Лигатура в слитках CuFe20: состав, свойства и применение
Лигатура в слитках CuFe20 — это двойной сплав меди с железом, содержащий 18–22 % железа по массе при остатке — медь. Выпускается в виде слитков массой от 0,5 до 6 кг, получаемых литьём в изложницы или непрерывным литьём. Температура плавления находится в интервале 1100–1250 C в зависимости от точного содержания железа. Продукт применяется как шихтовая добавка для введения железа в медные расплавы и для легирования алюминиевых бронз.
Технические характеристики
Содержание железа нормируется в пределах 18–22 %. Примеси — свинец, цинк, фосфор, кремний — ограничиваются на уровне десятых долей процента. Слитки имеют плотность 8,2–8,5 г/см, что выше чистой меди за счёт присутствия железистой фазы. Структура слитка — медно-железная матрица с включениями интерметаллида FeCu, распределёнными по сечению. Растворимость железа в меди ограничена, поэтому при кристаллизации возможно выделение дендритов железосодержащей фазы.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на плавку | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Fe | 18–22 % | титрование, спектральный анализ | основной легирующий элемент | по ТУ изготовителя |
| Массовая доля Cu | остальное | расчёт по разности | матрица-носитель | не менее 76 % |
| Температура плавления | 1100–1250 C | термический анализ | определяет порядок загрузки | зависит от состава |
| Плотность слитка | 8,2–8,5 г/см | гидростатическое взвешивание | погружение в расплав | выше плотности Cu |
| Масса слитка | 0,5–6 кг | весовой контроль | дозирование шихты | по согласованию |
Области применения
Лигатура CuFe20 вводится в расплавы на основе меди для получения сплавов, где железо выступает упрочняющим и модифицирующим элементом. Основные направления использования:
- Производство алюминиевых бронз (БрАЖ9-4, БрАЖМц10-3-1,5) в индукционных тигельных печах и дуговых печах;
- Легирование медных сплавов для литья в кокиль и центробежного литья втулок, вкладышей подшипников скольжения;
- Изготовление электродов сопротивления сварки и токопроводящих элементов, где требуется сочетание теплостойкости и электропроводности;
- Корректировка состава в шихте при плавке в вакуумных и открытых дуговых печах;
- Получение сплавов для судостроительной арматуры, работающей в морской воде.
Технология ввода в расплав
Лигатуру загружают в расплавленную медь при температуре 1150–1250 C. Благодаря высокой плотности слитки погружаются под зеркало металла, что снижает угар и окисление железа. Растворение протекает в течение 10–25 минут при перемешивании. Для предотвращения ликвации рекомендуется вводить лигатуру до заливки в формы и выдерживать расплав при перемешивании. При плавке в индукционной печи с основной футеровкой потери железа минимальны.
Условия хранения и транспортировки
Слитки CuFe20 хранят в сухих закрытых помещениях при относительной влажности не выше 70 %. Поверхностное окисление не влияет на качество шихты, однако длительное хранение во влажной среде приводит к образованию рыхлой окисной плёнки. Транспортировка осуществляется в металлических контейнерах или на поддонах с обвязкой, исключающей механические повреждения. Продукт не относится к опасным грузам.
Вопросы и ответы
Какое содержание железа считается нормой в лигатуре CuFe20?
Массовая доля железа составляет 18–22 %. Отклонение за пределы этого диапазона меняет температуру плавления и растворяющую способность лигатуры в медном расплаве.
Почему лигатуру вводят в расплав, а не чистое железо?
Чистое железо имеет температуру плавления 1538 C и высокий угар в медном расплаве. Лигатура CuFe20 плавится при 1100–1250 C, что обеспечивает контролируемое растворение и минимальные потери легирующего элемента.
Для каких сплавов применяется CuFe20?
Лигатура используется при выплавке алюминиевых бронз марок БрАЖ9-4, БрАЖМц10-3-1,5, а также медных сплавов, легированных железом, для литья подшипниковых втулок и арматуры.
Как хранить слитки лигатуры CuFe20?
В сухом помещении при влажности до 70 %. Поверхностное окисление допустимо, но не должно приводить к образованию рыхлого слоя, затрудняющего дозирование шихты.
