Лигатура в слитках CuBi25 — висмутсодержащая присадка для медных сплавов
Лигатура CuBi25 — двухкомпонентный висмутсодержащий сплав на медной основе с массовой долей висмута 25 %. Поставляется в слитках, предназначена для введения висмута в медные и латунные расплавы при производстве свинецсодержащих и экологически безопасных заменителей свинцовых бронз. Применение лигатуры обеспечивает легирование без образования тугоплавких включений и локальной неоднородности химического состава.
Назначение и технология применения
CuBi25 используется в качестве промежуточного сплава при плавке в индукционных печах промышленной частоты и тигельных печах сопротивления. Введение висмута через лигатуру снижает температуру растворения компонента и предотвращает окисление висмута на зеркале расплава. Рекомендуемая температура ввода — 1050–1150 C, что соответствует режимам плавки медных сплавов марок CuBi, CuSnBi, CuZnBi и латуней с добавками висмута.
Лигатура обеспечивает равномерное распределение висмута по объему отливки, что критично для антифрикционных материалов, работающих в узлах трения скольжения. Слитки CuBi25 удобны для дозирования: масса одной отливки позволяет точно рассчитать необходимое количество присадки на плавку.
Химический состав и структура
Сплав CuBi25 характеризуется эвтектическим типом структуры: пластичная медная матрица с равномерно распределенными включениями висмутовой фазы. Такая морфология обеспечивает стабильное растворение при вводе в расплав и минимальные потери висмута на угар.
- Массовая доля висмута — 24,5–25,5 %
- Массовая доля меди — остальное
- Суммарное содержание примесей — не более 0,3 %
- Температура плавления лигатуры — 940–980 C
- Плотность — 9,2–9,4 г/см
Преимущества использования в производстве
Применение CuBi25 в слитках исключает необходимость работы с чистым висмутом, который склонен к окислению и испарению при высоких температурах. Лигатура позволяет:
- сократить время плавки за счет быстрого растворения висмута;
- повысить точность попадания в заданный химический состав;
- снизить брак по ликвации в крупных отливках;
- обеспечить воспроизводимость механических свойств от плавки к плавке.
Области применения
Лигатура CuBi25 востребована на предприятиях цветной металлургии и в литейных цехах машиностроительных заводов. Основные направления использования:
- производство висмутовых бронз для подшипников скольжения и втулок;
- выплавка латуней с повышенной обрабатываемостью резанием;
- изготовление антифрикционных сплавов для гидравлической аппаратуры;
- легирование медных сплавов для арматуростроения и сантехнической промышленности.
| Параметр | Значение для CuBi25 | Метод контроля | Требование к слитку | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Bi, % | 24,5–25,5 | Титриметрический анализ | Равномерное распределение | Без поверхностных включений |
| Массовая доля Cu, % | остальное | Разность | — | Основа сплава |
| Сумма примесей, % | 0,3 | Атомно-эмиссионный | — | Fe, Pb, Sn, Zn |
| Масса слитка, кг | 5–15 | Взвешивание | Без сколов и раковин | По согласованию |
Условия хранения и транспортировки
Слитки CuBi25 устойчивы к атмосферной коррозии, не требуют специальной упаковки при краткосрочном хранении. Рекомендуется складирование в сухих проветриваемых помещениях на деревянных поддонах. При длительном хранении допускается образование поверхностной оксидной пленки, которая не влияет на качество лигатуры и удаляется при расплавлении. Транспортировка осуществляется любым видом крытого транспорта с защитой от механических повреждений.
Вопросы и ответы
Почему нельзя вводить висмут в расплав в чистом виде?
Чистый висмут имеет температуру плавления 271 C и высокое давление паров при температурах плавки меди (1100–1200 C). При вводе в расплав он интенсивно испаряется, что приводит к нестабильному усвоению и загрязнению атмосферы цеха. Лигатура CuBi25 связывает висмут в медной матрице, что обеспечивает его растворение без потерь.
Каковы потери висмута при использовании CuBi25?
При соблюдении рекомендованного температурного режима и глубины ввода потери висмута не превышают 3–5 %. Для сравнения, при вводе чистого висмута угар может достигать 20–30 %.
Для каких марок сплавов применяется лигатура CuBi25?
Лигатура используется при производстве бронз марок БрБ2, БрБНТ, латуней ЛС63-3 с заменой свинца на висмут, а также специальных антифрикционных сплавов типа CuBi для подшипниковых узлов.
Как рассчитать количество лигатуры на плавку?
Расчет ведется по формуле: масса лигатуры = (требуемое содержание Bi масса расплава) / 0,25. Например, для получения 0,5 % висмута в 1000 кг расплава потребуется 20 кг лигатуры CuBi25.
