Лигатура медь в слитках CuPb в Минске

Лигатура медь в слитках CuPb — свинцовистая лигатура для легирования медных сплавов

Лигатура медь в слитках CuPb — это двухкомпонентный промежуточный сплав на медной основе с контролируемым содержанием свинца, предназначенный для введения Pb в расплавы медных сплавов. Применение готовой лигатуры вместо чистого свинца исключает локальную ликвацию и пироэффект при растворении легкоплавкого компонента, обеспечивая равномерное распределение свинца по объёму отливки.

Слитки CuPb поставляются с содержанием свинца в диапазоне 10–50 % в зависимости от назначения. Наиболее распространённые составы — CuPb10, CuPb20, CuPb30 и CuPb50. Лигатура производится методом совместной плавки электролитической меди марки М0к или М1к и свинца марки С1 или С2 в индукционных печах с последующей разливкой в изложницы. Структура слитка — мелкодисперсная эвтектика, в которой свинец находится в виде равномерно распределённых глобулярных включений размером 5–20 мкм.

Технологические преимущества применения CuPb

Введение свинца через лигатуру CuPb позволяет решить комплекс задач, возникающих при прямом легировании расплава металлическим свинцом:

• снижение угара свинца с 15–20 % до 3–5 % за счёт исключения контакта лёгкой фракции с атмосферой печи;
• устранение расслоения расплава — плотность свинца (11,34 г/см) значительно выше плотности меди (8,94 г/см), что при прямом введении провоцирует гравитационную сегрегацию;
• сокращение времени гомогенизации расплава с 40–60 минут до 10–15 минут;
• стабильное попадание в узкий марочный интервал по свинцу без корректирующих добавок;
• снижение температуры перегрева расплава перед разливкой на 30–50 C.

Применение лигатуры CuPb

Основной потребитель лигатуры CuPb — литейные цеха, производящие антифрикционные бронзы и латуни. Свинцовистые медные сплавы используются в узлах трения, работающих при высоких удельных нагрузках и ограниченной смазке.

Типовые области применения сплавов, легированных через CuPb:

• подшипники скольжения коленчатых валов и распредвалов двигателей внутреннего сгорания;
• втулки и вкладыши буксовых узлов железнодорожного подвижного состава;
• направляющие втулки гидроцилиндров и насосного оборудования;
• сепараторы подшипников качения крупногабаритных опор;
• детали арматуры для питьевого водоснабжения (бронзы с содержанием Pb до 6 %);
• заготовки для последующей обработки давлением — прутки, ленты, проволока.

Влияние свинца на свойства медных сплавов

Свинец в медных сплавах выполняет функцию твёрдой смазки. При концентрации до 5 % он практически не растворяется в кристаллической решётке меди и образует самостоятельную эвтектическую фазу по границам зёрен. В процессе трения мягкие включения свинца выдавливаются на поверхность контакта, формируя тонкую плёнку, снижающую коэффициент трения до 0,05–0,08.

При содержании свинца свыше 20 % лигатура CuPb используется для производства высокосвинцовистых бронз типа БрС30, применяемых в тяжелонагруженных подшипниках прокатных станов и судовых валопроводов. Такие сплавы обеспечивают работоспособность узлов при удельных давлениях до 25 МПа и окружных скоростях до 10 м/с.

Форма поставки и условия применения

Слитки CuPb поставляются массой 5–15 кг в виде плоских или трапециевидных чушек. Поверхность слитков не должна иметь видимых включений оксидов, раковин и посторонних загрязнений. Допускается наличие усадочной раковины глубиной не более 10 % от высоты слитка.

Лигатура вводится в расплав при температуре 1100–1200 C после расплавления основной шихты и удаления шлака. Рекомендуемый порядок загрузки — присаживание кусков CuPb на зеркало расплава с последующим перемешиванием графитовой мешалкой. Усвоение свинца при соблюдении технологического режима составляет 95–98 %.

Хранение слитков CuPb должно исключать контакт с влагой и кислотами. При попадании влаги на поверхность слитка перед загрузкой необходим прогрев до 150–200 C для предотвращения выброса расплава.

Вопросы и ответы