Брикетований модифікатор для обробки мідного розплаву

Брикетований модифікатор для обробки мідного розплаву, що містить нанодисперсні порошки карбонітриду титану і міді, який відрізняється тим, що додатково містить нанодисперсний порошок силіциду магнію при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: карбонітрид титану 45-55 силіцид магнію 15-25 мідь решта. (19) (21) u201009601 (22) 02.08.2010 (24) 10.03.2011 (46) 10.03.2011, Бюл.№ 5, 2011 р. (72) ТІТОВА ЄВГЕНІЯ СЕРГІЇВНА, КАЛИНИН ВАСИЛЬ ТИМОФІЙОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ 3 57683 Таким чином, проба, що заявляється, відповідає критерію "новизна". Порівняння зі складом інших відомих брикетованих модифікаторів не дозволило виявити в них ознаки, які відрізняють брикетований модифікатор, що заявляється, від прототипу по їхньому функціональному призначенню. Таким чином, корисна модель, що заявляється відповідає критерію "винахідницький рівень". Сутність брикетованого модифікатору для обробки мідного розплаву, що заявляється, полягає у тому, що наявність нанодисперсного порошку силіцида магнію забезпечує швидке розчинення брикету і активне перемішування компонентів модифікатору у обробляємому розплаві. Необхідність додаткового вводу в склад брикетованого модифікатора нанодисперсного порошку силіциду магнію пояснюється перемішуваючею дією у міднім розплаві пароподібного магнію, який утворюється під час розчинення його силіциду, внаслідок реакції: Mg2Si=2Mg+Si, що відбувається у мідному розплаві при температурі вище 1100°С (1083°С -температура плавлення міді, але мідний розплав ллють з перегрівом у 50°С) і переходить у пароподібний склад. Це сприяє швидкому розчиненню брикету, внаслідок вибухових явлень, що відбуваються під час утворення пароподібного магнію та перемішуванням їм мідного розплаву. Межи складу компонентів у составі брикетованого модифікатора пояснюються наступним. При його вмісті менш, ніж 55% не змінюється структура металевої матриці (розмір зерна знаходиться у межах 31-41 мкм) і модифікуючий ефект дії карбонітриду не проявляється. Підвищення вмісту карбонітриду титану більш, ніж 65% сприяє появі надлишкової карбонитрідної фази, але це не приводить до подальшого підвищення дисперсності мікроструктурі, а сприяє окрихтуванню металу. Таким чином, при вмісті титану менш 55% і більш 65% співвідношення міцносних властивостей і дисперсності мікроструктури гірше, ніж у інтервалі, заявляє мого модификатору (табл.). таким чином, вміст часток нанодисперсного порошку карбонітриду титану (TiCN) в межах 55-65% є оптимальним і забезпечує необхідну кількість центрів кристалізації у розплаві міді та суттєве підвищення дисперсності структурних складових і зміцнення металевої матриці карбонітридними фазами. 4 Добавка наночасток міді у розплав у кількості менш, ніж 20% і більш, ніж 40% не відображається на мікроструктурі та аналізуємих міцностних характеристиках властивостей міді. Тільки склад 2040% (мас.) поліпшує дію карбонітриду титану і сприяє достатньому наноструктурованню розплаву міді, механізм якого підлягає подальшому вивчанню і порозумінню. Заявляємий вміст часток нанодисперсного порошку силіцида магнію, який становить 15-25%, пояснюється потрібною перемішуючою дією утвореного пароподібного магнію: при наявності менш 15% - магнію недостатньо для виконування своєї функції, а при складі більш, ніж 25% - можлива загроза виникнення вибухів під час розчинення брикету і розкладання силіциду магнію. Брикетований модифікатор для обробки мідного розплаву, що заявляється, пройшов апробування у ливарної лабораторії Національної металургійної академії України при обробці мідного розплаву. При цьому використовували відомий модифікатор та брикетований модифікатор для обробки мідного розплаву, що заявляється, з розміром часток 10...199 нм (0,001...0,1 мкм). Вихідний мідний розплав отримали в індукційної печі, розливали у ковш, на дно одного ковша укладали пакети зі складом відомого модифікатор - прототипа, а другого - брикетованого модифікатора для обробки мідного розплаву, що заявляється. Міцностні властивості міді визначали на розривної машині УММ-20 по ДГСТ 24648-90 та ДГСТ 27208-87. Кількість зразків одного складу - 3 шт. Результати досліджень приведені у таблиці. Як слідує з результатів, наведених у таблиці, брикетований модифікатор для обробки мідного розплаву, що заявляється, порівнянні з відомим, забезпечує менший розмір зерна (відповідно, 31 та 40 мкм) і більш високі міцності властивості модифікованої міді в порівнянні з немодифікованою (в535 -565 МПа і 450-465 Мпа, 21-22% і 15-17%). Сукупність ознак, які характеризують відомі рішення, незабезпечують досягнення нових властивостей, та тільки наявність відразних ознак корисної моделі, що заявляється, дозволяє отримати нові властивості та новий технічний результат. Таблиця Вплив складу брикетованого модифікатора на розчинність брикету мікроструктуру та міцностні властивості міді № п/п 1 2 3 4 5 Модифікатор Відомий Заявляємий Заявляємий Заявляємий Склад, % (мас.) TiCN 60 40 45 50 55 Mg2Si 20 20 20 20 Сu ост. ост. ост. ост. ост. Розчинність брикету, хв. 1,5 1,5 2,5 3 Розмір зерна, мкм 52 41 31 32 40 Механічні властивості в, МПа 450 465 510 550 535 , % 15 17 20 22 21 5 57683 6 Продовження таблиці 6 60 20 ост. 7 8 Заявляємий 8 Заявляємий 10 Заявляємий 50 50 50 50 10 15 20 25 ост. ост. ост. ост. 11 50 30 ост. 12 50 35 ост. Корисна модель, що заявляється, що призначена для обробки мідного розплаву зазначеного складу дає змогу вирішите поставлену задачу. Так, застосування мідних деталей, призначених для кріплення електродугових печей і відлитих з Комп’ютерна верстка М. Ломалова погано розчиняється 4,5 1,0 2,5 3 набл. мікровибухи набл. мікровибухи 49 460 19 49 40 34 42 455 515 565 550 17 18 22 20 49 495 17 50 488 16 модифікатору, заявляємого складу в умовах ОАО "Дніпроважмаш", довели значне підвищення міцностних властивостей в порівнянні з традиційними і забезпечили значний економічний ефект. 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