Лигатура в слитках CuMg10: медно-магниевая лигатура для раскисления и модифицирования
Лигатура в слитках CuMg10 — это медно-магниевый сплав с массовой долей магния около 10 %, выпускаемый в виде слитков для введения магния в расплавы на основе меди и никеля. Основное назначение — раскисление, десульфурация и модифицирование медных расплавов, где чистый магний неприменим из-за низкой температуры кипения (1107 C), высокой упругости паров и интенсивного угара. Медная матрица снижает активность магния, обеспечивает контролируемое растворение и повышает усвоение элемента до 85–95 % против 15–30 % при вводе чистого магния.
Слитки CuMg10 получают литьём в изложницы или на машинах полунепрерывного литья. Структура — -твёрдый раствор магния в меди с включениями эвтектики Cu–CuMg по границам зёрен. Температура плавления лигатуры — 870–950 C, плотность — 7,6–7,9 г/см, что близко к плотности медных расплавов и исключает всплытие или осаждение вводимой добавки. Температура ввода в расплав — 1100–1250 C.
Химический состав и технические параметры
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на расплав | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Mg | 9,0–11,0 % | титрование, ААС | основной активный элемент | по ТУ изготовителя |
| Массовая доля Cu | остальное | расчёт | матрица-носитель | Cu не ниже 99,0 % |
| Примеси (Fe, Si, Ni) | 0,15 % суммарно | спектральный анализ | контроль чистоты | ограничение по Fe |
| Температура плавления | 870–950 C | ДТА | интервал растворения | зависит от состава |
| Плотность | 7,6–7,9 г/см | гидростатика | погружение в ванну | близка к Cu |
| Усвоение Mg | 85–95 % | баланс по шихте | экономия лигатуры | при защите расплава |
Области применения
- Раскисление и десульфурация медных расплавов при выплавке литейных бронз в индукционных тигельных печах.
- Модифицирование сплавов Cu–Ni и медноникелевых систем в дуговых и индукционных агрегатах.
- Введение магния в шихту при производстве бронз БрОФ, БрОЦС и аналогичных марок в литейных цехах.
- Обработка расплавов перед непрерывным литьём заготовок на машинах горизонтального и вертикального типа.
- Корректировка состава по магнию в вакуумных и защитных атмосферах при получении прецизионных сплавов.
Технология ввода в расплав
Слитки CuMg10 дробят или нарезают на мерные куски массой 0,5–3 кг, подогревают до 200–300 C для удаления влаги и вводят в расплав при 1150–1250 C под слоем флюса или в струе инертного газа. Ввод осуществляют колокольчиком или в защитной капсуле, обеспечивая погружение ниже зеркала металла. Перемешивание — 2–5 минут, выдержка перед разливкой — не менее 5 минут. При открытой разливке угар магния возрастает, поэтому применяют покровные флюсы на основе хлоридов и фторидов.
Условия хранения и транспортировки
Слитки CuMg10 хранят в сухих отапливаемых складах при относительной влажности не выше 70 %. Магний в составе лигатуры химически активен, поэтому контакт с влагой и кислотами недопустим. Транспортировка — в закрытой таре, исключающей увлажнение и механические повреждения. Гарантийный срок хранения при соблюдении условий — 12 месяцев с даты изготовления.
Вопросы и ответы
Почему магний вводят в виде лигатуры CuMg10, а не в чистом виде?
Чистый магний кипит при 1107 C и обладает высокой упругостью паров, что при температуре медного расплава 1150–1250 C приводит к бурному испарению и угару до 70–85 %. Медная матрица в лигатуре CuMg10 снижает активность магния, обеспечивает плавное растворение и повышает усвоение элемента до 85–95 %.
Какое количество лигатуры CuMg10 требуется для введения 0,05 % магния в расплав?
Расход рассчитывают по формуле с учётом содержания магния в лигатуре (около 10 %) и коэффициента усвоения. Для введения 0,05 % Mg в 1 тонну расплава при усвоении 90 % требуется примерно 0,55–0,6 кг лигатуры CuMg10.
При какой температуре вводят лигатуру CuMg10 в медный расплав?
Оптимальный интервал ввода — 1150–1250 C. При более низкой температуре замедляется растворение, при более высокой возрастает угар магния. Ввод проводят под слоем покровного флюса или в струе инертного газа.
Какие примеси ограничивают в лигатуре CuMg10?
Ограничивают железо, кремний и никель — суммарно не более 0,15 %. Железо образует тугоплавкие включения, кремний снижает эффективность раскисления, никель может изменить состав целевого сплава. Контроль ведут спектральным анализом каждой партии.
