Лигатура медь в слитках CuSi30: кремнистая медная лигатура для раскисления и легирования
Лигатура медь в слитках CuSi30 — это сплав меди с кремнием, содержащий 28–32 % Si, применяемый в металлургии для введения кремния в расплавы на медной основе и для раскисления. В отличие от чистой меди (M00k, M1k), CuSi30 имеет температуру плавления в интервале 800–860 C, что ниже температуры плавления меди (1083 C), и обеспечивает быстрое растворение в жидком металле без локального перегрева. Структура слитка — эвтектика Cu–CuSi с включениями силицида CuSi; при содержании кремния свыше 30 % выделяется первичный CuSi, повышающий хрупкость.
Технические характеристики CuSi30
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Si | 28–32 % | ГОСТ 9717.2, титрование | Определяет расчётную навеску | Отклонение 1 % |
| Массовая доля Cu | остальное | расчёт | Баланс шихты | Примеси по ГОСТ 5221 |
| Fe, не более | 0,5 % | ГОСТ 9717.3 | Снижает электропроводность | Для ответственных сплавов |
| Температура плавления | 800–860 C | ДТА | Усвоение без перегрева | Ниже T плавления Cu |
| Плотность слитка | 6,8–7,2 г/см | гидростатика | Погружение в расплав | Зависит от пористости |
| Масса слитка | 0,5–5,0 кг | весовой | Дозирование в ковш | По согласованию |
Применение в металлургии и литейном производстве
Лигатура CuSi30 вводится в расплавы на основе меди для получения бронз (БрКМц3-1, БрАЖ9-4), латуней специального назначения и медно-никелевых сплавов. Основные технологические операции:
- Раскисление медных расплавов в индукционных тигельных печах (ИЧТ, ИТП) перед разливкой в изложницы или на МНЛЗ.
- Легирование кремнием бронз в дуговых печах ДСП-0,5 и индукционных печах промышленной частоты.
- Модифицирование структуры литых заготовок для снижения газовой пористости и усадки.
- Корректировка химического состава в ковше при внепечной обработке.
- Получение силуминовых бронз для подшипников скольжения и арматуры.
Технология ввода в расплав
Слитки CuSi30 загружают в ковш или тигель при температуре расплава 1100–1200 C. Благодаря плотности 6,8–7,2 г/см лигатура погружается под зеркало металла, что снижает окисление кремния. Усвоение кремния достигает 85–92 % при вводе в струю или через погружную трубку. Предварительный подогрев слитков до 300–400 C удаляет влагу и предотвращает выбросы. Для равномерного распределения рекомендуется механическое перемешивание или продувка аргоном в течение 2–5 минут.
Нормативная база и маркировка
- ГОСТ 5221-2014 — медь и медные сплавы, обрабатываемые давлением (общие требования).
- ГОСТ 9717.1-82 — методы анализа меди и медных сплавов.
- ТУ 48-7-14-90 — лигатуры медные (типовые технические условия).
- ISO 197-1:1983 — терминология медных сплавов.
- Маркировка слитков: CuSi30, номер партии, масса, дата выпуска.
Условия хранения и транспортировки
Слитки CuSi30 хранят в закрытых складах при относительной влажности не более 75 % и температуре от –30 C до +50 C. Транспортировка — всеми видами транспорта в контейнерах или на поддонах с обвязкой. Поверхностная окисная плёнка не является браком и удаляется при расплавлении. Гарантийный срок хранения — 24 месяца со дня изготовления при соблюдении условий.
Вопросы и ответы
Какое содержание кремния в лигатуре CuSi30?
Массовая доля кремния составляет 28–32 %. Отклонение от номинала не превышает 1 %. Контроль ведётся по ГОСТ 9717.2.
При какой температуре вводится CuSi30 в медный расплав?
Оптимальный интервал — 1100–1200 C. При этой температуре достигается усвоение кремния 85–92 % без интенсивного окисления.
Чем CuSi30 отличается от чистой меди M1k?
CuSi30 содержит 28–32 % Si, имеет более низкую температуру плавления (800–860 C) и применяется как лигатура, а не как конструкционный материал.
Какая масса слитка поставляется?
Стандартная масса слитка — от 0,5 до 5,0 кг. Конкретный вес согласовывается с потребителем в зависимости от ёмкости ковша.
