СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛАТУННОЙ ЗАГОТОВКИ С ПОНИЖЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ СВИНЦА И ПОЛУЧЕННАЯ ЗАГОТОВКА Российский патент 2024 года по МПК C22F1/08 C22C9/04 C22B7/00 B22D7/00 

Предметом настоящего изобретения являются способ получения латунной заготовки и латунная заготовка, получаемая с помощью такого способа. В частности, предметом настоящего изобретения является латунная заготовка с пониженным содержанием свинца.

Условно определяется, что латунь «не содержит свинца», если содержание свинца составляет менее 0,1% мас.; «низкое содержание свинца» соответствует содержанию свинца 0,1 – 0,2% мас. С другой стороны, обычная латунь имеет содержание свинца 1,5 – 3,5% мас.

Как хорошо известно, сплав меди (Cu) и цинка (Zn) является материалом, который широко используется в обрабатывающей промышленности, прежде всего, благодаря его исключительным литейным качествам, что создает возможность получения полуфабрикатов отливок с помощью процессов плавления, и исключительной пригодности к механической обработке, что создает возможность окончательной обработки полуфабриката надлежащим образом посредством механической обработки за счет снятия стружки.

Пригодность латуни к механической обработке в значительной степени зависит от количества содержащегося в ней свинца (Pb).

Однако вот уже который год существует необходимость в изготовлении определенных изделий, таких как водопроводные краны или другие компоненты, контактирующие с водой, в особенности с питьевой, с использованием сплавов, которые не содержат свинец, или сплавов с очень низким содержанием свинца. Основная причина этого состоит в необходимости предотвратить растворение свинца в воде с вредными для здоровья последствиями.

Таким образом, научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки многих компаний направлены на получение не содержащей свинца латуни, которая имеет механические характеристики и пригодность к обработке, сходные с механическими характеристиками и пригодностью к обработке обычной латуни.

С учетом вышесказанного одним из наиболее перспективных подходов является замена свинца графитовым порошком. В этом отношении заявитель является обладателем итальянской патентной заявки на изобретение № 10 2013 9021 8136 5.

Другие научно-исследовательские разработки сосредоточены на том, как получить частицы латуни, не содержащие свинца и подлежащие смешиванию с графитовым порошком. В этом контексте заявитель является обладателем международной заявки WO 2017/199147 A1, которая раскрывает получение частиц не содержащей свинца стружки латуни от механической обработки посредством снятия стружки, которой подвергаются изделия из латуни, не содержащей свинца.

Настоящее изобретение, с другой стороны, относится к инновационному способу получения латунных заготовок с пониженным содержанием свинца по сравнению с обычным способом, и заготовке, получаемой с помощью такого способа. По изобретению обычная латунная стружка (т.е. с нормальным содержанием свинца) подвергается химической и механической обработке для уменьшения содержания свинца.

Характеристики и преимущества способа по настоящему изобретению станут понятными из приведенного ниже описания.

По изобретению способ получения латунных заготовок с пониженным содержанием свинца предлагает этап получения обычной латунной стружки.

Указанная обычная латунная стружка является результатом механической обработки посредством снятия стружки, выполняемого на полуфабрикатах и или готовых изделиях, полученных из обычной латуни.

Согласно типу обычной латуни, из которой состоит готовое изделие или полуфабрикат, и согласно типу механической обработки, с помощью которой производится стружка, указанная стружка приобретает характерную витую форму или более измельченный внешний вид.

Способ также предлагает подвергать обычную латунную стружку после промывки для удаления грязи и загрязнителей, например, охлаждающих жидкостей и/или смазочных материалов, если необходимо, механическому измельчению, предназначенному для увеличения отношения между общей площадью поверхности и общим занимаемым объемом. Благодаря измельчению получают частицы обычной латуни.

Предпочтительно, указанное механическое измельчение состоит из дробления обычной стружки.

В дальнейшем частицы обычной стружки подвергаются химической обработке для уменьшения содержания свинца.

Указанная химическая обработка состоит из удаления свинца, выполняемого посредством погружения частиц обычной латуни в ванну с раствором воды и одной или нескольких органических кислот.

Например, указанные органические кислоты выбирают из группы, включающей в себя бутановую кислоту, пропионовую кислоту, 2-пропеновую кислоту, акриловую кислоту.

Предпочтительно, ванна для удаления свинца перемешивается, например, с помощью ультразвука или механически.

Обработка для удаления свинца позволяет получить частицы латуни с пониженным содержанием свинца.

По предпочтительному осуществлению способа, если частицы латуни, подвергнутые воздействию ванны для удаления свинца, не имеют достаточно низкого содержания свинца, измельчение стружки и удаление свинца выполняются повторно.

По другому осуществлению способа удаление свинца выполняется на обычной неизмельченной латунной стружке, и последующее измельчение (и в дальнейшем удаление свинца) выполняются в случае, если содержание свинца в стружке, подвергнутой предыдущему удалению свинца, не является достаточно низким.

Предпочтительно, частицы подвергаются сжатию перед последующим измельчением. Как преимущество, это позволяет увеличить наружную поверхность частиц, на которую главным образом оказывается воздействие во время удаления свинца.

По другому осуществлению способа перед выполнением удаления свинца повторно выполняются несколько измельчений и последующих сжатий.

Частицы латуни с полученным, в конечном счете, пониженным содержанием свинца, используются в качестве шихты для плавильной печи, предпочтительно вместе с, по существу, чистой медью и цинком (например, медной фольгой и цинковыми таблетками) и/или ломом латуни для получения ванны расплавленного металла, имеющей требуемый металлургический состав.

Расплавленный металл используется для получения заготовки посредством прямой или обратной экструзии.

Заготовка, полученная по вышеописанному способу, в дальнейшем используется для получения прутка, имеющего требуемый диаметр и длину.

После этого пользователь выполняет механическую обработку посредством снятия стружки, и полученная стружка подвергается обработке согласно способу по изобретению. Таким образом, за счет многократной повторной обработки в латуни постепенно во всё большей степени снижается содержание свинца.

В свете инноваций способ по настоящему изобретению является весьма преимущественным с промышленной точки зрения, поскольку он позволяет использовать обычную латунную стружку, т.е. с нормальным содержанием свинца, для получения латунных заготовок с пониженным содержанием свинца.

Кроме того, как преимущество, использование стружки позволяет выполнять механическую обработку посредством снятия стружки на находящейся на некотором расстоянии установке, что обычно выполняет пользователь прутка, для изготовления полуфабриката или готового изделия, и измельчение стружки и использование ванны для удаления свинца на основной установке. Стружка транспортируется с находящейся на некотором расстоянии установки в основную установку.

В другом случае, как преимущество, этап механической обработки для снятия стружки выполняется на первой находящейся на некотором расстоянии установке, что обычно выполняет пользователь прутка, для изготовления полуфабриката или готового изделия, обычная латунная стружка транспортируется на вторую находящуюся на некотором расстоянии установку, причем измельчение и удаление свинца выполняются в указанной второй находящейся на некотором расстоянии установке. И, наконец, частицы латуни с пониженным содержанием свинца транспортируются на основную установку, где они подвергаются плавлению с образованием новой заготовки.

Изобретение относится к области металлообработки, в частности, к способам получения латунной заготовки. Способ получения латунной заготовки с содержанием свинца, пониженным до менее чем 1,5 мас.%, включает следующие этапы: осуществляют механическую обработку посредством снятия стружки с готового изделия или полуфабриката, состоящего из латуни, содержащей 1,5-3,5 мас.% свинца, с получением латунной стружки, осуществляют сжатие латунной стружки для увеличения ее наружной поверхности, измельчают указанную латунную стружку посредством дробления для получения латунных частиц, удаляют свинец из указанных частиц латуни для получения частиц латуни с пониженным содержанием свинца посредством промывки указанных частиц латуни в растворе воды и одной или нескольких органических кислот, выбранных из бутановой кислоты, пропионовой кислоты, 2-пропеновой кислоты и акриловой кислоты, причем ванну для удаления свинца перемешивают посредством ультразвука, плавят в печи шихту, содержащую указанные латунные частицы с пониженным содержанием свинца, и получают заготовки посредством прямой или обратной экструзии отливки из расплавленного продукта. Технический результат заключается в возможности использования обычной латунной стружки, т.е. с нормальным содержанием свинца, для получения латунных заготовок с пониженным содержанием свинца.

Способ получения латунной заготовки с содержанием свинца, пониженным до менее чем 1,5 мас.%, содержащий следующие этапы

осуществляют механическую обработку посредством снятия стружки с готового изделия или полуфабриката, состоящего из латуни, содержащей 1,5-3,5 мас.% свинца, с получением латунной стружки,

осуществляют сжатие латунной стружки для увеличения ее наружной поверхности,

измельчают указанную латунную стружку посредством дробления для получения латунных частиц,

удаляют свинец из указанных частиц латуни для получения частиц латуни с пониженным содержанием свинца посредством промывки указанных частиц латуни в растворе воды и одной или нескольких органических кислот, выбранных из бутановой кислоты, пропионовой кислоты, 2-пропеновой кислоты и акриловой кислоты, причем ванну для удаления свинца перемешивают посредством ультразвука,

плавят в печи шихту, содержащую указанные латунные частицы с пониженным содержанием свинца, и

получают заготовки посредством прямой или обратной экструзии отливки из расплавленного продукта.