Лигатура в слитках CuTi50 — медно-титановая лигатура для точного легирования
Лигатура в слитках CuTi50 — это двухкомпонентный мастер-сплав на медной основе с номинальным содержанием титана 50 % по массе. Материал поставляется в виде мерных слитков и предназначен для введения титана в медные и медно-никелевые расплавы при производстве специальных бронз, латуней и прецизионных сплавов. Применение готовой лигатуры исключает необходимость растворения тугоплавкого титана (температура плавления 1668 C) непосредственно в медной ванне, что позволяет снизить температуру плавки и предотвратить перегрев основы.
Химический состав CuTi50 регламентируется по содержанию титана в диапазоне 48–52 %, остальное — медь с примесями не более 0,3 % суммарно. Благодаря образованию интерметаллидных фаз CuTi и CuTi лигатура обеспечивает стабильное усвоение титана расплавом без образования тугоплавких включений и шлаковых потерь. Температура плавления лигатуры составляет 880–920 C, что существенно ниже температуры плавления чистой меди (1083 C), поэтому ввод слитков не требует перегрева ванны и не вызывает локального переохлаждения расплава.
Технологические особенности применения
Слитки CuTi50 загружаются в расплав меди или её сплавов при температуре 1150–1250 C под зеркало металла с использованием колокольчика или механизированного устройства. Рекомендуемый расход лигатуры рассчитывается исходя из требуемого содержания титана в готовом сплаве с учётом коэффициента усвоения 95–98 %. Для равномерного распределения титана по объёму ванны необходима выдержка расплава в течение 10–15 минут с последующим перемешиванием инертным газом или электромагнитным способом.
Лигатура CuTi50 применяется при производстве:
- дисперсионно-твердеющих медных сплавов с содержанием титана 0,5–6 % для токопроводящих пружинных контактов и разъёмов;
- медно-никелевых сплавов типа куниаль с добавками титана для судостроительной арматуры и теплообменного оборудования;
- жаропрочных бронз для электродов контактной сварки и литейных форм;
- антифрикционных медных сплавов для подшипников скольжения, работающих в условиях высоких удельных нагрузок;
- припоев на медной основе для пайки стальных и никелевых узлов в вакуумной технике.
Влияние на свойства готовых сплавов
Введение титана через лигатуру CuTi50 обеспечивает раскисление медной основы, связывая растворённый кислород в стабильный оксид TiO. Это особенно важно при использовании вторичной меди и лома с повышенным содержанием кислорода. Легирование титаном повышает прочностные характеристики медных сплавов после закалки и старения: предел прочности возрастает с 250 до 450–600 МПа в зависимости от концентрации титана и режима термической обработки, при этом электропроводность сохраняется на уровне 40–60 % от проводимости чистой меди.
Мелкозернистая структура слитков CuTi50 обеспечивает быстрое растворение лигатуры и исключает ликвацию титана в объёме отливки. При производстве слитков контролируется газонасыщенность (содержание водорода не более 0,5 ppm) и отсутствие оксидных включений, что гарантирует чистоту расплава и отсутствие дефектов в готовых отливках.
Форма поставки и контроль качества
Слитки CuTi50 поставляются массой 5–15 кг, что удобно для дозирования при плавках в тигельных и дуговых печах. Каждая партия сопровождается сертификатом с указанием фактического химического состава, определённого методом атомно-эмиссионной спектрометрии. Допустимое отклонение по титану — 1 % от номинала, что обеспечивает воспроизводимость свойств готовых сплавов от плавки к плавке.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Норматив | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Содержание титана | 48–52 % | Атомно-эмиссионная спектрометрия | ГОСТ 24231 | Номинальное 50 % |
| Содержание меди | Остальное | Расчётное | — | Не менее 47,7 % |
| Сумма примесей | 0,3 % | Спектральный анализ | ТУ 48-21 | Fe, Ni, Si, Al |
| Температура плавления | 880–920 C | Дериватограф | — | Интервал солидус–ликвидус |
| Плотность | 7,8–8,0 г/см | Гидростатическое взвешивание | ГОСТ 18898 | Зависит от фазового состава |
| Масса слитка | 5–15 кг | Взвешивание | — | По согласованию |
Лигатура CuTi50 хранится в сухих отапливаемых складах без ограничения срока годности. Перед загрузкой слитки не требуют дополнительной подготовки, однако при длительном хранении на открытом воздухе рекомендуется удалить поверхностные оксиды механической щёткой или травлением в 5 %-ном растворе серной кислоты.
Вопросы и ответы
Каково назначение лигатуры CuTi50 в медных сплавах?
CuTi50 служит для введения титана в медные и медно-никелевые расплавы. Лигатура снижает температуру растворения титана, предотвращает перегрев ванны и обеспечивает стабильное усвоение элемента с коэффициентом 95–98 %.
При какой температуре вводится лигатура CuTi50?
Слитки загружаются в расплав при 1150–1250 C под зеркало металла. После ввода необходима выдержка 10–15 минут и перемешивание для гомогенизации состава.
Какие примеси контролируются в лигатуре CuTi50?
Суммарное содержание примесей (железо, никель, кремний, алюминий) не превышает 0,3 %. Дополнительно контролируется содержание водорода — не более 0,5 ppm.
В каких отраслях применяется лигатура CuTi50?
Материал используется в электротехнике для пружинных контактов, в судостроении для арматуры, в машиностроении для подшипников скольжения и электродов контактной сварки, а также в вакуумной технике для пайки узлов.
