Изобретение относится к области металлургии и материаловедения. В частности, оно касается способов повышения коррозионной стойкости алюминия, используемого для изготовления токопроводящих жил в изделиях электронной техники, кабелей, стержней, шин и других изделий для электротехнической промышленности.
Известен способ получения коррозионностойких силуминов (сплавов алюминия с кремнием) с добавками сурьмы [1].
Однако данный способ имеет существенный недостаток: он не обеспечивает должный уровень повышения коррозионной стойкости сплавов на основе алюминия для их высокоэффективного применения в качестве проводников электрического тока.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является «Способ повышения коррозионной стойкости сплавов на основе особо чистого алюминия» [2]. Сущность данного прототипа заключается в том, что в расплав, нагретый до температуры 750–800 °С, вводят лигатуры алюминия с кремнием и медью. Затем проводят дегазацию расплава, снимают шлак с поверхности, вводят скандий в виде его лигатуры с алюминием в количествах 0.005–0.5 мас.% и производят разливку изделий.
Недостатком известного способа-прототипа является то, что в качестве обязательной легирующей добавки используется металлический скандий. Скандий является редким и дорогостоящим металлом, локальное производство которого полностью отсутствует в ряде регионов, включая Республику Таджикистан. Это критически увеличивает себестоимость готовых электротехнических изделий, снижает экономическую доступность сырьевой базы и усложняет технологический процесс.
Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание экономически эффективного и доступного способа повышения коррозионной стойкости алюминиевых проводников без использования дорогостоящих редкоземельных металлов.
Техническим результатом изобретения является снижение себестоимости технологического процесса и повышение доступности сырьевой базы при сохранении и улучшении показателей коррозионно-электрохимической стойкости алюминия, используемого в качестве проводника тока.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе повышения коррозионной стойкости алюминия как проводника тока, включающем нагрев алюминиевого расплава, введение легирующих элементов в виде лигатур с алюминием, дегазацию расплава, удаление шлака с поверхности и разливку изделий, согласно изобретению, в качестве исходного материала используют алюминий марки А6, его нагрев осуществляют до температуры 730–780 °С, а в качестве легирующих элементов вводят магний или кремний в количестве от 0.5 до 1.5 мас.% каждого элемента отдельно, при этом контроль точности состава осуществляют сравнительным взвешиванием с допуском отклонения массы не более 2%, после чего расплав перемешивают и производят его разливку.
Причинно-следственная связь между совокупностью признаков и достигаемым результатом заключается в том, что введение магния или кремния в строго заданных интервалах (0.5–1.5 мас.%) в алюминий марки А6 при оптимальной температуре расплава (730–780 °С) обеспечивает формирование структуры, эффективно сопротивляющейся коррозионному воздействию в агрессивных средах (например, в имитированной морской среде), без ухудшения электропроводности и без применения дефицитного скандия. Точность состава гарантирует воспроизводимость защитных свойств.
Осуществление изобретения:
Экспериментальное получение сплавов выполняли в лабораторной печи сопротивления шахтного типа СШОЛ.
1. Технологический процесс и контроль состава:
Ø Навеску исходного алюминия марки А6 помещали в печь и расплавляли. Температурный диапазон расплава поддерживали в пределах 730–780 °С (при лабораторной плавке — 750–800 °С).
Ø В полученный расплав вводили легирующие элементы — магний или кремний — в виде их лигатур с алюминием. Количество вводимого магния составляло от 0.5 до 1.5 мас.%, количество кремния также составляло от 0.5 до 1.5 мас.% отдельно для каждого элемента.
Ø Проводили дегазацию расплава и удаление шлака с его поверхности. Расплав тщательно перемешивали, при необходимости повторно удаляли шлак и производили разливку в графитовые литейные формы для получения цилиндрических образцов размером Ø8×120 мм.
Ø Контроль точности: Химический состав сплавов определялся в Центральной лаборатории ОАО «ТАлКО». Дополнительный контроль осуществлялся путём сравнительного взвешивания образцов до и после плавки. К дальнейшему анализу допускались только образцы, у которых отклонение массы не превышало 2% от исходного значения.
2. Подготовка поверхности образцов перед измерениями: Для исключения влияния поверхностных артефактов на точность измерения потенциалов применяли двухэтапную обработку:
Механическая подготовка: Последовательная шлифовка поверхности наждачной бумагой от крупнозернистой к мелкозернистой (от № 2 до № 00), промывка дистиллированной водой, полировка на влажной фильтровальной бумаге и последующая сушка на воздухе.
