Сплавы магний — кремний — РЗМ

Традиционные методы производства этих лигатур, используемых для сфероидизации графита в чугуне, имеют ряд недостатков, связанных с большим потреблением и потерями магния. Поэтому были предприняты попытки прямого кремнийтермического восстановления оксидов [14]. Были опробованы две схемы процесса — с использованием шлаков шахтных печей Баотоу (> 10 % РЗО) и концентрата с содержанием около 30 % редкоземельных оксидов. Кроме них в шихте использовались прокаленный доломит (34 % MgO) и восстановители, такие, как ферросилиций, кальций и кремний. Оптимальные условия плавки в электродуговой печи — температура выше 1550 °С, сумма СаО и MgO —35—45 %, содержание кремния в востановителе >85 %. Состав полученного сплава, мае. %: Mg 3—5, (Са + Mg) > 10, РЗМ 6—17 и Si 50—55, остальное — железо.

Сплавы алюминий — РЗМ

В 1970—1980-х годах усилиями сотрудников МИТХТ, Гиредмета и ВАМИ была разработана и успешно опробована в промышленном масштабе технология получения электротехнических сплавов алюминий — РЗМ. На Кандалакшском алюминиевом заводе сплавы алюминия с содержанием мишметалла от 0,05 до 0,5 мае. % получали непосредственно в процессе электролиза введением в электролит алюминиевого электролизера на силу тока 79 кА смеси оксидов редкоземельных металлов цериевой группы (54 % Се0₂, 24 % La₂0₃, 17 % Nd₂0₃, 5 % Pr₆O_n). При этом отклонений от нормального хода электролиза не наблюдалось, электролизеры работали в устойчивом технологическом режиме. Температура процесса составляла 960 °С, рабочее напряжение — 4,2 В. Исследование характеристик проволоки диаметром 1,72—2,73 мм, изготовленной из этих сплавов, проведенное во ВНИИ кабельной промышленности, показало, что добавки 0,20 мае. % мишметалла снижают удельное электросопротивление алюминия на 1,7—2,0 %, а в отожженном состоянии — на 4,0—4,5 %, обеспечивая существенное уменьшение джоу- левых потерь при передаче электроэнергии. При этом наблюдалось существенное упрочнение металла в среднем на 13—18 %, отсутствие анизотропии электрических и механических характеристик образцов и неизменность (в сравнении с электротехническим алюминием марки А5Е) монтажных свойств изолированных проводов, изготовленных из полученных сплавов. Позднее на серии из восьми 150-килоамперных электролизеров Иркутского алюминиевого завода с питанием ванн полиритом при расходе его до 6 кг/т про-

дукции была получена промышленная партия сплавов А1—РЗМ с содержанием последних от 0,06 до 0,29 мае. %. Электролизеры также работали устойчиво, разброс содержания РЗМ в сплаве в пределах одной партии не превышал 0,01 мае. %. Испытания электромеханических свойств сплавов подтвердили установленное ранее положительное влияние РЗМ на свойства электротехнического алюминия, особенно выраженное в области концентраций 0,18—0,29 % РЗМ. На Таджикском алюминиевом заводе в ходе испытаний разработанной технологии на электролизере с токовой нагрузкой 170 кА были успешно получены алюминиевые лигатуры с содержанием РЗМ 1,7—3,8 мае. %. Последующее изготовление из них сплавов с 0,19— 0,23 мае. % РЗМ подтвердило установленные ранее электромеханические характеристики продукции. По результатам выполненных исследований сделан вывод о возможности промышленного получения алюминий-редкоземельных лигатур на действующем производстве без изменения технологических показателей с использованием в качестве источника РЗМ полирита или суммарных оксидных концентратов.