СПОСОБ ПЛАВКИ МЕДНЫХ СПЛАВОВ Российский патент 1996 года по МПК C22C1/02 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способу получения литейных сплавов.

Известен способ получения оловянистой бронзы в индукционной печи, загрузкой шихты, состоящей из чушковой бронзы определенного химического состава, с последующим вводом фосфористой меди перед разливкой (В.М. Чурсин М.В. Плавка медных сплавов. М. Металлургия, 1982, с.117 120э).

Недостатком данного способа является введение фосфора перед разливкой. Ввиду того, что большинство оловянистых бронз дополнительно содержат цинк, раскисляющая способность фосфора при этом реализуется не полностью. Кроме этого, данный способ плавки не влияет на скорость ведения плавки.

Наиболее близким техническим решением является способ ведения плавки из чистых шихтовых материалов с последующим легированием (раскислением) фосфора при температуре 1150^oC1200^oC с последующим введением олова и доведением до температуры разливки (В.Н. Чурсин В.Н. Плавка медных сплавов. М. Металлургия, 1982, с.117 -120).

Однако известный способ не обеспечивает повышения скорости плавки, т.к. после расплавления меди температуру доводят до 1150^oC1200^oC, а затем раскисляют расплав.

После раскисления вводят легирующие компоненты и вновь доводят расплав до температуры разливки. Повторный нагрев меди удлиняет время плавки и ведет к значительному угару меди. Описанная очередность ведения плавки требует увеличения времени плавки и снижает тем самым производительность плавильной печи.

Задачей, решаемой заявляемым техническим решением, является повышение скорости плавки сплавов на медной основе. Поставленная задача достигается тем, что способ плавки включает загрузку меди, расплавление, введение фосфора и легирующих элементов, доведение расплава до температуры разливки, характеризуется тем, что в печь предварительно загружают фосфористую медь, с последующей загрузкой меди, затем расплавляют завалку шихты, вводят легирующие элементы и доводят расплав до температуры разливки.

Количество фосфористой меди, вводимой в завалку, должно соответствовать концентрации фосфора в готовом расплаве 0,1^oC1,5%
Нижний предел наличия фосфора в расплаве соответствует содержанию фосфора в раскисленной меди.

Верхний предел содержания фосфора соответствует легированию расплава фосфором.

При концентрации фосфора в сплаве менее 0,1% фосфористую медь не следует вносить в завалку, т.к. количество фосфористой меди (вводимой в завалку) не обеспечит появления ванны расплава фосфористой меди для последующего расплава катодной меди.

Введение фосфористой меди для получения концентрации 1,5% и более не ограничивается.

По мере растворения меди в фосфористой меди концентрация фосфора в меди начинает уменьшаться с повышением температуры расплава, ввиду этого плавка идет без перегрева. При полном растворении навески меди и появления жидкой ванны вводят легирующие элементы (цинк, олово, никель и т.д.). После этого расплав доводят до t^o разливки.

Заявляемый способ увеличивает скорость плавки сплава в 2 раза за счет изменения порядка загрузки элементов шихты, снижает возможность перегрева расплава, уменьшает угар меди, фосфора, позволяет в минимально короткое время провести раскисление, легирование и разливку расплава.

Сопоставительный анализ заявляемого способа с прототипом показывает наличие новых признаков а именно отличается от прототипа порядком загрузки шихты и легирующих элементов. Таким образом, заявленный способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Заявляемое техническое решение не является очевидным для квалифицированных специалистов в данной области, т.к. традиционно считается, что для получения сплава нужного химического состава необходимо предварительно расплавить базовый металл, а затем вводить легирующие добавки, предлагаемый способ опровергает сложившиеся стереотипы и позволяет получить решение поставленной задачи получение сплава нужного химического состава путем изменения очередности введения шихты, что снижает время ведения плавки в 2 раза и снижает угар меди, фосфора.

Пример 1. Заявляемый способ плавки сплавов на медной основе реализуется следующим образом, на примере плавки оловянистой бронзы ОФН-10-1-1.

Плавку оловянистой бронзы ОФН-10-1-1 ведут в индукционной печи MFS-3000 полезным объемом 1,2 т. На дно печи, предварительно прогретой, загружают фосфористую медь с содержанием фосфора 10% весом 100 кг, включают печь, затем загружают навеску меди весом 790 кг, т.к. вся навеска меди не входит в печь, ее наполняют медью по мере расплавления шихты до полного объема печи, далее вводят 10 кг никеля, и 110 кг олова, сверху расплав засыпают древесным углем, доводят t^o расплава до 1150^oС, проводят отбор проб на химический анализ, при положительном анализе сливают расплав.

Пример 2. Плавку с использованием возврата собственного производства производят следующим образом: шихта плавки состоит из 50% чистых материалов и 50% возврата, объем расплава 1000 кг.

На дно печи, предварительно прогретой, загружают фосфористую медь, с содержанием 10% фосфора, затем загружают катодную медь, проводят расплавление шихты, по мере оседания шихты добавляют оставшуюся медь. Затем загружается возврат собственного производства. После расплавления всей шихты вводят легирующие добавки, цинк, олово, никель, затем сверху на зеркало расплава засыпают древесный уголь, доводят до 1150^oC, отбирают пробу на химический анализ. При положительном анализе печь сливают.

Способ плавки позволяет повысить скорость плавки в 2 раза, снизить угар меди и легирующих элементов.

Использование: получение литейного медного сплава. Сущность изобретения: предварительно загружают фосфористую медь, затем - медь. Расплавляют завалку шихты и вводят легирующие элементы, доводят расплав до температуры разливки.

Способ плавки медных сплавов, включающий загрузку меди в печь, расплавление, введение раскислителя, легирующих элементов и доведение температуры расплава до температуры разливки, отличающийся тем, что в качестве раскислителя используют фосфористую медь, которую загружают в печь перед загрузкой меди.