RU2307722C2 - Способ получения высокооловянистой бронзы - Google Patents
Способ получения высокооловянистой бронзы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2307722C2 RU2307722C2 RU2005122076/02A RU2005122076A RU2307722C2 RU 2307722 C2 RU2307722 C2 RU 2307722C2 RU 2005122076/02 A RU2005122076/02 A RU 2005122076/02A RU 2005122076 A RU2005122076 A RU 2005122076A RU 2307722 C2 RU2307722 C2 RU 2307722C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bronze
- tin
- melt
- inert atmosphere
- granulation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения высокооловянистой бронзы. Может использоваться для получения сверхпроводящих материалов. Способ получения высокооловянистой бронзы, преимущественно для сверхпроводниковых материалов, включает плавку компонентов в инертной атмосфере с электромагнитным перемешиванием расплава полем соленоида. Расплав подвергают грануляции в инертной атмосфере. Гранулы соединяют диффузионной сваркой в вакууме при температуре 0,6-0,8 от температуры плавления бронзы и давлении сжатия 0,5-21 МПа с изотермической и изобарной выдержкой в течение 10-20 минут. Техническим результатом является повышение содержания олова в бронзе и гомогенности по олову без снижения технологических характеристик сплава. 1 ил.
Description
-Изобретение относится к цветной металлургии, конкретно к способам получения высокооловянистой бронзы, используемой преимущественно для получения сверхпроводящих материалов.
Олово является одним из важнейших компонентов сверхпроводника на основе ниобата олова. Оно вводится в исходную сборку в составе высокооловянистой бронзы при содержании олова (13-14,5)%. Для достижения требуемых механических свойств заготовок, а также электрофизических характеристик сверхпроводника важно, чтобы олово было равномерно распределено по объему бронзы. При этом не допускается наличие пористости и несплошностей в сплаве.
Известен способ получения слитков из сплавов на основе меди, содержащих олово, включающий вакуумную индукционную плавку, при которой медь загружают в графитовый тигель вакуумной индукционной печи, вакуумируют печь, расплавляют и перегревают расплав до температуры Т=1250...1400°С, рафинируют расплав за счет выдержки при этих температурах, вводят олово, охлаждают расплав до температуры литья, превышающей температуру плавления на 100-200°С, и разливают в изложницу. (Фридлярский Р.М., Стрельцов Ф.М., Молдавский О.П. Вакуумная плавка медных сплавов. М., 1974 г. Цветметинформация, с.68-69).
Недостатком данного способа является наличие в теле слитка газовой пористости и грубых, неравномерно распределенных по объему слитка хрупких выделений интерметаллической фазы Cu31Sn8, обогащенных оловом, что снижает выход годного при последующей обработке давлением таких слитков, особенно при содержании олова более 13% (по массе).
Известен также способ получения слитков на основе меди с оловом, при котором медь загружают в графитовый тигель вакуумной индукционной печи, производят ее расплавление на воздухе, вводят олово в окисленный расплав при Т=1100...1200°С, вакуумируют печь, перегревают расплав до температуры литья и разливают в водоохлаждаемую изложницу, в результате чего получают слиток из сплава меди с оловом без газовой пористости. (А.с. №1144396 кл. С22В 9/04). Недостатком данного способа является наличие в теле слитка крупных, неравномерно распределенных хрупких выделений интерметаллической фазы Cu31Sn8, обогащенных оловом, что снижает выход в годное при обработке слитков давлением, особенно при содержании олова более 13% (по массе).
Известен способ получения слитков из сплавов на основе меди, содержащих олово, при котором проводят индукционную плавку в графитовом тигле в инертной атмосфере с разливкой в изложницу. Полученный слиток переплавляют в дуговой печи в инертной атмосфере в медный водоохлаждаемый кристаллизатор. (Ю.Ф.Ефимов и др. Распределение олова в больших слитках бронзы БрО14. Известия ВУЗов. Цветная металлургия, 1990 г., с.105-110). Недостатком этого способа является неудовлетворительное формирование поверхности, а также неудовлетворительное распределение олова, обусловленное ликвационными процессами.
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения бронзы (RU 2180359 10.03.2002), включающий плавку компонентов в инертной атмосфере с электромагнитным перемешиванием расплава полем соленоида.
Преимуществом данного способа является возможность получения слитков диаметром до 190 мм с удовлетворительным распределением олова по длине слитка. Недостатком известного способа является принципиальная невозможность подавления междендридной и осевой ликвации олова в поперечных сечениях слитка при кристаллизации, особенно на стадии завершения процесса дуговой плавки, когда глубина жидкой ванны еще значительна, а токовая нагрузка плавно снижается до минимума и электромагнитное перемешивание полем соленоида выключается для уменьшения глубины жидкой ванны с целью вывода усадочной раковины к поверхности кристаллизующегося слитка. Ликвационное обогащение оловом осевой части слитка и междендридного пространства, в свою очередь, приводит к образованию хрупкой интерметаллидной фазы и крупных эвтектоидных включений, присутствие которых резко снижают деформируемость высокооловянистой бронзы при обработке давлением и является основным препятствием повышения электрофизических характеристик сверхпроводников на основе ниобата олова путем повышения олова в сплаве, а также не позволит минимизировать издержки производства. При увеличении содержания олова в бронзе выше 13% (мас.) и (или) увеличении диаметра слитка ликвация олова возрастает, возрастает количество интерметаллидной фазы и эвтектоида, что приводит к повышению брака изделий, получаемых при обработке сплава давлением.
Заявляемое изобретение решает задачу подавления ликвационных процессов, повышения гомогенности сплава по олову, снижения размеров эвтектоидных включений в сплаве, что, в свою очередь, позволяет повысить содержание олова в бронзе без снижения технологических характеристик сплава и способствует повышению качества сверхпроводника, для изготовления которого она предназначена.
Технический результат достигается тем, что в способе получения высокооловянистой бронзы, включающем плавку компонентов в инертной атмосфере с электромагнитным перемешиванием расплава полем соленоида, расплав подвергают грануляции в инертной атмосфере, после чего гранулы соединяют диффузионной сваркой в вакууме при температуре 0,6-0,8 от температуры плавления бронзы и давлении сжатия 0,5-21 МПа с изотермической и изобарной выдержкой в течение 10-20 минут.
Грануляцию ведут при скорости охлаждения расплава ≥2000°С/с.
Грануляцию ведут с получением размера гранул 0,2-2,0 мм.
Новизна технического решения заключена в совокупности применения известных приемов плавки, грануляции и диффузионной сварки сплава с достижением новых качественных показателей, а именно возможности повышения содержания олова при сохранении пластичности сплава и повышении выхода в годное на технологических операциях.
Пределы параметров диффузионной сварки определяются следующим:
- при температуре диффузионной сварки менее 0,6 от температуры плавления бронзы снижается плотность заготовки, при температуре более 0,8 от температуры плавления бронзы увеличивается свариваемость сплава с инструментом;
- при давлении сжатия гранул менее 0,5 МПа снижается плотность заготовки, при давлении более 21 МПа увеличивается заклинивание инструмента по технологическим зазорам;
- при изотермической выдержке менее 10 минут уменьшается плотность заготовки, при изотермической выдержке более 20 минут снижается производительность процесса.
Скорость охлаждения расплава ≥2000°С/с определяется параметрами инертной атмосферы и габаритами установки грануляции.
Пределы размеров гранул от 0,5 до 2,0 мм задаются параметрами инертной атмосферы, а также скоростью распыления гранул и определяются следующим: - при размере гранул более 2,0 мм значительно искажается сферическая форма и возрастает расход гелия на охлаждение, при размере менее 0,5 мм снижается производительность процесса грануляции.
Отлитые гранулы подвергают твердофазному компактированию диффузионной сваркой в вакууме не выше 5×10-5 мм рт. ст., в интервале температур 0,6-0,8 температуры плавления высокооловянистой бронзы, при давлении сжатия 0,5-21 МПа, изобарной и изотермической выдержке в течение 10-20 мин.
Пример осуществления способа.
Катодную медь марки МООК(ГОСТ859-78) и олово в чушках марки 01Пч(ГОСТ860-75) загружали в плавильник установки гранулирования. Вакуумировали печь и гранулятор до остаточного давления 5×10-5 мм рт. ст., после чего заполняли печь и гранулятор гелием марки А до давления 0,4-0,6 ати. Расплав перегревали на 100-150°С выше температуры плавления и перемешивали полем индуктора. Продолжительность перемешивания определялась опытным путем по результатам хим. анализов. Полученную бронзу гранулировали и классифицировали по границам - 2000+200 мкм. Гранулы бронзы сваривали в необходимые заготовки в вакуумной установке УСП. Температура нагрева гранул составляла 0,6 от температуры плавления бронзы, давление сжатия составляло 15МПа, а время выдержки составило 20 мин. Сваренные черновые заготовки протачивали в необходимые размеры для последующей обработки давлением. В результате осуществления способа получили равномерное распределение олова в бронзе с мелкодисперсным выделением эвтектоида, который легко растворяется последующей гомогенизацией. Способ позволил повысить содержание олова в сплаве до 15% (по массе) без существенного снижения технологичности сплава.
На чертеже приведена микроструктура высокооловянистой бронзы:
а, б - микроструктура литой бронзы, полученной по прототипу,
в, г - микроструктура литой бронзы, полученной по предлагаемому способу.
Claims (3)
1. Способ получения высокооловянистой бронзы, преимущественно для сверхпроводниковых материалов, включающий плавку компонентов в инертной атмосфере с электромагнитным перемешиванием расплава полем соленоида, отличающийся тем, что расплав подвергают грануляции в инертной атмосфере, после чего гранулы соединяют диффузионной сваркой в вакууме при температуре 0,6-0,8 от температуры плавления бронзы и давлении сжатия 0,5-21 МПа с изотермической и изобарной выдержкой в течение 10-20 мин.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что грануляцию проводят со скоростью охлаждения расплава ≥2000°С/с.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что грануляцию проводят с получением размера гранул 0,2-2,0 мм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005122076/02A RU2307722C2 (ru) | 2005-07-12 | 2005-07-12 | Способ получения высокооловянистой бронзы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005122076/02A RU2307722C2 (ru) | 2005-07-12 | 2005-07-12 | Способ получения высокооловянистой бронзы |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2307722C2 true RU2307722C2 (ru) | 2007-10-10 |
Family
ID=38953066
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005122076/02A RU2307722C2 (ru) | 2005-07-12 | 2005-07-12 | Способ получения высокооловянистой бронзы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2307722C2 (ru) |
-
2005
- 2005-07-12 RU RU2005122076/02A patent/RU2307722C2/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hu et al. | Developments of high strength Bi-containing Sn0. 7Cu lead-free solder alloys prepared by directional solidification | |
KR100921311B1 (ko) | 구리 합금 개질용 마스터 합금을 이용한 개질 구리 합금의 주조 방법 | |
CN109371271B (zh) | 铜铁合金的非真空熔炼及连铸工艺 | |
RU2490350C2 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БАЗОВОГО β-γ-TiAl-СПЛАВА | |
EP2407259A1 (en) | Process for production of semisolidified slurry of iron-base alloy; process for production of cast iron castings by using the process, and cast iron castings | |
KR101264219B1 (ko) | 마그네슘계 합금 및 그 제조방법 | |
JPH04314836A (ja) | チタン・アルミニウムを主成分とした合金を製造する方法及び装置 | |
CN114318109B (zh) | 一种真空感应炉与加压电渣炉冶炼高氮模具钢的方法 | |
CN114231802A (zh) | 锻造铝合金轮毂用稀土铝合金棒材及其制备方法 | |
JP5064974B2 (ja) | TiAl基合金の鋳塊製造方法 | |
JP7292211B2 (ja) | 超合金の製造方法 | |
JP4414861B2 (ja) | 活性高融点金属含有合金の長尺鋳塊製造法 | |
RU2307722C2 (ru) | Способ получения высокооловянистой бронзы | |
JPH06287661A (ja) | 高融点金属溶製材の製造法 | |
JP2003247033A (ja) | Cu基合金、及びこれを用いた高強度高熱伝導性の鍛造物の製造方法 | |
Eremin et al. | Promising method of producing cast billets from superalloys | |
JPH0995743A (ja) | 溶製金属系材料の製造方法及び溶製金属系材料並びに電子ビ−ム溶解設備 | |
US2976192A (en) | Process for improving the quality of copper-zirconium alloy castings | |
CN115786793B (zh) | 一种力学性能优异的轻质中熵合金及其制备方法 | |
FR2520757A1 (fr) | Procede de fabrication d'un alliage du type cu-crl-zr, nouvelles nuances d'alliage obtenues et leur utilisation notamment pour constituer des pointes d'electrodes et des pieces soudees par faisceau d'electrons | |
RU2770807C1 (ru) | Способ получения заготовки из низколегированных сплавов на медной основе | |
JP7417056B2 (ja) | チタン合金鋳塊 | |
CN102418016B (zh) | 一种与CuH共溶的6082铝合金及其制备方法 | |
RU2217515C1 (ru) | Способ получения слитков из сплавов на основе тугоплавких металлов | |
RU2719051C1 (ru) | Способ получения полуфабрикатов из жаропрочного сплава Х25Н45В30 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110713 |