Патент на изобретение №2371493
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ МЕДНЫХ СПЛАВОВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения медных сплавов для фасонных отливок. Предложен способ модифицирования медных сплавов. Способ включает приготовление модификатора из медного порошка и графитсодержащего материала. Модификатор активируют в мельницах-активаторах при соотношении медного порошка и графитсодержащего материала 1:(1-2) и вводят в конце плавки в количестве 1-5 мас.% от массы медного сплава. Улучшается структура и механические свойства получаемых медных сплавов. 1 табл.
Изобретение относится к области литейного производства и, в частности, к способам получения сплавов для фасонных отливок. Известен сплав на основе меди, содержащий, вес.%: кадмий – 30-40, графит – 10-15, медь – остальное [Авторское свидетельство Наиболее близким по сущности является сплав на основе меди при содержании графита 1-2% [а.с. Задача изобретения – улучшение структуры и механических свойств медных сплавов. Поставленная задача решается тем, что в способе модифицирования медных сплавов, включающем приготовление модификатора из медного порошка и графитсодержащего материала, модификатор активируют в мельницах-активаторах при соотношении медного порошка и графитсодержащего материала 1:(1-2) и вводят в конце плавки в количестве 1-5 мас.% от массы медного сплава. Введение модификатора в количестве менее 1 мас.% от массы медного сплава не приводит к измельчению структуры сплава и не дает модифицирующего эффекта. Введение модификатора в количестве более 5 мас.% от массы сплава нецелесообразно с экономической точки зрения, т.к. дальнейшее увеличение модификатора не способствует дальнейшему уменьшению размера зерна сплава. В качестве графитсодержащего материала можно использовать искусственные или природные различного кристаллохимического строения графиты в виде порошка, крупки или гранул. При совместной механоактивации медного порошка и графитсодержащего материала в мельницах-активаторах повышается реакционная способность компонентов модификатора, которая способствует более полному усвоению вводимых в сплав лигатур меди и повышению модифицирующего действия графитсодержащего материала. При использовании в модификаторе соотношения медного порошка : графитсодержащего материала менее 1:1 не приводит к повышению химической активности модификатора, в результате чего не происходит значительного улучшения качества медного сплава в отношении структуры и механических свойств. При использовании в модификаторе соотношения медного порошка : графитсодержащего материала более 1:2 вызывает уменьшение удельной поверхности и активности модификатора, что объясняется агрегатированием частиц графитсодержащего материала, в результате чего не происходит механохимической реакции между медным порошком и графитсодержащим материалом. Кроме того, использование соотношения в модификаторе медный порошок : графитсодержащий материал более 1:2 не является целесообразным с экономической точки зрения, так как не происходит дальнейшего существенного измельчения структуры и увеличения механических свойств медных сплавов. Обработка медных сплавов модификатором в конце плавки обеспечивает равномерное распределение графитсодержащего модификатора по всему объему металла, с одной стороны, с другой, затрудняет рост кристаллов вследствие возникновения глубокого переохлаждения (образуются новые центры кристаллизации). Изобретение иллюстрируется следующим примером. Пример 1. Медный порошок и порошок скрытокристаллического графита марки ГЛС-2 Курейского месторождения (ГОСТ 17022-81) активировали в планетарно-центробежной мельнице-активаторе до достижения общей поверхности 40500 см2/см3, при соотношении медь : графит = 1:0,5. Из полученного материала прессовали таблетки диаметром 15-20 мм и высотой 5-7 мм при удельном давлении 2600-3000 кгс/см2, при температуре нагрева порошков 115°С. Для модифицирования использовали сплав, содержащий, %: Sn 4,0-6,0; Zn 4,0-6,0; Pb 4,0-6,0; Sb 0,45-0,5; Fe 0,4. Для раскисления в сплав вводили фосфористую медь. Медный сплав выплавляли в высокочастотной плавильной установке и перегревали в печи до 1100-1200°С. В конце плавки под зеркало расплава вводили модификатор в виде таблетки. После модифицирования сплав выдерживали в течение 0,5-1,5 мин, очищали от шлака и разливали при температуре 1200-1300°С в жидкостекольные формы. После охлаждения и затвердевания расплава готовили образцы и изучали их макро- и микроструктуры, а также механические свойства. Исследования показали, что размер зерна сплава составлял 4,00 мм, размер дендритной ячейки равен 190 мкм, твердость по НВ – 586, прочность – 155 МПа. Данные других примеров приведены в табл. Из представленных данных видно, что применение предложенного механоактивированного модификатора на основе медного порошка и графитсодержащего материала приводит к улучшению структуры медного сплава и его механических свойств.
Формула изобретения
Способ модифицирования медных сплавов, включающий приготовление модификатора из медного порошка и графитсодержащего материала, отличающийся тем, что модификатор активируют в мельницах-активаторах при соотношении медного порошка и графитсодержащего материала 1:(1-2) и вводят в конце плавки в количестве 1-5 мас.% от массы медного сплава.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
864819, кл. С22С 9/00. Сплав на основе меди]. Этот способ трудоемок и не дает высокого качества сплава в отношении структуры и механических свойств.
В, МПа