Спосіб виплавки сплавів на основі міді, зміцнених вкрапленнями, які утворюються в рідкому стані

Спосіб виплавки сплавів на основі міді, зміцнених вкрапленнями, які утворюються в рідкому стані, що включає завантаження шихти в тигельну індукційну плавильну піч, нагрівання, плавлення, перегрівання та витримку при безперервному перемішуванні, який відрізняється тим, що до складу шихти вводять відходи дисперснозміцненого сплаву системи Сu - (Fe - Cr - С) в кількості 1530 %. (19) (21) u201012922 (22) 01.11.2010 (24) 25.07.2011 (46) 25.07.2011, Бюл.№ 14, 2011 р. (72) КІРІЄВСЬКИЙ БОРИС АБРАМОВИЧ, ХРИСТЕНКО ВАДИМ ВОЛОДИМИРОВИЧ, ТРУБАЧЕНКО ЛЮДМИЛА МИКОЛАЇВНА, БАБИЧ ВАЛЕРІЙ ВІКТОРОВИЧ (73) ФІЗИКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ МЕТАЛІВ ТА СПЛАВІВ НАН УКРАЇНИ 3 61411 дукційну плавильну піч, нагрівання, плавлення, перегрівання та витримку при безперервному перемішуванні, згідно з корисною моделлю, до складу шихти вводять відходи дисперснозміцненого сплаву системи Cu - (Fe - Cr - С) в кількості 1530%. Відомо, що в процесі виплавки сплавів системи Сu - (Fe - Cr - С), разом з утворенням (Fe - Cr С) вкраплень, які згодом являють собою зміцнювальну фазу, відбувається і часткове розчинення в міді хрому та заліза. Наявність розчинених елементів (перш за все - заліза) суттєво збільшує питомий електричний опір міді. Тому методом вирішення поставленого завдання є те, що до складу шихти навмисно вводять відходи дисперснозміцненого сплаву системи Сu - (Fe - Cr - С), які мають високий електричний опір та прискорюють прогрів шихти. В процесі індукційного нагрівання Сu - (Fe - Cr - С) складова шихти, з достатньо великим питомим електричним опором, слугує додатковим нагрівальним елементом: теплота виділяється за рахунок вихрових струмів, що індукуються як в графітовому тиглі, так і в складовій шихти з великим питомим електричним опором. Виділення теплоти безпосередньо в металевій частині шихти дає змогу суттєво скоротити час процесу плавки та засвоєння зміцнювальної добавки в розплаві міді і значно зменшити витрати електричної енергії. Тривалість розплавлення добавки хромистого чавуну в залежності від кількості відходів сплаву системи Сu - (Fe - Cr - С), які вводяться в шихту, наведена в таблиці 1. Спосіб здійснюється таким чином. Плавка ведеться в індукційній печі в графітовому тиглі під 4 шаром деревного вугілля. Витримка розплаву 1020 хвилин в залежності від складу шихти. Інтенсивне електромагнітне перемішування забезпечує формування емульсії з дисперсними рівномірно розподіленими включеннями хромистого чавуну. Заливка розплаву в ливарну форму здійснюється у двофазному стані. Приклад конкретного використання способу. В індукційну піч ІСТ 006 з графітовим тиглем завантажується шихта в кількості 50 кг: на дно печі кладеться мідь товщиною шару 100 мм, відходи дисперснозміцненого сплаву системи Сu - (Fe - Cr - С) в кількості 10 кг, далі закладається хромистий чавун в кількості 2,5 кг у вигляді шматочків розміром до 25 мм, поверх якого укладається решта міді. Для відвернення окислення міді під час плавки шихту покривають шаром деревного вугілля. Далі метал нагрівається до температури 1450°С, плавиться та витримується при температурі 13901400°С протягом 15 хвилин для засвоєння зміцнювальної добавки, після чого з металу знімають шлак та переливають його в ківш, та проводять заливку, наприклад, в графітову форму. Встановлено, що оптимальною є кількість відходів сплаву системи Сu - (Fe - Cr - С) в межах 1530%. При кількості відходів менше 15% не досягається ефект прискорення плавки, при кількості більше 30% швидкість розчинення чавуну практично не збільшується. Сплави міді, зміцнені дисперсними вкрапленнями, які формуються в рідкому стані, мають підвищений (~800-900°С) температурний поріг стійкості. В ряді випадків їх можна використовувати в литому стані без термічної обробки. Таблиця 1 Тривалість розплавлення добавки хромистого чавуну в кількості 5% (понад 100%) в залежності від складу шихти Шихтові матеріали Тривалість розплавлення добавки хромистого чавуКількість, % (мас) ну, хв. 100 21 5 86 18,5 14 5 85 12 15 5 70 8,5 30 5 65 8,1 35 5 Склад мідь хромистий чавун мідь відходи сплаву системи Сu - (Fe - Cr - С) хромистий чавун мідь відходи сплаву системи Сu - (Fe - Cr - С) хромистий чавун мідь відходи сплаву системи Сu - (Fe - Cr - С) хромистий чавун мідь відходи сплаву системи Сu - (Fe - Cr - С) хромистий чавун Комп’ютерна верстка А. Рябко Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601