Лигатура медь в слитках CuTi50: титановая медь-лигатура для раскисления и модифицирования
Лигатура медь в слитках CuTi50 — это двухкомпонентный сплав меди с титаном, в котором массовая доля титана составляет 50 % (остальное — медь). Продукт выпускается в виде слитков, полученных литьём в изложницы или кокиль, и предназначен для введения титана в расплавы на основе меди и других цветных металлов. Основное назначение — раскисление, модифицирование структуры и легирование титаном, который в чистом виде имеет высокую температуру плавления (1668 C) и низкую растворимость в медном расплаве. Лигатура CuTi50 обеспечивает усвоение титана на уровне 85–95 % за счёт снижения температуры ввода и равномерного распределения элемента по объёму расплава.
Технические характеристики и состав
Слитки CuTi50 имеют характерный серебристо-медный цвет с крупнозернистой структурой, содержащей интерметаллидные фазы CuTi и Cu4Ti. Температура плавления лигатуры — 960–1010 C, что существенно ниже температуры плавления чистого титана. Плотность — 6,8–7,2 г/см. Слитки поставляются массой от 0,5 до 5 кг, что упрощает дозирование при загрузке в печь.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Ti | 50 2 % | Титриметрия, РФА | Определяет расчётную навеску | ГОСТ 1953.1 |
| Массовая доля Cu | остальное | Расчётный метод | Базовая матрица | — |
| Температура плавления | 960–1010 C | ДТА | Режим загрузки в печь | Ниже Tпл Ti |
| Плотность | 6,8–7,2 г/см | Гидростатика | Погружение в расплав | — |
| Масса слитка | 0,5–5 кг | Взвешивание | Точность дозирования | По заказу |
Области применения
Лигатура CuTi50 применяется в металлургических переделах, где требуется точное легирование титаном без введения чистого тугоплавкого компонента. Основные технологические операции:
- Раскисление и модифицирование бронз (БрАЖ, БрАМц) в индукционных тигельных печах при производстве подшипниковых втулок и венцов червячных колёс.
- Легирование медных сплавов для электродов контактной сварки, работающих при токах 15–25 кА и усилиях сжатия до 5 кН.
- Введение титана в расплавы на основе никеля и кобальта при получении жаропрочных припоев для пайки в вакуумных печах.
- Производство дисперсионно-твердеющих сплавов Cu–Ti для токопроводящих пружинных контактов в аппаратах низкого напряжения.
- Модифицирование литейных алюминиевых бронз в кокиль и центробежным литьём для деталей судовой арматуры.
Технология ввода в расплав
Слитки CuTi50 загружают в расплав при температуре 1150–1250 C под слоем флюса или в среде защитного газа (аргон). Предварительный нагрев лигатуры до 300–400 C исключает влагу и снижает риск выброса металла. Усвоение титана зависит от основности шлака и окисленности ванны: при содержании FeO в шлаке выше 8 % наблюдается угар титана до 15 %. Для минимизации потерь лигатуру вводят в ковш при выпуске или в печь за 3–5 минут до разливки. Перемешивание расплава аргоном через пористую пробку обеспечивает однородность по титану в пределах 0,05 % по массе.
Условия хранения и транспортировки
Слитки CuTi50 хранят в сухих отапливаемых складах при относительной влажности не выше 70 %. Контакт с влагой приводит к образованию поверхностной оксидной плёнки, которая увеличивает угар при плавке. Транспортировка допускается всеми видами крытого транспорта с креплением, исключающим соударение слитков. Гарантийный срок хранения — 12 месяцев со дня изготовления при соблюдении условий.
Вопросы и ответы
Какое усвоение титана обеспечивает лигатура CuTi50 при вводе в медный расплав?
Усвоение составляет 85–95 % при температуре расплава 1150–1250 C и содержании FeO в шлаке не более 8 %. При повышенной окисленности угар возрастает до 15–20 %.
Можно ли вводить слитки CuTi50 в ковш без предварительного нагрева?
Нет. Ввод без нагрева до 300–400 C вызывает локальное вскипание и разбрызгивание расплава из-за влаги на поверхности слитка. Предварительный нагрев обязателен.
Как рассчитать навеску лигатуры CuTi50 для получения заданного содержания титана?
Навеску рассчитывают по формуле: масса лигатуры = (масса расплава требуемое содержание Ti) / (0,50 коэффициент усвоения). Коэффициент усвоения принимают 0,85–0,95 в зависимости от условий плавки.
Какие примеси ограничиваются в лигатуре CuTi50?
Ограничиваются Fe (не более 0,3 %), Si (не более 0,1 %), Al (не более 0,05 %), O (не более 0,15 %). Сумма примесей не должна превышать 0,6 % по массе.
