Способ рафинирования медных сплавов

 

Использование: металлургия сплавов на основе меди, в частности очистка расплавов промышленных медных сплавов от газов и вредных примесей. Целью изобретения является повышение технологической пластичности, качества слитков и выхода водной продукции за счет реализации эффектов рафинирования и дегазации. Сущность: продувка расплава смесью аргона и азота. Процесс дегазации расплавов продувкой смесью аргона и азота в оптимальных соотношениях 1 : 0,3 соответственно основан на способности пузырьков инертных (аргон) и нейтральных (азот) газов адсорбировать растворенный в металле атомарный водород вредных неметаллических примесей в шлак. 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе меди, в частности к способу очистки расплавов промышленных медных сплавов от газов и вредных примесей.

Промышленные медные сплавы, построенные на основе системы медь-олово и медь-цинк, кроме примесей содержат в качестве легирующих элементов цинк, фосфор, никель, кремний и свинец. Вредными примесями, как и в других бронзах и латунях, являются сурьма, висмут, мышьяк и сера, количество которых во всех случаях регламентируется действующими стандартами в пределах 0,02 0,005% Все эти примеси резко ухудшают механические свойства сплавов и препятствуют холодной и горячей обработке давлением.

Широко известны на практике два способа технического решения задачи очистки медных сплавов: 1) раскисление процесс восстановления оксидов, находящихся в расплавленных металлах, путем удаления из них кислорода, главным образом, химическим вытеснением его из оксидов другими, более активными веществами; 2) рафинирование очистка расплава путем окисления примесей, удаления газов и раскисления. Оксиды примесей всплывают на поверхность и образуют шлак, при этом отдельные летучие оксиды могут переходить частично и в парообразное состояние. Например, таким путем удаляется основная часть таких примесей, как Pb, S, Sn, Sb, As, Bi, и др. Однако эти способы не могут полностью очистить расплавы медных сплавов от вредных примесей.

Прототипом технического решения к заявляемому изобретению является способ очистки медьсодержащих расплавов от примесей путем продувки их струей газа (инертного) или солями щелочных или щелочноземельных металлов. Известные группы сплавов, в частности оловянно-фосфористые бронзы БрОФ 6,5 0,15; БрОФ 6,5 0,4; БрОФ 7 0,2, обрабатываемые в холодном состоянии для изготовления из них полуфабрикатов (полосы, ленты, проволоки) обладают пониженной технологической пластичностью из-за наличия вредных примесей S, As, Bi в сплавах, вследствие чего обнаруживаются трещины и выход годной продукции составляет 70% Целью изобретения является повышение технологической пластичности, качества слитков и выхода годной продукции за счет реализации эффектов рафинирования и дегазации.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки расплавов медных сплавов от газов (O, H) и вредных примесей: сурьмы, серы, свинца и олова, включающем продувку при температуре 1030 1100^oC в течение 1 5 мин. жидкого расплава смесью инертных и нейтральных газов, продувку расплавленных сплавов производят в печи перед литьем в формы (кокиль) аргоном и азотом в соотношении 1 0,3 соответственно.

Для опробования предложенного способа были приготовлены композиции расплавов, химический состав и свойства которых в сопоставлении с известными сплавами, отливаемыми по стандартной технологии, приведены в таблице 1 и 2.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что продувка расплавов медных сплавов введена в технологию литья как дополнительная операция и должна осуществляться непосредственно перед началом литья, в качестве продуваемых газов используют инертный газ аргон и нейтральный азот в смеси в соотношении 1 0,3 соответственно и ведут продувку при температуре 1030 - 1100^oC.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что предлагаемый способ очистки путем продувки расплавов газов в оптимальных соотношениях позволяет очистить сплав от вредных примесей, повысить технологическую пластичность и выход годной продукции.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом: продувку расплавов инертным и нейтральным газами в соотношении 1 0,3 соответственно производят при температуре 1030 1100^oC в течение 1 5 мин. через наконечник из пористого термостойкого материала, погруженного в расплав на глубину 300 500 мм непосредственно перед началом литья жидкого расплава в водоохлаждаемый кокиль.

Формула изобретения

Способ рафинирования медных сплавов, включающий обработку расплава смесью инертного и нейтрального газов при 1030 1100^oС в течение 1 5 мин, отличающийся тем, что в качестве газов используют аргон и азот в соотношении 1 0,3 и обработку осуществляют непосредственно перед литьем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2