Лигатура в слитках CuFe30: медно-железная лигатура для корректировки состава расплавов
Лигатура в слитках CuFe30 — это сплав меди с железом, содержащий 28–32 % Fe, применяемый для введения железа в медные и алюминиевые расплавы. Температура плавления лигатуры — 1100–1200 C, что ниже температуры плавления чистого железа (1538 C), поэтому растворение в жидкой меди происходит быстрее и без локальных перегревов. Плотность слитка — 7,6–7,9 г/см, что обеспечивает предсказуемое погружение в расплав без всплытия.
Основное назначение CuFe30 — легирование меди и медных сплавов железом для повышения жаропрочности, дисперсионного твердения и измельчения зерна. Введение железа через лигатуру исключает окисление и угар, характерные для ввода чистого железа в виде стружки или порошка. Лигатура также применяется в производстве алюминиевых сплавов систем Al–Cu–Fe для модифицирования интерметаллидных фаз.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на расплав | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Fe | 28–32 % | ГОСТ 9717.2 | Стабильный прирост Fe | Основной нормируемый показатель |
| Массовая доля Cu | остальное | расчёт | Минимальный сдвиг основы | Примеси — не более 1,5 % |
| Температура плавления | 1100–1200 C | ДТА | Растворение без перегрева | Ниже T плавления Fe |
| Плотность | 7,6–7,9 г/см | гидростатика | Погружение в расплав Cu | Выше плотности Cu |
| Масса слитка | 1–5 кг | взвешивание | Дозирование в ковш | По согласованию сторон |
| Угар при вводе | 2–5 % | баланс металла | Точность легирования | Зависит от защиты расплава |
Области применения
- Плавка бронз БрОФ, БрОЦС и латуней ЛС, ЛМц в индукционных тигельных печах — корректировка содержания железа в шихте.
- Производство медных сплавов с дисперсионным твердением для контактных вставок и электродов точечной сварки.
- Легирование алюминиевых сплавов систем Al–Cu–Fe в литейных цехах, работающих с кокильным и литьём под давлением.
- Модифицирование структуры отливок из оловянных и алюминиевых бронз в центробежном литье.
- Введение железа в расплавы при непрерывном литье заготовок для кабельной и электротехнической продукции.
- Корректировка состава в дуговых печах при производстве специальных медных сплавов.
Ввод в расплав и технологические режимы
Лигатуру CuFe30 вводят в расплав меди при температуре 1150–1250 C. Слиток предварительно подогревают до 300–400 C для удаления влаги и предотвращения выброса металла. Растворение занимает 5–15 минут в зависимости от массы слитка и интенсивности перемешивания. Для защиты от окисления применяют флюсы на основе буры или криолита, либо вводят лигатуру под зеркало расплава в колокольчике.
При легировании алюминиевых расплавов температура ввода — 720–780 C, что требует предварительного дробления слитка на куски массой 0,2–0,5 кг для ускоренного растворения. Остаточное содержание железа в сплаве контролируют спектральным анализом по ГОСТ 9717.2 или ГОСТ 25086.
Вопросы и ответы
Какое содержание железа в лигатуре CuFe30?
Массовая доля железа составляет 28–32 %. Остальное — медь. Суммарное содержание примесей (Pb, Zn, Sn, Ni) не превышает 1,5 %.
При какой температуре вводят CuFe30 в медный расплав?
Оптимальный интервал — 1150–1250 C. Слиток предварительно подогревают до 300–400 C для удаления влаги и снижения риска выброса.
Чем лигатура CuFe30 лучше ввода чистого железа?
Температура плавления лигатуры — 1100–1200 C против 1538 C у чистого железа. Растворение происходит быстрее, угар снижается до 2–5 %, исключается локальный перегрев расплава.
Как контролируют содержание железа после легирования?
Спектральным анализом проб расплава по ГОСТ 9717.2 или ГОСТ 25086. Отбор проб проводят из ковша или из отливки после кристаллизации.
