Лигатура в слитках CuPb: медно-свинцовые сплавы для раскисления и легирования стали
Лигатура в слитках CuPb — это медно-свинцовый сплав, в котором свинец равномерно распределён в медной матрице. Такой состав применяется в металлургии для одновременного введения меди и свинца в расплавы, а также для получения специальных свойств в готовых изделиях. Свинец в меди практически нерастворим, поэтому в слитках он присутствует в виде дисперсных включений, что обеспечивает стабильный химический анализ при загрузке в печь.
Состав и технические характеристики
Содержание свинца в лигатуре CuPb варьируется в зависимости от назначения. Для раскисления и легирования стали применяют сплавы с массовой долей Pb 10–30 %. Для производства подшипниковых сплавов и специальных бронз используют составы с Pb до 40–50 %. Температура плавления снижается с ростом концентрации свинца: от 1080 C для чистой меди до 950–980 C для эвтектических составов. Плотность лигатуры — 8,9–9,6 г/см, что обеспечивает быстрое погружение слитка в расплав.
| Марка | Массовая доля Cu, % | Массовая доля Pb, % | Температура плавления, C | Плотность, г/см |
|---|---|---|---|---|
| CuPb10 | остальное | 9–11 | 1040–1060 | 8,9 |
| CuPb20 | остальное | 18–22 | 1000–1020 | 9,1 |
| CuPb30 | остальное | 28–32 | 970–990 | 9,3 |
| CuPb40 | остальное | 38–42 | 950–970 | 9,5 |
Области применения
- Раскисление и легирование углеродистых и низколегированных сталей в дуговых сталеплавильных печах и индукционных тигельных печах.
- Производство свинцовистых бронз для подшипников скольжения прокатных станов и турбин.
- Изготовление антифрикционных сплавов для узлов трения горно-шахтного оборудования.
- Введение свинца в расплавы при литье в кокиль и центробежном литье для улучшения обрабатываемости резанием.
- Получение специальных латуней и бронз с повышенными антифрикционными свойствами для судостроения и энергетики.
Технологические особенности
Лигатура CuPb в слитках поставляется в виде чушек массой 1–5 кг или слитков до 20 кг. При загрузке в расплав свинец испаряется при температуре выше 1200 C, поэтому введение лигатуры проводят при температуре расплава не выше 1150 C с последующим интенсивным перемешиванием. Усвоение свинца составляет 85–92 % в зависимости от метода ввода. Для предотвращения ликвации слитки отливают с ускоренным охлаждением, что обеспечивает дисперсную структуру включений Pb размером 5–50 мкм.
Вопросы и ответы
Какое содержание свинца в лигатуре CuPb оптимально для раскисления стали?
Для раскисления и легирования стали применяют лигатуру с массовой долей свинца 10–30 %. Более высокие концентрации используют для получения антифрикционных сплавов.
При какой температуре вводят лигатуру CuPb в расплав?
Введение проводят при температуре расплава не выше 1150 C, чтобы минимизировать испарение свинца. Усвоение элемента достигает 85–92 %.
Как хранить слитки CuPb?
Слитки хранят в сухих закрытых помещениях при относительной влажности не выше 70 %. Свинец токсичен, поэтому необходимо исключить контакт с пищевыми продуктами и соблюдать меры промышленной безопасности.
Возможно ли получить лигатуру CuPb с содержанием свинца более 50 %?
Нет, при содержании свинца выше 50 % резко возрастает ликвация и снижается механическая прочность слитка. Промышленные составы ограничены диапазоном 10–50 % Pb.
