RU2688799C1 - Method of melting multicomponent brass - Google Patents
Method of melting multicomponent brass Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688799C1 RU2688799C1 RU2018120670A RU2018120670A RU2688799C1 RU 2688799 C1 RU2688799 C1 RU 2688799C1 RU 2018120670 A RU2018120670 A RU 2018120670A RU 2018120670 A RU2018120670 A RU 2018120670A RU 2688799 C1 RU2688799 C1 RU 2688799C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- melt
- iron
- amount
- brass
- Prior art date
Links
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 239000010951 brass Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 20
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 17
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 7
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 22
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 12
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 238000005275 alloying Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 241001275902 Parabramis pekinensis Species 0.000 abstract 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 16
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 11
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N copper zinc Chemical compound [Cu].[Zn] TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 2
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000004443 Ricinus communis Nutrition 0.000 description 1
- 241001062472 Stokellia anisodon Species 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N aluminum copper Chemical compound [Al].[Cu] WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 201000004997 drug-induced lupus erythematosus Diseases 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемый объект относится к области металлургии, в частности к выплавке многокомпонентных деформируемых медно-цинковых сплавов (латуней), предназначенных для получения литых заготовок, подвергающихся пластической обработке для изготовления деталей, работающих в условиях повышенного триботехнического износа. В большинстве случаев эти сплавы применяют для изготовления синхронизаторов коробок переключения передач автомобилей.The proposed object relates to the field of metallurgy, in particular to the smelting of multicomponent wrought copper-zinc alloys (brass), intended for the production of cast billets, subjected to plastic processing for the manufacture of parts operating under conditions of high tribological wear. In most cases, these alloys are used for the manufacture of synchronizers gearboxes cars.
Кольца синхронизаторов коробок переключения передач автомобилей испытывают высокий уровень триботехнической нагрузки, поэтому в последнее время разработаны материалы, способные сопротивляться этим нагрузкам и этими материалами являются многокомпонентные латуни [1-3]. Для производства деталей из них разработаны методы выплавки сплавов и литья заготовок [4, 5], обработки давлением [6-8] и термической обработки с отслеживанием структурного и фазового состояния [9, 10].The rings of synchronizers of gearboxes of cars experience a high level of tribotechnical load; therefore, materials have recently been developed that are able to resist these loads and these materials are multi-component brass [1-3]. For the production of parts from them, methods have been developed for melting alloys and casting blanks [4, 5], pressure treatment [6-8] and heat treatment with tracking of the structural and phase state [9, 10].
Общие рекомендации по выплавке латуней содержатся в справочнике [11, с. 148], где указана последовательность действий при получении сплава. Вначале получают расплав латуни, тугоплавкие компоненты Fe, Si, Mn, Ni вводят в латунь преимущественно в виде лигатур на основе меди в период наиболее нагретого состояния расплава для лучшего растворения, либо загружают в начале плавки с твердыми компонентами. Легкоплавкие компоненты Al, Sn, Pb вводят в конце плавки. Вместе с тем, здесь не учтено, что цинк является тоже легкоплавким элементом, а он введен в медь в начале плавки, поскольку далее речь идет именно о расплаве латуни.General recommendations for the production of brass contained in the directory [11, p. 148], where the sequence of actions in obtaining the alloy. First, brass melt is produced, the refractory components of Fe, Si, Mn, Ni are introduced into brass mainly in the form of copper-based master alloys in the period of the most heated state of the melt for better dissolution, or are loaded at the beginning of the melting with solid components. Fusible components of Al, Sn, Pb are introduced at the end of melting. At the same time, it does not take into account that zinc is also a low-melting element, and it was introduced into copper at the beginning of smelting, as further it is a matter of brass melt.
Известен способ выплавки медных сплавов [12], включающий расплавление шихты в печи с крышкой, подачу на поверхность постоянно перемешиваемого расплава газообразного окислителя и последующее восстановление расплава, причем в качестве газообразного окислителя используют водяной пар, подаваемый через фурму, расположенную на расстоянии не более 30-50 мм от поверхности расплава, чем обеспечивается повышение степени очистки расплава от примесей, упрощение и удешевление процесса выплавки. Недостатком способа является отсутствие приемов ведения плавки, учитывающих поведение большого количества легирующих элементов.There is a method of melting copper alloys [12], which includes melting the mixture in a furnace with a lid, feeding a gaseous oxidizer to the surface of a constantly stirred melt and subsequent melt recovery, with water vapor fed through a lance at a distance of no more than 30 g. 50 mm from the surface of the melt, which ensures an increase in the degree of purification of the melt from impurities, simplification and cheapening of the smelting process. The disadvantage of this method is the lack of methods of conducting the heat, taking into account the behavior of a large number of alloying elements.
В соответствии с патентом RU 2067128 [13] выплавку сплава на основе меди ведут путем загрузки фосфористой меди, катодной меди, проводят расплавление шихты, по мере оседания шихты добавляют оставшуюся медь. После расплавления всей шихты вводят легирующие добавки, цинк, олово, никель, затем сверху на зеркало расплава засыпают древесный уголь, доводят температуру расплава до 1150°С и осуществляют разливку. Недостатком аналога является отсутствие определенного порядка загрузки лигатуры.In accordance with the patent RU 2067128 [13], the smelting of a copper-based alloy is carried out by loading phosphorous copper, cathode copper, the charge is melted, and the remaining copper is added as the charge sinks. After the entire charge is melted, alloying additives, zinc, tin, nickel are introduced, then charcoal is poured onto the melt mirror from above, the melt temperature is brought to 1150 ° C and the casting is carried out. The disadvantage of analog is the lack of a specific order of loading ligatures.
В соответствии с патентом KR 20040085316 [14] при выплавке получают сплав 57…65% Cu, 1,0…6,0% Al, 0,5…3,0% Ni, 0,5…3,0% Si, 0,5…5,0% Mn, 0,03…2,5% Ti, 0,01…1,0% С и Zn - остальное. Способ предполагает производство литой заготовки после одновременного расплавления всех компонентов при температуре 1100…1300°С. Механизм упрочнения сплава здесь основан на выделении частиц TiC и это иной механизм, чем в заявляемом объекте. Недостатком способа является отсутствие учета экзотермических процессов, происходящих в расплаве при его подшихтовке легирующими компонентами.In accordance with KR 20040085316 [14], in melting, an alloy of 57 ... 65% Cu, 1.0 ... 6.0% Al, 0.5 ... 3.0% Ni, 0.5 ... 3.0% Si, 0 is obtained , 5 ... 5.0% Mn, 0.03 ... 2.5% Ti, 0.01 ... 1.0% C and Zn - the rest. The method involves the production of cast billets after simultaneous melting of all components at a temperature of 1100 ... 1300 ° C. The hardening mechanism of the alloy here is based on the release of TiC particles and this is a different mechanism than in the claimed object. The disadvantage of this method is the lack of consideration of exothermic processes occurring in the melt when it is blended by alloying components.
В соответствии с патентом CN 104630519 [15] для выплавки латуни используют следующую последовательность действий. Вначале прогревают тигель, вводят чистую медь, быстро нагревают до плавления, добавляют лигатуру в соответствии с последовательностью от тугоплавкой до низкоплавкой, добавляют фосфор и медь при достижении температуры 1150…1200°С для проведения раскисления. Затем добавляют алюминиево-медный промежуточный сплав при температуре 1100…1200°С, снижают диапазон до 1100…1150°С, добавляют чистый цинк и чистый алюминий порционно с перемешиванием. Недостатком аналога является возможность возгонки цинка, который добавляется вместе с алюминием, создающим экзотермический эффект.In accordance with CN 104630519 [15], the following sequence of operations is used to smelt brass. First, the crucible is heated, pure copper is injected, quickly heated to melting, a ligature is added in accordance with the sequence from refractory to low-melting, phosphorus and copper are added when the temperature reaches 1150 ... 1200 ° C to conduct deoxidation. Then add aluminum-copper intermediate alloy at a temperature of 1100 ... 1200 ° C, reduce the range to 1100 ... 1150 ° C, add pure zinc and pure aluminum in portions with stirring. The disadvantage of analog is the possibility of sublimation of zinc, which is added together with aluminum, creating an exothermic effect.
В качестве прототипа выбран способ выплавки многокомпонентной латуни, включающий расплавление меди и ввод в полученный расплав в установленной последовательности железа, марганца, кремния, алюминия и цинка [16, с. 62].As a prototype, a method of melting multicomponent brass is chosen, including melting copper and introducing iron, manganese, silicon, aluminum, and zinc into the resulting melt in the established sequence [16, p. 62].
Недостатком способа по прототипу является получение неконтролируемой структуры материала, характеризующейся наличием интерметаллидов различных размеров.The disadvantage of the prototype method is to obtain an uncontrolled structure of the material, characterized by the presence of intermetallic compounds of various sizes.
Предлагаемое изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в получении заданной структуры материала, характеризующейся наличием интерметаллидов заданных размеров.The present invention is directed to the achievement of the technical result, which consists in obtaining a given structure of the material, characterized by the presence of intermetallic compounds of specified sizes.
Способ выплавки многокомпонентной латуни включает расплавление меди и ввод в полученный расплав в установленной последовательности железа, марганца, кремния, алюминия, цинка и свинца. Он отличается тем, что необходимое для легирования количество алюминия разделяют на первую и вторую порции при отношении массы первой порции к общей массе алюминия от 0,4 до 0,5, необходимое для легирования количество железа разделяют на две равные порции, вводят первую порцию алюминия, осуществляют выдержку расплава до повышения температуры расплава 1230…1250°С, вводят первую порцию железа, вводят необходимое для легирования количество марганца, вторую порцию железа и необходимое количество кремния с понижением температуры до 1180°С, вводят вторую порцию алюминия до повышения температуры расплава 1230…1250°С, понижают температуру расплава до температуры 1180°С, вводят заданное количество цинка и свинца и производят разливку в слитки. При этом необходимое количество каждого из компонентов определяют с учетом химического состава латуни.The method of smelting multicomponent brass includes the melting of copper and entering into the resulting melt in the established sequence of iron, manganese, silicon, aluminum, zinc and lead. It differs in that the amount of aluminum required for doping is divided into first and second portions with the ratio of the mass of the first portion to the total mass of aluminum from 0.4 to 0.5, the amount of iron necessary for doping is divided into two equal portions, the first portion of aluminum is introduced, melt aging is carried out until the melt temperature increases to 1230 ... 1250 ° C, the first portion of iron is introduced, the amount of manganese required for doping is introduced, the second portion of iron and the required amount of silicon are lowered to 1180 ° C, introduced into Allowing a portion of aluminum to increase the temperature of the melt 1230 ... 1250 ° C, lower the temperature of the melt to a temperature of 1180 ° C, inject a specified amount of zinc and lead and cast into ingots. In this case, the required amount of each component is determined taking into account the chemical composition of brass.
Указанная последовательность ввода легирующих компонентов обусловлена следующими причинами. Ввод в расплав меди алюминия приводит к экзотермической реакции с выделением теплоты, в результате расплав оказывается перегрет.Это приводит в свою очередь к окислению такого активного элемента как марганец. Поэтому желательно поддерживать умеренную температуру расплава, тем более, что на следующей стадии будут вводиться элементы, ввод которых приведет не к экзотермическим реакциям, а наоборот, к эндотермическим реакциям. После ввода этих элементов появляется возможность вновь повысить температуру расплава введением второй порции алюминия. Введение в последнюю очередь цинка, как наиболее легкоплавкого элемента, имеющего к тому же низкую температуру кипения, позволяет избежать излишнего его окисления и возгонки.This sequence of input alloying components due to the following reasons. The introduction of aluminum into the molten copper leads to an exothermic reaction with the release of heat, as a result the melt turns out to be overheated. This in turn leads to the oxidation of such an active element as manganese. Therefore, it is desirable to maintain a moderate temperature of the melt, especially since in the next stage elements will be introduced, the introduction of which will lead not to exothermic reactions, but, on the contrary, to endothermic reactions. After entering these elements, it becomes possible to increase the temperature of the melt again by introducing a second portion of aluminum. The introduction of zinc as the last, as the most low-melting element, which also has a low boiling point, makes it possible to avoid its excessive oxidation and sublimation.
Выполненные авторами исследования структуры получаемого сплава показали, что выдержка расплава при слишком высоких температурах приводит к увеличению размеров интерметаллидов, которые являются обязательным элементом фазового и структурного состава. Однако существующими техническими условиями задается диапазон оптимальных размеров частиц интерметаллидных фаз. Поэтому при плавке приходится создавать условия для благоприятного роста этих частиц, но с ограничением их размера и формы. Заданная очередность ввода легирующих компонентов и деление легирующих компонентов на порции в установленном соотношении создает указанные выше условия.The study of the structure of the resulting alloy, carried out by the authors, showed that holding the melt at too high temperatures leads to an increase in the size of intermetallic compounds, which are an essential element of the phase and structural composition. However, the existing technical conditions set the range of optimal particle sizes of intermetallic phases. Therefore, when smelting, it is necessary to create conditions for the favorable growth of these particles, but with a restriction of their size and shape. The specified sequence of input of alloying components and the division of alloying components into portions in the established ratio creates the above conditions.
Тем самым достигается технический результат, заключающийся в получении заданной структуры материала, характеризующейся наличием интерметаллидов заданных размеров.This achieves the technical result, which consists in obtaining a given structure of the material, characterized by the presence of intermetallic compounds of specified sizes.
На фиг. 1 показан временной график, характеризующий последовательность изменения температуры на различных стадиях процесса выплавки. График имеет качественный характер, поскольку временные интервалы по шкале т могут оказаться различными при изменении условий теплоизоляции плавильного агрегата, массы металла и др.FIG. 1 shows a timeline characterizing the sequence of temperature changes at various stages of the smelting process. The graph has a qualitative character, since the time intervals on the scale of t may be different when changing the conditions of thermal insulation of the melting unit, the mass of the metal, etc.
На фиг. 2 приведено фото микроструктуры, иллюстрирующее чрезмерно большие размеры интерметаллидов, что получено в результате применения режимов за пределами заявляемых значений, а на фиг. 3 приведено фото микроструктуры, иллюстрирующее размеры и форму интерметаллидов, которые получены в результате применения режимов в пределах заявляемых значений,FIG. 2 shows a photo of the microstructure, illustrating the excessively large sizes of intermetallic compounds, which is obtained as a result of the application of modes beyond the declared values, and in FIG. 3 shows a photo of the microstructure illustrating the size and shape of the intermetallic compounds, which are obtained as a result of the application of modes within the claimed values,
Дальнейшие примеры будут приведены для условий выплавки латуни ЛМцАЖКС, содержащей Cu, Zn, Mn, Fe, Al, Si, Pb. Комплексное легирование латуни алюминием, марганцем, железом и кремнием приводит к формированию двухфазной α+β основы, на фоне которой располагаются частицы силицидов переменного стехиометрического состава (Mn,Fe)5Si3.Further examples will be given for the conditions of smelting brass LMZAHKS containing Cu, Zn, Mn, Fe, Al, Si, Pb. The complex doping of brass with aluminum, manganese, iron and silicon leads to the formation of a two-phase α + β base, against which particles of silicides of variable stoichiometric composition (Mn, Fe) 5 Si 3 are arranged.
Для выплавки латуни ЛМцАЖКС 70-7-5-2-2-1 готовили навеску шихты массой 1000 кг, которая состояла из 703,2 кг меди, 71,7 кг марганца, 58,4 кг алюминия, 19,7 кг железа, 19,1 кг кремния, 9,1 кг свинца, 118,8 кг цинка. Выплавку производили в индукционной печи ИЛК-1,2 с получением вначале расплава меди, а затем ввода в полученный расплав в установленной последовательности железа, марганца, кремния, алюминия, цинка и свинца. Алюминий разделяли на две порции, меняя соотношения между порциями от 0,3 до 0,6, железо разделяли на две равные порции.For the smelting of brass LMtsAZhKS 70-7-5-2-2-1, a weighed charge of 1000 kg was used, which consisted of 703.2 kg of copper, 71.7 kg of manganese, 58.4 kg of aluminum, 19.7 kg of iron, 19 , 1 kg of silicon, 9.1 kg of lead, 118.8 kg of zinc. Smelting was carried out in an ILK-1.2 induction furnace, producing first a copper melt and then entering the resulting melt in the established sequence of iron, manganese, silicon, aluminum, zinc and lead. Aluminum was divided into two portions, changing the ratio between portions from 0.3 to 0.6, iron was divided into two equal portions.
Вводили первую порцию алюминия, осуществляли выдержку расплава до повышения температуры расплава 1230…1250°С (участок 1-2 на фиг. 1). Повышение температуры необходимо с целью создания условий для полного растворения железа. В противном случае создаются условия для образования интерметаллидов уже на этой стадии процесса. При дальнейшей выдержке расплава это привело бы к увеличению их размеров более допустимых. При указанной температуре вводили первую порцию железа, вводили необходимое для легирования количество марганца. Вторую порцию железа и необходимое количество кремния вводили с понижением температуры до 1180°С (участок 2-3). Вводили вторую порцию алюминия до повышения температуры расплава 1230…1250°С для растворения образовавшихся интерметаллидов (участок 3-4). Понижали температуру расплава до температуры 1180°С (участок 4-5), вводили заданное количество цинка и свинца и производили разливку в заготовки диаметром 200 мм. От заготовок отбирали темплеты и подвергали структурному анализу.Introduced the first portion of aluminum, carried out the exposure of the melt to increase the temperature of the melt 1230 ... 1250 ° C (section 1-2 in Fig. 1). Increasing the temperature is necessary in order to create conditions for the complete dissolution of iron. Otherwise, conditions are created for the formation of intermetallic compounds already at this stage of the process. With further aging of the melt, this would lead to an increase in their size more acceptable. At this temperature, the first portion of iron was introduced, the amount of manganese needed for doping was introduced. The second portion of iron and the required amount of silicon were introduced with a decrease in temperature to 1180 ° С (section 2-3). The second portion of aluminum was introduced to raise the temperature of the melt to 1230 ... 1250 ° С to dissolve the intermetallic compounds formed (section 3-4). The temperature of the melt was lowered to a temperature of 1180 ° C (section 4-5), a given amount of zinc and lead was introduced, and casting was made into billets with a diameter of 200 mm. Templates were taken from blanks and subjected to structural analysis.
Основное внимание уделено выполнению требований ТУ 184550-10633-97 на сплав ЛМцАЖКС 70-7-5-2-2-1 в части получения необходимого фазового состава: объемная доля интерметаллидов должна составлять 8…12%, длина интерметаллидов игольчатой формы 40…120 мкм, размер интерметаллидов округлой формы не более 60 мкм.The main attention is paid to meeting the requirements of TU 184550-10633-97 for the LMtsAZhKS 70-7-5-2-2-1 alloy in terms of obtaining the required phase composition: the volume fraction of intermetallic compounds should be 8 ... 12%, the length of needle-shaped intermetallic compounds 40 ... 120 μm , the size of intermetallic compounds of round shape is not more than 60 microns.
При варьировании исходных данных в ходе выполнения опытных плавок основную разницу в структуре металла выявили при изменении соотношения алюминия в порциях, что отражено в таблице.When varying the initial data during the performance of the experimental heats, the main difference in the metal structure was revealed when the ratio of aluminum in the batches changed, which is reflected in the table.
В примере 1 отношение массы первой порции Al (17,5 кг) к общей массе Al (58,4 кг) составило 0,3, это привело к незначительному повышению температуры до 1200°С на участке диаграммы 1-2. Этого повышения температуры оказалось недостаточно для полного растворения железа. В результате наблюдали (фиг. 2) наличие интерметаллидов округлой формы 1 размерами более 200 мкм и игольчатой формы 2 длиной 250…500 мкм при их объемной доле 15…20%, что не соответствует техническим условиям.In example 1, the ratio of the mass of the first portion of Al (17.5 kg) to the total mass of Al (58.4 kg) was 0.3, which led to a slight increase in temperature to 1200 ° C in the region of diagram 1-2. This temperature increase was not enough to completely dissolve iron. As a result, we observed (Fig. 2) the presence of round-shaped
Пример 2. Отношение массы первой порции Al (23,4 кг) к общей массе Al (58,4 кг) составило 0,4, это привело к повышению температуры до 1230°С на участке диаграммы 1-2. Объемная доля интерметаллидов составила 8…10%, получены частицы округлой формы размерами 40…60 мкм и игольчатой формы длиной 60…80 мкм, что соответствует техническим условиям.Example 2. The ratio of the mass of the first portion of Al (23.4 kg) to the total mass of Al (58.4 kg) was 0.4, which led to an increase in temperature to 1230 ° C in the region of diagram 1-2. The volume fraction of intermetallic compounds was 8 ... 10%; round-shaped particles with sizes of 40 ... 60 microns and needle-shaped shapes with a length of 60 ... 80 microns were obtained, which corresponds to the technical conditions.
Пример 3. Отношение массы первой порции Al (29,2 кг) к общей массе Al (58,4 кг) составило 0,5, это привело к повышению температуры до 1250°С на участке диаграммы 1-2. Получили объемную долю интерметаллидов 8…10% (фиг. 3), частицы округлой формы 3 размерами 30…50 мкм и игольчатой формы 4 длиной 50…70 мкм, что соответствует техническим условиям.Example 3. The ratio of the mass of the first portion of Al (29.2 kg) to the total mass of Al (58.4 kg) was 0.5, which led to a rise in temperature to 1250 ° C in the region of diagram 1-2. Received the volume fraction of intermetallic compounds 8 ... 10% (Fig. 3), round-shaped
Пример 4. Отношение массы первой порции Al (35,0 кг) к общей массе Al (58,4 кг) составило 0,6, а температура 1300°С. Наблюдали появление интерметаллидов игольчатой формы с длиной более 150 мкм, что не соответствует техническим условиям.Example 4. The ratio of the mass of the first portion of Al (35.0 kg) to the total mass of Al (58.4 kg) was 0.6, and the temperature was 1300 ° C. The appearance of needle-shaped intermetallic compounds with a length of more than 150 μm was observed, which does not correspond to the technical conditions.
В этих примерах показано, что прием деления необходимого количества алюминия на первую и вторую порции при отношении массы первой порции к общей массе алюминия от 0,4 до 0,5 приводит к получению фазового состава в части интерметаллидных составляющих нужной конфигурации и размеров.In these examples, it is shown that the method of dividing the required amount of aluminum into the first and second portions with the ratio of the mass of the first portion to the total mass of aluminum from 0.4 to 0.5 results in a phase composition in part of the intermetallic components of the desired configuration and size.
Таким образом, здесь показано, что достижение технического результата, заключающегося в получении заданной структуры материала, характеризующейся наличием интерметаллидов необходимых размеров, достижимо при выполнении условий, изложенных в формуле изобретения.Thus, it is shown that the achievement of the technical result, which consists in obtaining a given structure of the material, characterized by the presence of intermetallic compounds of the required size, is achievable if the conditions set forth in the claims are fulfilled.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИLIST OF SOURCES OF INFORMATION
1. Патент RU 2415188. Медно-цинковый сплав, а также изготовленное из него блокирующее кольцо синхронизатора / Гааг Н., Хольдерид М., Гебхард Ф. 05.12.2006. Патентообладатель(и): ДИЛЬ МЕТАЛ ШТИФТУНГ УНД КО. КГ (DE). МПК С22С 9/02, F16D 23/02. Заявка: 2008128429/02 от 05.12.2006. Опубл: 27.03.2011 Бюл. №9.1. Patent RU 2415188. A copper-zinc alloy, as well as a synchronizer blocking ring made of it / N. The Hagger, M. Holderid, F. Gebhard 05.12.2006. Patentee (s): DILE METAL STILE DAND CO. KG (DE). IPC С22С 9/02, F16D 23/02. Application: 2008128429/02 of December 5, 2006. Publ .: 27.03.2011 Bull. №9.
2. Mindivan Н., 
3. Патент RU 2382099. Литая заготовка из латуни для изготовления колец синхронизаторов // М.И. Волков, Ю.Н. Логинов, Л.М. Жукова, А.Г. Титова, Р.К. Мысик. БИ. 2010. №5.3. Patent RU 2382099. Cast billet of brass for the manufacture of synchronizer rings // MI Volkov, Yu.N. Loginov, L.M. Zhukova, A.G. Titova, R.K. Mysik. BI. 2010.
4. Патент RU 2613234. Литая латунь / Брусницын С.В., Логинов Ю.Н., Мысик Р.К., Сулицин А.В., Ивкин М.О. Заявитель ФГАОУ ВО УрФУ. МПК С22С 9/04. Заявка: 2015120160 от 27.05.2015. Опубл.: 15.03.2017. Бюл. №8.4. Patent RU 2613234. Cast brass / Brusnitsyn S.V., Loginov Yu.N., Mysik R.K., Sulitsin A.V., Ivkin M.O. Applicant FSAEI in UrFU. IPC С22С 9/04. Application: 2015120160 from 05/27/2015. Publ .: 15.03.2017. Bul №8.
5. Мысик Р.К., Еремин А.А., Брусницын С.В., Титова А.Г. Исследование процесса кристаллизации сложнолегированной латуни ЛМцАЖКС 70-7-5-2-2-1 при полунепрерывном литье // Процессы литья. 2005. №3. С. 43-46.5. Mysik R.K., Eremin A.A., Brusnitsyn S.V., Titova A.G. Study of the crystallization process of complex-alloyed brass LMTSAZhKS 70-7-5-2-2-1 with semicontinuous casting // Casting processes. 2005.
6. Овчинников А.С, Логинов Ю.Н. Особенности прессования труб из сложнолегированной латуни ЛМцАЖКС // Производство проката. 2012. №4. С. 38-41.6. Ovchinnikov A.S., Loginov Yu.N. Features of extrusion of complex-alloyed brass pipes LMTSAZhKS // Rolled metal production. 2012.
7. Логинов Ю.Н., Шешукова Ю.А., Хакимова О.А. Механические свойства сложнолегированной латуни CuZn30Al2Mn3SiINiCr в горячепрессованном состоянии // Цветные металлы. 2017. №8. С. 83-88.7. Yu.N. Loginov, Yu.A. Sheshukova, OA Khakimova Mechanical properties of complex-alloyed brass CuZn30Al2Mn3SiINiCr in the hot-pressed state // Non-ferrous metals. 2017. №8. Pp. 83-88.
8. Мясникова М.В., Смирнов С.В., Пугачева Н.Б. Моделирование поврежденности силицидов в латуни при пластической деформации // Фундаментальные исследования. 2012. №9-3. С. 667-671.8. Myasnikova, MV, Smirnov, SV, Pugacheva, NB Simulation of silicide damage in brass during plastic deformation // Basic research. 2012. № 9-3. Pp. 667-671.
9. Патент RU 2148098. Сплав на основе меди. Шишин В.П., Кожинский Б.С., Сидякин А.В., Трифонов А.И. МПК С22С 9/04. Заявка: 98122032/02 от 07.12.1998. Опубл. 27.04.2000. Бюл. №12.9. Patent RU 2148098. Copper-based alloy. Shishin V.P., Kozhinsky B.S., Sidyakin A.V., Trifonov A.I. IPC С22С 9/04. Application: 98122032/02 of 12/07/1998. Publ. 04/27/2000. Bul №12.
10. Тропотов А.В. Изучение влияния кремния на микроструктуру сложнолегированной латуни ЛМцАЖКС 70-7-5,5-2-2-1 // Литейщик России. 2004. №3. С. 22-24.10. Tropotov A.V. Study of the effect of silicon on the microstructure of complex-alloyed brass LMtsAZhKS 70-7-5,5-2-2-1 // Castor of Russia. 2004.
11. Осинцев О.Е., Федоров В.Н. Медь и медные сплавы. Отечественные и зарубежные марки. Справочник. М.: Машиностроение, 2004. 336 с.11. Osintsev O.E., Fedorov V.N. Copper and copper alloys. Domestic and foreign brands. Directory. M .: Mashinostroenie, 2004. 336 p.
12. Патент RU 2227169. Способ выплавки меди и медных сплавов / Задиранов А.Н., Козин Д.А., Титова А.Г., Кузьмин О.С., Лащенко Д.Д., Ершов И.И. МПК С22В 15/14, С22С 1/02. Заявитель(и): ОАО "Ревдинский завод по обработке цветных металлов". Заявка: 2002134077/02 от 18.12.2002. Опубл. 20.04.2004. Бюл. №1112. Patent RU 2227169. Method of smelting copper and copper alloys / Zadiranov A.N., Kozin D.A., Titova A.G., Kuzmin O.S., Lashchenko D.D., Ershov I.I. IPC C22B 15/14,
13. Патент RU 2067128. Способ плавки медных сплавов. Дубовкин С.П., Дубовкин С.С, Дубовкина В.Л, Дубовкина К.С. Заявка 93054543/02 от 07.12.1993. МПК С22С 1/02 Опубл. 1996-09-27.13. Patent RU 2067128. The method of melting copper alloys. Dubovkin S.P., Dubovkin S.S., Dubovkina V.L., Dubovkina K.S. Application 93054543/02 dated 12/7/1993.
14. Патент KR 20040085316. High strength wear resistant copper alloy for synchronizer ring and manufacturing method thereof. Inventor(s): Hwang Seon Geun; Kwak Beom Su; Lee Dong Seop; Yoon Ui Han. Appl: DAECHANG IND CO LTD. Опубл. 2004-10-08.14. KR 20040085316 patent. High strength wear resistant copper alloy ring for rings and manufacturing method thereof. Inventor (s): Hwang Seon Geun; Kwak Beom Su; Lee Dong Seop; Yoon Ui Han. Appl: DAECHANG IND CO LTD. Publ. 2004-10-08.
15. Патент CN 104630519. Casting brass melting technology / Li Baocheng. Заявитель(и): QINGDAO HONGTAI COPPER IND CO LTD. МПК: C22C 1/03; C22C 1/06; C22C 9/04. Опубл. 2015-05-20.15. Patent CN 104630519. Casting brass melting technology / Li Baocheng. Applicant (s): QINGDAO HONGTAI COPPER IND CO LTD. IPC:
16. Ткаченко А.В., Юшкина О.Л. Теория и технология плавки / Гомель: ГТТУ им. П.О. Сухого, 2009. 67 с.16. Tkachenko A.V., Yushkina O.L. Theory and technology of smelting / Gomel: GTTU them. BY. Sukhoi, 2009. 67 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018120670A RU2688799C1 (en) | 2018-06-04 | 2018-06-04 | Method of melting multicomponent brass |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018120670A RU2688799C1 (en) | 2018-06-04 | 2018-06-04 | Method of melting multicomponent brass |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2688799C1 true RU2688799C1 (en) | 2019-05-22 |
Family
ID=66636996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018120670A RU2688799C1 (en) | 2018-06-04 | 2018-06-04 | Method of melting multicomponent brass |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2688799C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040085316A (en) * | 2003-03-31 | 2004-10-08 | 대창공업 주식회사 | High Strength and Wear-Resistant Copper Alloys and Manufacturing Method thereof |
| US8568656B2 (en) * | 2010-03-02 | 2013-10-29 | Xiamen Lota International Co., Ltd. | Environment-friendly manganese brass alloy and manufacturing method thereof |
| US8580191B2 (en) * | 2009-12-09 | 2013-11-12 | Xiamen Lota International Co., Ltd. | Brass alloys having superior stress corrosion resistance and manufacturing method thereof |
| CN104630519A (en) * | 2013-11-08 | 2015-05-20 | 青岛宏泰铜业有限公司 | Casting brass melting technology |
-
2018
- 2018-06-04 RU RU2018120670A patent/RU2688799C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040085316A (en) * | 2003-03-31 | 2004-10-08 | 대창공업 주식회사 | High Strength and Wear-Resistant Copper Alloys and Manufacturing Method thereof |
| US8580191B2 (en) * | 2009-12-09 | 2013-11-12 | Xiamen Lota International Co., Ltd. | Brass alloys having superior stress corrosion resistance and manufacturing method thereof |
| US8568656B2 (en) * | 2010-03-02 | 2013-10-29 | Xiamen Lota International Co., Ltd. | Environment-friendly manganese brass alloy and manufacturing method thereof |
| CN104630519A (en) * | 2013-11-08 | 2015-05-20 | 青岛宏泰铜业有限公司 | Casting brass melting technology |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ткаченко А.В. и др. Теория и технология плавки. Гомель: ГТТУ им. П.О. Сухого, 2009, с. 67. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101367892B1 (en) | Magnesium alloy for high temperature and manufacturing method thereof | |
| EP2653578B1 (en) | Aluminum die casting alloy | |
| CN102206780B (en) | Magnesium-based alloy with superior fluidity and hot-tearing resistance and manufacturing method thereof | |
| CN110029267B (en) | Nodular cast iron | |
| Balasubramani et al. | Effect of Pb and Sb additions on the precipitation kinetics of AZ91 magnesium alloy | |
| El-Bagoury et al. | Microstructure of an experimental Ni base superalloy under various casting conditions | |
| CN100588733C (en) | A kind of magnesium alloy for semi-solid forming and preparation method of semi-solid blank thereof | |
| KR102273787B1 (en) | Complex copper alloy comprising high entropy alloy and method for manufacturing the same | |
| Liao et al. | Evolution of the microstructure and mechanical properties of eutectic Fe 30 Ni 20 Mn 35 Al 15 | |
| JP2007211310A (en) | Raw material brass alloy for casting half-melted alloy | |
| JPH0835029A (en) | Cast aluminum alloy with high strength and high ductility and production thereof | |
| Atkinson et al. | Coarsening rate of microstructure in semi-solid aluminium alloys | |
| Bosio et al. | Strengthening strategies for an Al alloy processed by in-situ alloying during laser powder bed fusion | |
| Mazraeshahi et al. | Investigation on the impression creep properties of a cast Mg–6Al–1Zn magnesium alloy | |
| Wang et al. | Semisolid microstructure evolution of the predeformed AZ91D alloy during heat treatment | |
| Yin et al. | Eutectic modification of Fe-enriched high-entropy alloys through minor addition of boron | |
| Farzadfar et al. | Experimental and calculated phases in two as-cast and annealed Mg–Zn–Y alloys | |
| Kaya et al. | Influence of Co content on microstructure and hardness of AlCoxCrFeNi (0≤ x≤ 1) high-entropy alloys produced by self-propagating high-temperature synthesis | |
| US8123877B2 (en) | Heat-resistant magnesium alloy for casting heat-resistant magnesium alloy cast product, and process for producing heat-resistant magnesium alloy cast product | |
| RU2688799C1 (en) | Method of melting multicomponent brass | |
| CN108118226A (en) | A kind of high heat conduction, anti-corrosion, heat-proof compression casting magnesium alloy and its manufacturing method | |
| Bolibruchová et al. | Utilisation of mould temperature change in eliminating the Al5FeSi phases in secondary AlSi7Mg0. 3 alloy | |
| YANG et al. | Effects of holding temperature and time on semi-solid isothermal heat-treated microstructure of ZA84 magnesium alloy | |
| JP2015147980A (en) | Al ALLOY CASTING AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME | |
| CN109161767A (en) | A kind of creep-resistant property magnesium alloy of the phase containing W and preparation method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200605 |