Лигатура в слитках CuSi10: медно-кремниевый модификатор для раскисления и легирования
Лигатура в слитках CuSi10 — это медно-кремниевый сплав с массовой долей кремния около 10 %, выпускаемый в виде слитков для введения кремния в расплавы на медной основе. В отличие от чистого кремния, температура плавления которого превышает 1410 C, лигатура CuSi10 плавится в интервале 850–950 C, что обеспечивает её полное усвоение в медных расплавах без локального перегрева и ликвации. Основное назначение — раскисление и модифицирование меди и её сплавов, а также точное легирование кремнием бронз марок БрК3, БрКМц3-1, БрАЖМц10-3-1,5 и аналогичных композиций.
Технические характеристики и состав
Слитки CuSi10 получают плавкой в индукционных тигельных печах с последующей разливкой в изложницы. Структура слитка — -твёрдый раствор кремния в меди с включениями эвтектики Cu–CuSi. Регламентируемые параметры:
- Массовая доля кремния — 9,0–11,0 %
- Примеси железа — не более 0,5 %
- Примеси фосфора — не более 0,05 %
- Температура плавления — 850–950 C
- Плотность — 8,3–8,5 г/см
- Масса слитка — 1–5 кг (по согласованию)
Кремний в составе лигатуры является активным раскислителем: он связывает растворённый кислород в тугоплавкий SiO, который всплывает в шлак. Одновременно кремний повышает жидкотекучесть расплава и улучшает литейные свойства отливок из кремнистых бронз.
Области применения
Лигатура CuSi10 востребована в следующих переделах:
- Раскисление медных расплавов перед разливкой в литейном производстве
- Легирование кремнистых бронз в индукционных и дуговых печах
- Производство сварочной проволоки из бронзы БрКМц3-1
- Изготовление антифрикционных втулок и подшипников скольжения
- Корректировка состава сплавов в линиях непрерывного литья
- Получение медных сплавов для электротехнических деталей
Введение лигатуры осуществляется в ковш или непосредственно в печь при температуре расплава 1100–1200 C. Усвоение кремния достигает 90–95 % при соблюдении порядка загрузки и защите зеркала расплава.
Сравнение с альтернативными лигатурами
| Лигатура | Содержание элемента | Температура плавления | Усвоение | Область применения |
|---|---|---|---|---|
| CuSi10 | 9–11 % Si | 850–950 C | 90–95 % | Раскисление и легирование меди |
| CuSi20 | 18–22 % Si | 800–900 C | 85–92 % | Легирование бронз |
| CuMn10 | 9–11 % Mn | 870–960 C | 88–93 % | Легирование марганцевых бронз |
| CuP10 | 9–11 % P | 700–800 C | 85–90 % | Раскисление меди |
Условия хранения и подготовки
Слитки CuSi10 хранят в сухих отапливаемых помещениях при относительной влажности не выше 70 %. Перед загрузкой в печь поверхность слитков очищают от оксидной плёнки и загрязнений. Дробление слитков на куски массой 0,2–0,5 кг облегчает дозирование и ускоряет растворение в расплаве. При хранении в условиях повышенной влажности возможно образование поверхностной гидроксидной плёнки, что требует обязательной сушки при 150–200 C перед введением в расплав.
Вопросы и ответы
Какое содержание кремния в лигатуре CuSi10?
Массовая доля кремния составляет 9,0–11,0 %. Остальное — медь и регламентированные примеси (Fe 0,5 %, P 0,05 %).
При какой температуре вводят лигатуру CuSi10 в расплав?
Лигатуру вводят в медный расплав, нагретый до 1100–1200 C. Температура плавления самой лигатуры — 850–950 C, что обеспечивает быстрое растворение без локальных перегревов.
Для каких марок бронз применяется CuSi10?
Лигатура используется для легирования кремнистых бронз БрК3, БрКМц3-1, БрАЖМц10-3-1,5, а также для раскисления меди марок М1, М2 перед разливкой.
Каково усвоение кремния из лигатуры CuSi10?
При соблюдении технологии введения усвоение кремния достигает 90–95 %. Потери связаны с окислением на зеркале расплава и угаром.
