RU2731540C1 - Способ получения хромовой бронзы - Google Patents
Способ получения хромовой бронзы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2731540C1 RU2731540C1 RU2020112525A RU2020112525A RU2731540C1 RU 2731540 C1 RU2731540 C1 RU 2731540C1 RU 2020112525 A RU2020112525 A RU 2020112525A RU 2020112525 A RU2020112525 A RU 2020112525A RU 2731540 C1 RU2731540 C1 RU 2731540C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- casting
- copper
- temperature
- mold
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
-
- 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
- C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
-
- 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
Abstract
Изобретение относится к области цветной металлургии, конкретно к способам получения низколегированных жаропрочных сплавов на медной основе, предназначенных для изготовления различных деталей, подвергаемых при эксплуатации значительным механическим и электротермическим нагрузкам, например электродов в аппаратах контактной сварки, коллекторов электромоторов, кристаллизаторов установок непрерывной разливки металлов, кокилей для литья легкоплавких металлов. Способ получения хромовой бронзы включает выплавку с перегревом медного расплава с последовательным введением в него легирующих элементов и/или лигатур и литье слитков с последующим охлаждением, при этом выплавку производят в графитовом тигле открытой индукционной печи в интервале температур 1200-1350 °С с использованием солевого флюса, а разливку расплава в форму осуществляют в защитной атмосфере инертного газа. В качестве солевого флюса используют флюс со следующим соотношением компонентов: предварительно плавленая бура 35-45%, просушенный при температуре 300-400 °С АНФ-1 – 35-30%, фторид натрия – 30-25%, а разливку расплава в форму осуществляют в защитной атмосфере инертного газа при температуре металла 1280-1300 °С. Изобретение направлено на получение слитков требуемого химического состава с равномерным распределением хрома по сечению. 2 з.п. ф-лы, 1 пр., 2 табл.
Description
1. Область техники
Изобретение относится к области цветной металлургии, конкретно к способам получения низколегированных жаропрочных сплавов на медной основе, предназначенных для изготовления различных деталей, подвергаемых при эксплуатации значительным механическим и электротермическим нагрузкам, например электродов в аппаратах контактной сварки, коллекторов электромоторов, кристаллизаторов установок непрерывной разливки металлов, кокилей для литья легкоплавких металлов, коллекторных пластин мощных электродвигателей, пресс-форм и штампов в производстве изделий из пластмасс и керамики, а также иных легированных сплавов на медной основе.
2. Предшествующий уровень техники
Известен «Способ плавки металлов и сплавов» (Патент RU 2405660 (B22F 9/22, B22F 9/00) 2009), в котором осуществляют загрузку шихты в бункер, наведение на поверхности медного тигля ванны жидкого металла и постепенное расплавление сыпучих компонентов шихты посредством независимого источника нагрева в виде электронно-лучевых пушек с последующим сливом полученного расплава через сливной канал в кристаллизатор-гранулятор. Недостатком способа является высокие трудозатраты и наличие соответствующего плавильного оборудования.
Известен «Способ получения композиционного материала на основе меди для электрических контактов» (Патент РФ №2567418 (Н01H 1/02, С22С 1/02) 2014), заключающийся в расплавлении меди, введении в медный расплав порошков графита 0,2-2,0% и хрома 0,1-1,0% фракцией от 0,1 до 10 мкм для синтеза упрочняющей фазы (Сr3С2) в расплаве меди с одновременным воздействием на полученный расплав вертикальных низкочастотных колебаний (НЧК) и последующей кристаллизации. Основным недостатком данного метода является необходимость применения НЧК для разрушения конгломератов армирующих фаз и равномерного распределения их в объеме расплава, при этом в процессе литья и кристаллизации композиционных сплавов наблюдается повторное укрупнение частиц, о чем свидетельствует наличие в структуре композита включений карбидов различных размеров.
Известен «Способ получения слитков из меди и ее сплавов» (Патент RU 2309996 (С22В 9/20, С22С 9/00) 2005), в котором расходуемый электрод приваривают дугой к огарку, соединенному с электрододержателем, непосредственно в камере печи, проводят оценку качества приварки, вакуумирование печи и последующий вакуумный дуговой переплав расходуемого электрода в кристаллизатор. К недостатку способа можно отнести ненадежную сварку огарка и расходуемого электрода, возникает опасность обрыва электрода во время плавки.
Известен также, принятый заявителем за наиболее близкий аналог, «Способ получения слитка из дисперсионно-твердеющего низколегированного сплава на медной основе и способ производства из него металлопродукции» (Патент RU №2378403, (С22С 1/02, С22С 9/00, C22F 1/08), 2007).
Способ включает выплавку с перегревом медного расплава, с последовательным введением в него легирующих элементов и/или лигатур, литья слитков с последующим охлаждением. Недостатком известного способа является отсутствие эффективных операций, обеспечивающих получение сплава повышенной чистоты, а также требуемой однородности и уровня свойств.
3. Сущность изобретения
3.1. Постановка технической задачи
Задачей настоящего изобретения является получение слитков хромовой бронзы с использованием традиционных металлургических технологий. Результат решения технической задачи
Решение задачи достигается выплавкой в открытой индукционной печи с графитовым тиглем и применением подготовленного солевого флюса в соотношении компонентов: плавленная бура - 35÷45%, АНФ-1 - 35÷30% и фторид натрия - 30÷25%.
3.2. Отличительные признаки
В отличии от известного технического решения включающего выплавку с перегревом медного расплава, с последовательным введением в него легирующих элементов и/или лигатур, литья слитков с последующим охлаждением; в заявленном техническом решении выплавку производят в графитовом тигле открытой индукционной печи в интервале температур 1200÷1350°С, с использованием солевого флюса и последующей разливкой расплава в защитной атмосфере инертного газа в форму.
Использование графитового тигля позволяет за счет его нагрева более эффективно вести плавку. Кроме того, графитовая футеровка является более инертной к компонентам медного расплава, чем традиционно используемые керамические огнеупоры, что позволяет стабилизировать усвоение хрома.
При этом завалку открытой индукционной печи формируют с использованием отходов меди, предварительно механически очищенной и измельченной до размеров кусков, обеспечивающих относительно плотную завалку печи без значительных ударов по поверхности графитового тигля.
После включения печи на расплав и по образованию жидкой ванны наводят покров из древесного угля слоем 100÷150 мм и раскисляют расплав фосфористой медью, затем удаляют шлак и наводят покров из солевого флюса. При этом, соотношение компонентов при подготовке солевого флюса: предварительно плавленная бура - 35÷45% и просушенные при температуре 300÷400°С АНФ-1 - 35÷30% и фторид натрия - 30÷25%.
После образования жидкоподвижного флюсового покрова при температуре металла 1250÷1290°С загружают дробленный хром, фракцией 5÷10 мм, погружая его в расплав под слой защитного покрова, поверх дают еще солевой флюс и наводят покров из технического углерода (4÷6 кг).
Далее доводят температуру расплава до 1320÷1350°С и осуществляют выдержку в течении 30÷35 минут для растворения хрома. Разливку полученного расплава осуществляют в защитной атмосфере инертного газа в форму при температуре металла 1280÷1300°С.
4. Описание изобретения
Хромовая бронза является одним из наиболее распространенных низколегированных дисперсионно-твердеющих медных сплавов с содержанием хрома 0,4÷1,0%. Благодаря сочетанию высоких значений твердости, прочности, электро- и теплопроводности этот сплав широко применяется в промышленности для изготовления различных деталей, подвергаемых при эксплуатации значительным механическим и электротермическим нагрузкам, например электродов в аппаратах контактной сварки, теплоотводящих конструкций кратковременного действия, кристаллизаторов установок непрерывной разливки металлов, кокилей для литья легкоплавких металлов, пресс-форм и штампов в производстве изделий из пластмасс и керамики.
Выплавляют хромовую бронзу чаще всего в индукционных и дуговых печах. Общая сложность производства данного сплава в указанных плавильных агрегатах связана с трудностью легирования меди хромом. Хром ограниченно растворим в меди в твердом состоянии. При температуре эвтектики 1345 К растворимость хрома составляет 0,65%. Данный элемент характеризуется высокой степенью сродства к кислороду и в процессе плавки может легко окисляться. Поэтому для более полного растворения хрома при плавке в печах должна поддерживаться высокая температура, а для предотвращения окисления хрома необходимо применять покровные флюсы.
Использование графитового тигля позволяет за счет его нагрева более эффективно вести плавку. Кроме того, графитовая футеровка является более инертной к компонентам медного расплава, чем традиционно используемые керамические огнеупоры, что позволяет стабилизировать усвоение хрома.
В заявленном техническом решении на стадии подготовки к выплавке хромовой бронзы осуществляют подготовку индукционной печи и загрузку в нее шихтовых материалов, при этом последовательно выполняют следующие операции:
- установка графитового тигля на подину печи, обеспечивая равномерный зазор между наружным диаметром тигля и внутренним диаметром подготовленного индуктора, затем в зазор засыпают прокаленный кварцит слоями по 200÷250 мм с промежуточным уплотнением «штыковкой», после чего выполняют работы по изготовлению воротника и сливного носка печи.
- механическая очистка и разделка отходов меди до размеров кусков, обеспечивающих относительно плотную завалку печи без значительных ударов по поверхности графитового тигля при загрузке.
- подготовка солевого флюса с соотношением компонентов: предварительно плавленная бура 35÷45% и просушенные при температуре 300÷400°С АНФ-1 - 35÷30% и фторид натрия - 30÷25%.
- загрузка шихтовых материалов в индукционную печь.
После включения печи на расплав и по образованию жидкой ванны наводят покров из древесного угля слоем 100÷150 мм и раскисляют расплав фосфористой медью, затем через 3÷5 минут удаляют шлак и наводят покров из подготовленного солевого флюса.
После образования жидкоподвижного флюсового покрова при температуре металла 1250÷1290°С загружают дробленный хром, фракцией 5÷10 мм, погружая его в расплав под слой защитного покрова, поверх еще солевой флюс, и наводят покров из технического углерода (4÷6%).
Далее доводят температуру расплава до 1320÷1350°С и осуществляют выдержку в течении 30÷35 минут для улучшения условий растворения хрома. Разливку полученного расплава осуществляют в защитной атмосфере инертного газа в форму при температуре металла 1280÷1300°С.
Использование предлагаемого способа позволяет получать слитки требуемого химического состава с равномерным распределением хрома по сечению.
5. Пример конкретного выполнения
Согласно заявленному способу, было выплавлено 5 плавок сплава БрХ08, химический состав которых представлен в таблице 1.
В целях проверки распределения хрома по сечению от одного выплавленного слитка были взяты пробы металла на расстоянии 150 мм от донной части слитка и 100 мм от разъема изложницы и надставки. Пробы отбирались от края, середины радиуса и центра слитка.
Результаты анализа приведены в таблице 2.
Из таблицы видно, что содержание хрома в указанных пробах находится в пределах 0,59-0,61%, что свидетельствует о равномерном распределении хрома по сечению слитка даже в близи теплового центра.
Заявленное техническое решение опробовано в производственных условиях на АО «Металлургический завод «Электросталь» с положительным результатом.
Данная технология обеспечивает получение требуемого химического состава с равномерным распределением хрома по сечению слитка.
Claims (3)
1. Способ получения хромовой бронзы, включающий выплавку с перегревом медного расплава с последовательным введением в него легирующих элементов и/или лигатур и литье слитков с последующим охлаждением, отличающийся тем, что выплавку производят в графитовом тигле открытой индукционной печи в интервале температур 1200-1350 °С с использованием солевого флюса, а разливку расплава в форму осуществляют в защитной атмосфере инертного газа.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при выплавке в открытой индукционной печи с графитовым тиглем используют солевой флюс со следующим соотношением компонентов: предварительно плавленая бура 35-45%, просушенный при температуре 300-400 °С АНФ-1 – 35-30%, фторид натрия – 30-25%.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разливку расплава в форму осуществляют в защитной атмосфере инертного газа при температуре металла 1280-1300 °С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020112525A RU2731540C1 (ru) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | Способ получения хромовой бронзы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020112525A RU2731540C1 (ru) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | Способ получения хромовой бронзы |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2731540C1 true RU2731540C1 (ru) | 2020-09-04 |
Family
ID=72421717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020112525A RU2731540C1 (ru) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | Способ получения хромовой бронзы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2731540C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1795662A1 (ru) * | 1990-08-10 | 1995-11-10 | Государственный научно-исследовательский проектный и конструкторский институт сплавов и обработки цветных металлов | Флюс для плавки медных сплавов |
DE69417553D1 (de) * | 1993-04-22 | 1999-05-06 | Federalloy Inc | Sanitaereinrichtungen |
RU2309996C2 (ru) * | 2005-09-05 | 2007-11-10 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ) | Способ получения слитков из меди и ее сплавов |
RU2327807C2 (ru) * | 2006-07-20 | 2008-06-27 | ОАО "Каменск-Уральский завод по обработке цветных металлов" | Способ термодеформационной обработки прутков из хромовой бронзы |
RU2378403C2 (ru) * | 2007-12-10 | 2010-01-10 | Сергей Алексеевич Костин | Способ получения слитка из дисперсионно-твердеющего низколегированного сплава на медной основе и способ производства из него металлопродукции |
-
2020
- 2020-03-27 RU RU2020112525A patent/RU2731540C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1795662A1 (ru) * | 1990-08-10 | 1995-11-10 | Государственный научно-исследовательский проектный и конструкторский институт сплавов и обработки цветных металлов | Флюс для плавки медных сплавов |
DE69417553D1 (de) * | 1993-04-22 | 1999-05-06 | Federalloy Inc | Sanitaereinrichtungen |
RU2309996C2 (ru) * | 2005-09-05 | 2007-11-10 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ) | Способ получения слитков из меди и ее сплавов |
RU2327807C2 (ru) * | 2006-07-20 | 2008-06-27 | ОАО "Каменск-Уральский завод по обработке цветных металлов" | Способ термодеформационной обработки прутков из хромовой бронзы |
RU2378403C2 (ru) * | 2007-12-10 | 2010-01-10 | Сергей Алексеевич Костин | Способ получения слитка из дисперсионно-твердеющего низколегированного сплава на медной основе и способ производства из него металлопродукции |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2548897A (en) | Process for melting hafnium, zirconium, and titanium metals | |
KR102616983B1 (ko) | 저질소, 본질적으로 질화물을 함유하지 않는 크롬 및 크롬과 니오븀-함유 니켈계 합금의 제조 방법 및 수득된 크롬 및 니켈계 합금 | |
Bomberger et al. | The melting of titanium | |
CN109280788A (zh) | 一种防止gh625合金管材焊缝应力腐蚀开裂的工艺 | |
JP5048222B2 (ja) | 活性高融点金属合金の長尺鋳塊製造法 | |
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 | |
KR20190065317A (ko) | Pgm 농후 합금의 생산을 위한 공정 | |
RU2618038C2 (ru) | Способ получения жаропрочного сплава на основе ниобия | |
CN110423904B (zh) | 一种电子束熔炼均质化高纯化制备Ni-Cr-Co-Fe-Mn高熵合金的方法 | |
VV et al. | Recycling of superalloy scrap through electro slag remelting | |
Ahmadi et al. | Evaluation of the electroslag remelting process in medical grade of 316LC stainless steel | |
RU2731540C1 (ru) | Способ получения хромовой бронзы | |
US20230100820A1 (en) | Iron-aluminum alloy and preparation method therefor | |
GB2302551A (en) | Improvements on or relating to alloys | |
JP7292211B2 (ja) | 超合金の製造方法 | |
JPH11310833A (ja) | 金属・合金の溶解方法及び溶解鋳造方法 | |
RU2360014C2 (ru) | Вакуумная дуговая гарнисажная печь | |
JP2989060B2 (ja) | 低酸素Ti−Al系合金およびその製造方法 | |
Breig et al. | Induction skull melting of titanium aluminides | |
RU2770807C1 (ru) | Способ получения заготовки из низколегированных сплавов на медной основе | |
RU2734220C1 (ru) | Способ изготовления лигатур в вакуумной дуговой печи с нерасходуемым электродом | |
RU2807237C1 (ru) | Способ выплавки жаропрочных сплавов на медной основе | |
JPS58133338A (ja) | チタン族金属またはその合金の溶解法 | |
Satya Prasad et al. | Electroslag crucible melting of age hardening copper–chromium alloy | |
RU2749406C1 (ru) | Способ получения коррозионностойкого сплава ХН63МБ на никелевой основе с содержанием углерода менее 0,005% |