Модификатор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

{и) 582583. (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 19.01.76(21) 23165 77/02 с присоединением заявки №(5!) М, Кл.е

С 22 С 9/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий (23) Приоритет(43) Опубликовано25.06.77.Бюллетень №23 (53) УЙК 669.75 24 6 779 296 3 (0BB.B) {45) Дата опубликования описания 30.07,77 (72) Авторы изобретения

В. Г. Горенко, В. Ф. Дурандин, В. Л. Конопацкнй н И. Г. Раздобарин

Институт проблем литья ЛН Украинской ССР и Специальное конструкторско-технологическое бюро Института проблем литья

АН Украинской CCP (71) Заявители (54) МОДИф ИКЛтор

30,0, 10,0

600 1 j. ip

Изобретение относится к области цветной металлургии и литейному производству, а именно к выплавке лигатур на медной основе и изготовлению отливок из оловянистых бронз с повышенными свойствами.

Известен модификатор следуюгцего химического состава, вес.%:

Сурьма

Никель

Олово

Недостатком этой лигатуры является то, что она мало влияет на микроструктуру оловянистых бронз, не способствует повышению дисперсности фаз, мало влияет на повышение ) упруго-пластических, прочностных и антифрикционных свойств обрабатываемых сплавов. Кроме того она не оказывает влияния на ликвационные процессы, сильно развитые в оловянистых бронзах. 20

Поэтому в состав лигатуры необходимо вводить элементы, обладающие модифицирующим дейсгвием на меднооловянистые сплавы и обеспечивающие повышение их физикь/ механических свойств.. 25

Кель изобретения — повышение механических свойств медных сплавов.

Достигается это тем, что модификатор, включающий сурьму, никель и олово, дополнительно содержит фосфор, цирконий и медь при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Сурьма 0,01 - 5,0

Никель 0,5 — 6,0

Олово 30,0 - 65,0

Фосфор 0,01 — 8,5

Цирконий 0 05 — 3,2

Медь Остальное.

Химический состав известного и предлагаемого модификаторов приведен в табл. 1.

Из данных таблицы 1 видно, что сплав с обозначением I является сплавом-прототипом> а сплавы с обозначением 11-й11модифицирующим сплавом предлагаемого состава с различным содержанием элементов.

Сплав 11 содержит минимальное количество сурьмы, мало никеля и цнркония. Благодаря высокому содержанию олова и фосфора сплав имеет сравнительно низкую температуру плавления.

562581

7 сплава П1, содержащего 31,8% олова, температура плавления выше, однако степень усвоения уменьшается незначительно. Сплав Ч имеет со сплавом Ц1 аналогичные температуры плавления и степень усвоения. Сплавы 7-ЧИ имеют самый низкий температурный интервал плавления и почти полностью усваиваются базовым сплавом °

Полученные лигатуры составов И - Ч11 0 испольэовали для получения оловянистофосфористой бронзы марки БрОФ10-1. Для получения бронэ в печи МГП-102 в графитовом тигле плавили катодную медь, В процессе плавки медь перегревали до 1160 - )s

1200 С. Затем одну бронзу получали из о чистых материалов путем ввода в медь олова и фосфористой меди, а остальные бронзы получали при использовании моднфицируюших сплавов 1-IV с небольшой подшихтов- 2п кой металла оловом и фосфористой медью.

Присадки вводили в период выпуска металла или на дно подогретого графитового тигля, использованного для разливки бронзы.

Полученную бронзу перемешивали графи- 25 товым стержнем, выдерживали в ковше, счищали с поверхности металла шлак, и бронзу температурой 1130-1160 С разлио вали ио формам. Из полученных опытных отливок получали темплеты для исследования микрострук. y ðû и изготовляли образцы для определения прочностных и антифрикциониых свойств бронз.

Содержание сурьмы и фосфора в модифицируюшем сплаве в количестве меньшем

0,01% не оказывает влияния на свойства оловянистых бронз. Повышение содержания сурьмы больше 5,0% не рационально, так как появляется повышЕнная хрупкость бронзы. Использование в составе сплава боль„ше 8,5% фосфора приводит к уменьшению антифрикционных свойств бронз, благодаря увеличению количества и крупности фосфидных включений и росту депдритов при первичной криссталлизации.

При содержании в сплаве меньше 30,0% олова антифрикционные свойства бронз находятся; на низком уровне, При содержании олова больше 65>0% наблюдается незначительный рост антифрикционных свойств. Учитывая дороговизну олова, его содержание в сплаве должно ограничиваться 65,0%.

Никель вводится в состав сплава для повышения прочностных и антифрикционных свойств бронз, уменьшения ликвидационных процессов и улучшения микроструктуры металла. При содержании в сплаве меньше

0,5% никеля его влияние на структуру и свойства бронзы мале заметно. При содержании в сплаве больше 6,0% никеля не от мечается дальнейшего измельчения первичной микроструктуры и свойства бронэ повышаются незначительно.

Ввод в состав модифицируюшего сплава циркония способствует значительному измельчению фаз в микроструктуре бронзы и приводит к повышению прочностных и антифрикционных свойств металла. Содержание в сплаве циркония в количестве меньше

0,05% не оказывает влияние на микроструктуру и свойства бронзы. При использовании в сплаве больше 3,2% циркония наблюдает ся уменьшение дисперсности фаз, выделившихся при первичной кристаллизации, а это приводит к ухудшению свойств оловянистых

6 ронз.

Оловянистофосфоритная бронза БрОФ10-1, обработанная предлагаемым модификатором, при заливке образцов в землю имеет следующие свойства:

Предел прочности, кг/мм 26,6-30,1

Относительное удлинение, lo 3,4- 5,3

Твердость НВ, кг/мм 90 -95

Коэффициент трения 0,0065-0,008

Свойства бронзы, полученной при использовании чистых исходных мате риалов (1 ) при отливке образцов B землю следующие:

Предел прочности при растяжении, кг/мм 25,6

Относительное удлинение, % 3,0

Твердость HB кг/мм 0,009

Свойства бронзы БрОФ10-1, обработанной известным и предлагаемым модификаторами, приведены в табл. 2

562581

Таблица 1

Состав сплава, вес.%

Лигатура

ЬЬ

58,6

30,8

0,7

Остальное

0,21

62,7

8,36

0,9

То же

0,34

0,87

31,8

3,64

4,83

5,03

4е2

52,7

1,23

4,7

1,27

56,4

1,62

8,24

Ч!

2,68

61,2

2,86

8,21

1,73 8,2 7

5,92

64>8

3,47

Таблица 2

Предел прочнос- Относительное ти, кг/мм-" удлинение, %

3,0

25,6

26,4

3,3

3,9

26,6.90

27,1

314

29,3

4,8

1Ч

5 1

95

Ч!

4,3

28,1

ЧП

5,3

30,4

Олово 30,0 - 65,0

Фосфор .O,,Î1 - 8,5

Цирконий 0905 - 3,2

Медь Осты ьное.

Источники информации, принятые во вии» мание при экспертизе:

1. Орлов Н. Д., Чурсин В. М. Справо » ник литейщика Фасонное литье для сплавов тяжелых цветных металлов . М., Машино6о строение, 1971, с. 22.

Формула изобретения

Модификатор, содержащий сурьму, никельиолово, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств медных сплавов, он дополнительно содержит фосфор, цирконий ч медь при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Сурьма O,О1 - 5,0

Никель 05 - 60

Лигатура, используемая . для получения бронзы

Твердость НВ, Коэффициент кг/мм трения

0,009

0,009

0,008

0,008

0,007

0,00 7

0,007

0,0065