tratamiento de una masa fundida de aleacion de aluminio.

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OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
19
k
kInt. Cl. : C22C 21/06
11 Número de publicación:
2 193 716
7
51
ESPAÑA
C22C 1/02
B22D 21/04
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TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA
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kNúmero de solicitud europea: 99928168.6
kFecha de presentación: 21.06.1999
kNúmero de publicación de la solicitud: 1 090 156
kFecha de publicación de la solicitud: 11.04.2001
T3
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54 Tı́tulo: Tratamiento de una masa fundida de aleación de aluminio.
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73 Titular/es: Aluminium Rheinfelden GmbH
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72 Inventor/es: Koch, Hubert
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74 Agente: Sugrañes Moliné, Pedro
30 Prioridad: 26.06.1998 EP 98810594
Friedrichstrasse 80
79618 Rheinfelden, DE
45 Fecha de la publicación de la mención BOPI:
01.11.2003
45 Fecha de la publicación del folleto de patente:
ES 2 193 716 T3
01.11.2003
Aviso:
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En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletı́n europeo de patentes,
de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina
Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar
motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de
oposición (art. 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas).
Venta de fascı́culos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
ES 2 193 716 T3
DESCRIPCION
Tratamiento de una masa fundida de aleación de aluminio.
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La presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de aleaciones de fundición de
aluminio-magnesio, según el preámbulo de la reivindicación 1.
Durante una interrupción del funcionamiento en una fundición, por ejemplo, los dı́as de fiesta o durante los fines de semana, es posible que un baño, o, en otros términos, una masa fundida, metálica, lista
para ser colada, se mantenga durante más de 50 horas a una temperatura de baño de 750◦C, por ejemplo.
Las aleaciones de aluminio-magnesio con alto contenido en aluminio tienden a formar impurezas después
de largos tiempos de inmovilización. La presencia de magnesio en el baño lleva la capa protectora de
óxido, que impide, en el caso normal, la oxidación del aluminio, a que se vuelva permeable, permitiendo
la reacción del aluminio con el oxı́geno. Se forma entonces, sobre el baño, unas impurezas en forma de
coliflores que se componen principalmente de espinelas (MgO - Al2 O3 ). Este proceso es reforzado por los
hornos de calentamiento con tapa, ya que la temperatura de la superficie del baño metálico llega a ser
muy elevada bajo el efecto del calor radiante de los elementos calefactores contenidos en la tapa, e impide
una convección en el baño metálico, debido a la estratificación ligada a la temperatura. Bajo el efecto de
la gravedad, el magnesio se concentra en la superficie del baño y conduce a un refuerzo adicional de este
efecto. Las impurezas que se forman son muy duras, tienen una morfologı́a de coliflor y caen sobre el
fondo del crisol, con lo cual todo el horno se contamina si no es limpiado suficientemente pronto. Cuanto
más elevada es la temperatura del baño, más pronto comienzan a formarse impurezas.
Es conocido que la formación de impurezas de aleaciones de aluminio-magnesio puede reducirse mediante la adición de berilio, pero no puede ser totalmente evitada. Se ha observado que el contenido
de berilio en una aleación de aluminio-magnesio disminuye en el baño a lo largo del tiempo y que las
impurezas se forman rápidamente de forma evidente cuando la concentración de berilio es inferior a un
valor crı́tico. Aumentar la adición de berilio en el baño metálico no es deseable debido a las propiedades
carcinógenas del berilio y por consiguiente debe ser evitado.
Las patentes US-A- 5 540 791, EP-A-0 594 509, JP-A-7 197 177 y EP-A-0 110 190 describen aleaciones
de forja con contenido de vanadio para alcanzar un efecto de ralentización de la recristalización o para
evitar un crecimiento del grano durante la homogeneización.
Es por consiguiente el objetivo de la presente invención conferir a las aleaciones de aluminio-magnesio,
mediante disposiciones de la técnica de las aleaciones, una resistencia a la formación de impurezas superior a lo que permite una adición de berilio según el estado de la técnica.
Se consigue este objetivo, según la presente invención, mediante un procedimiento conforme a las
particularidades de la reivindicación 1.
Unos modos de realización preferidos del procedimiento de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes.
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Se ha descubierto que la adición de vanadio permite de manera sorprendente reducir considerablemente el contenido de la adición de berilio necesaria para reducir la formación de impurezas, siendo en
general el contenido de la adición de vanadio inferior a un 0,05 % en peso, incluso para aleaciones con
contenido en magnesio superior a un 5 % en peso.
El contenido de la adición de vanadio en el baño es preferiblemente de un 0,02 a un 0,05 % en peso.
Para un contenido superior a un 3,5 % de magnesio, una adición de 25 a 50 ppm de berilio, preferiblemente entre 25 y 35 ppm de berilio es suficiente. Si el contenido de magnesio en el baño es inferior a un
3,5 %, el contenido de berilio necesario para alcanzar una alta resistencia a la formación de impurezas es
inferior a 25 ppm. Cuando las exigencias en lo que se refiere a la tendencia a la formación de impurezas
son menores, es también posible omitir cualquier adición de berilio.
La utilización preferida de la invención se refiere a la fabricación de aleaciones de fundición.
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El procedimiento de la invención se utiliza preferentemente para la fabricación de aleaciones de fundición mediante colada a presión.
Otras ventajas, particularidades y detalles de la invención se ponen de manifiesto en la descripción
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siguiente, con ejemplos de realización.
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Cantidades respectivas de aproximadamente 50 kg de aleación de aluminio-magnesio con contenidos
diferentes de berilio y de vanadio son fundidas en un crisol en el horno de inducción. El crisol es transferido luego al interior de un horno de resistencia y es mantenido a una temperatura de 750◦C. Los
análisis quı́micos (en % en peso) de las cargas examinadas están resumidos en la tabla 1. El contenido
en vanadio de las cargas 1 y 3 a 6 es conforme a la invención, el contenido de la carga 2 está fuera del
margen definido por la invención.
Las muestras son recogidas en las diversas cargas a intervalos de tiempo determinados para determinar
la composición quı́mica. La superficie del baño es observada además a intervalos de tiempo determinados
al objeto de determinar el momento de la formación reforzada de impurezas. La tabla 2 representa
el tiempo anterior a la formación de impurezas sobre el baño en función de los contenidos de berilio
y de vanadio en la aleación. Los resultados indican que, al menos para las aleaciones de aluminiomagnesio examinadas con alto contenido en magnesio, se consigue una resistencia elevada a la formación
de impurezas para un bajo contenido de berilio, además del contenido, según la invención, de vanadio en
el baño. Por otra parte, cuando la adición de vanadio está conforme al margen definido por la invención,
un contenido en berilio de aproximadamente 25 ppm es suficiente para mejorar considerablemente la
resistencia a la formación de impurezas.
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25
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TABLA 1
Carga
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Cr
Zn
Ti
Be
V
1
2,36
0,08
<0,001
0,78
5,31
<0,001
0,002
0,13
0,0011
0,072
2
2,30
0,08
<0,001
0,74
5,69
<0,001
0,01
0,11
0,0043
0,0052
3
2,37
0,08
<0,001
0,79
5,28
<0,001
0,002
0,12
0,0026
0,080
4
2,38
0,08
<0,001
0,78
5,27
<0,001
0,002
0,08
0,0026
0,072
5
2,47
0,11
<0,001
0,70
6,29
<0,001
0,006
0,13
0,0033
0,021
6
2,13
0,09
<0,001
0,70
5,61
<0,002
0,005
0,15
0,0025
0,045
TABLA 2
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50
55
60
Carga
Contenido en Be
(ppm)
Contenido en V
( % en peso)
Tiempo antes de la
formación de impurezas (h)
1
11
0,072
68
2
43
0,005
63
3
26
0,080
158
4
26
0,072
139∗)
5
33
0,021
160∗)
6
25
0,045
171∗)
∗) Ninguna formación de impurezas, prueba interrumpida
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REIVINDICACIONES
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1. Procedimiento de fabricación de aleación de fundición aluminio-magnesio con un contenido de al
menos un 2,5 % en peso de magnesio, caracterizado porquese añaden entre un 0,02 y un 0,08 % en peso
de vanadio y entre 11 y 50 ppm de berilio a la aleación en estado fundido, para reducir la sensibilidad
del baño de la aleación a la formación de impurezas.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el contenido de la adición de vanadio está comprendido al menos entre un 0,02 y un 0,05 % en peso.
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3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el contenido de la adición de
berilio puede alcanzar entre 11 y 35 ppm.
4. Procedimiento según la reivindicación 1 para la fabricación de aleaciones de fundición que contienen:
entre un 2,5 y un 7 % en peso de magnesio
un máximo de un 2,5 % en peso de silicio
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un máximo de un 1,6 % en peso de manganeso
un máximo de un 0,2 % en peso de titanio
25
un máximo de un 0,3 % en peso de hierro
un máximo de un 0,2 % en peso de cobalto
entre un 0,02 y un 0,08 % en peso de vanadio
30
entre 11 y 50 ppm de berilio.
ası́ como aluminio para el resto e impurezas que resultan de la fabricación con contenidos máximos
de 0,05 % en peso para cada elemento, y un 0,15 % en peso en total.
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5. Procedimiento según la reivindicación 4 para la fabricación de aleación de fundición.
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NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE)
y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la
aplicación del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a
España y solicitadas antes del 7-10-1992, no producirán ningún efecto en España en
la medida en que confieran protección a productos quı́micos y farmacéuticos como
tales.
Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluı́da en la mencionada
reserva.
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