Sposób modyfikacji nadeutektycznych stopów aluminiowo-krzemowych

Istota wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób modyfikacji nadeutektycznych stopów aluminiowo-krzemowych zwanych siluminami nadeutektycznymi.

Stosowane dotychczas sposoby modyfikacji nadeutektycznych stopów aluminiowo-krzemowych nie zapewniają w pełni zadowalającej skuteczności rozdrobnienia pierwotnych kryształów krzemu, którego wydzielenia osiągają rozmiary 25 – 100 µm. Stosukowo duże twarde kryształy krzemu oraz nierównomierne ich rozłożenie w strukturze odlewanych stopów istotnie utrudnia obróbkę skrawaniem wskutek pękania i wykruszania się z osnowy stopu. Utrudnia to stabilizację parametrów obróbki skrawaniem oraz praktycznie uniemożliwia uzyskanie niezbędnej gładkości powierzchni obrabianych odlewów z nadeutektycznych stopów aluminium z krzemem.
Celem wynalazku jest zapewnienie wysokiej skuteczności rozdrobnienia pierwotnych kryształów krzemu w nadeutektycznych stopach aluminiowo-krzemowych. Zagadnienie to zostało rozwiązane przez opracowanie sposobu modyfikacji zapewniającego większą skuteczność rozdrobnienia pierwotnych kryształów krzemu w strukturze stopu.

Istotą sposobu modyfikacji nadeutektycznych stopów aluminiowo-krzemowych, w którym do stopu w stanie ciekłym dodaje się fosfor według wynalazku jest to, że fosfor dodaje się w ilości 0,005-0,04% wagowych i dodaje się sproszkowane żelazo w ilości 0,01-0,03% wagowych.

Korzystnie fosfor podaje się w postaci zaprawy AlCu19P1,4. Korzystnie również fosfor podaje się w postaci zaprawy CuP10. Korzystnie również fosfor podaje się w postaci sproszkowanego czerwonego fosforu.

Zasadniczą zaletą wynalazku jest uzyskanie w nadeutektycznych stopach aluminiowo-krzemowych drobnych pierwotnych kryształów krzemu oraz uzyskanie ich równomiernego rozłożenia w strukturze stopu. Zapewnia to ułatwienie obróbki skrawaniem odlewów z tych stopów oraz większą gładkość powierzchni.

Korzyści z zastosowania wynalazku

Zastosowanie wynalazku zapewni następujące korzyści:
- istotną poprawę jakości i niezawodności odlewów z siluminów nadeutektycznych (tłoków i bloków cylindrów silników samochodowych),
- zmniejszenie ilości wadliwych odlewów,
- ułatwienie obróbki skrawaniem odlewów siluminowych,
- istotną poprawę gładkości powierzchni skrawanych odlewów,
- zmniejszenie zużycia narzędzi skrawających do obróbki odlewów siluminowych,
- znaczne oszczędności energetyczne.

Potencjał komercjalizacji

Sposób modyfikacji nadeutektycznych stopów aluminiowo-krzemowych wg wynalazku może znaleźć szerokie zastosowanie w zakładach hutniczych wytwarzających stopy aluminiowo-krzemowe (Huta Aluminium Konin, Grupa Kenty S.A.) oraz w odlewniach wytwarzających odlewy, zwłaszcza dla przemysłu motoryzacyjnego.