidejűén a kemence terhelését 150 kW-ra csökkentjük. Beolvadás közben a fémfürdő felületén úszó tisztító sót mechanikus és/vagy semleges gázárammal folymatosan belekeverjük a fémfürdőbe. A keveréssel egyrészt megakadályozzuk a hídképződést, másrészt csökkentjük a szilárd tapadványokat és a szennyezést. Az olvasztást mindaddig folytatjuk, amíg a fémek teljesen beolvadnak. Ekkor a fémfürdő hőmérséklete 1200—1250°C. A teljesen megolvadt fémfürdőt a következő összetételű sókeverékkel gáztalanítjuk: NaCl 25—35 tömeg% KC1 25—35 tömeg % Na3AlF6 30—50 tömeg % Gáztalanítás után az olvadék hőmérsékletét 1220—1240°C-ra állítjuk be, majd forgó, vízzel hűtött kristályosítóra öntjük. A fürdő hőmérsékletének további csökkenésével a megszilárdulás kezdetén kialakulnak azok az új fázisok (alfa -+- epszilon), (álfa + dzeta), amelyek lehűlve adják a végső, nagy feszültségekkel telített állapotot. Noha a fémfürdőt az egész művelet alatt sóval fedjük és az alumíniumot a sófürdő alá adagoljuk, mégis, a gondos olvasztás ellenére is, 2' tqmeg% A1 leégéssel kell számolnunk. A gyors hűtés és az adott összetétel hatására az 1—5 mm vastag nagy fajlagos felületű (5—10 cm2/100 g) lapocskák felületén ikerkristálykák jelennek meg. Az ötvözetet különleges gyöngyházfény jellemzi, törete ezüstfehér színű, 1158—1190°C-os hőmérséklettartományban megolvad és a vastartalma: 48—52 tömeg%. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
