Медь фосфористая в плитках МФ10: лигатура для раскисления и легирования меди
МФ10 — лигатура на основе меди с массовой долей фосфора 9–11 %, поставляемая в виде плиток толщиной 20–50 мм. В отличие от фосфористой меди марок МФ1–МФ7, где содержание фосфора не превышает 0,7 %, сплав МФ10 относится к лигатурной группе и применяется для ввода фосфора в расплавы меди и медных сплавов. Плиточная форма обеспечивает удобство дозирования при загрузке в печь и снижает угар фосфора по сравнению с порошковой лигатурой.
Химический состав и структура
Сплав соответствует требованиям ГОСТ 4515-93 (лигатура медная фосфористая) и выпускается с ограничениями по примесям. Фосфор в системе Cu–P при содержании выше 8,4 % образует эвтектику Cu–CuP с температурой плавления 714 C, что определяет литейные свойства плиток и их поведение при растворении в расплаве.
- Фосфор (P) — 9,0–11,0 %
- Медь (Cu) — основа, не менее 88,5 %
- Железо (Fe) — не более 0,05 %
- Свинец (Pb) — не более 0,03 %
- Сурьма (Sb) — не более 0,02 %
- Цинк (Zn) — не более 0,05 %
Структура лигатуры — эвтектическая смесь твёрдого раствора фосфора в меди и фосфида CuP. Плитки получают литьём в изложницы; поверхность имеет характерный металлический блеск с тёмно-серыми включениями фосфидной фазы. Пористость и ликвация регламентируются внутренними ТУ производителей.
Технические характеристики плиток МФ10
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля P | 9,0–11,0 % | ГОСТ 1953.1 | Расчёт навески лигатуры | По сертификату партии |
| Толщина плитки | 20–50 мм | Штангенциркуль | Скорость растворения | По согласованию |
| Температура плавления эвтектики | 714 C | ДТА | Усвоение в расплаве | Система Cu–CuP |
| Плотность | 7,6–7,9 г/см | Гидростатика | Погружение в ванну | Зависит от пористости |
| Раскислительная способность | Высокая | Практика плавки | Связывание CuO | Реакция P + CuO |
Технологические функции
Основное назначение МФ10 — раскисление меди и медных сплавов. Фосфор активно взаимодействует с закисью меди CuO, восстанавливая её и переходя в шлак; остаточное содержание фосфора в металле при этом контролируется на уровне 0,013–0,05 % в зависимости от марки. Введение лигатуры в шихту или в ковш позволяет снизить содержание кислорода до значений, обеспечивающих плотность отливок и электропроводность, близкую к теоретической.
В производстве бронзы БрОФ10-1 и аналогичных оловянно-фосфористых сплавов МФ10 служит одновременно раскислителем и носителем фосфора, формирующего твёрдые включения CuP, которые повышают износостойкость и антифрикционные свойства отливок. Лигатуру вводят в расплав при температуре 1100–1200 C с последующим перемешиванием.
Области применения
- Литейные цеха цветного литья — раскисление меди перед разливкой в изложницы и на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).
- Производство бронз БрОФ, БрОЦС — ввод фосфора для формирования антифрикционной структуры подшипников скольжения.
- Индукционные тигельные печи и дуговые печи — корректировка состава расплава по фосфору.
- Изготовление медной катанки и проволоки — снижение содержания кислорода для предотвращения водородной хрупкости.
- Производство литой электротехнической арматуры — обеспечение плотности отливок и стабильного удельного сопротивления.
Условия хранения и дозирования
Плитки МФ10 хранят в сухих закрытых помещениях при относительной влажности не выше 75 %; контакт с влагой приводит к образованию поверхностной патины, не влияющей на состав, но затрудняющей визуальный контроль. Навеску рассчитывают по формуле с учётом угара фосфора 10–20 % в зависимости от типа печи и способа ввода. При загрузке в индукционную печь лигатуру подают на зеркало расплава под слой флюса.
Вопросы и ответы
Чем МФ10 отличается от фосфористой меди МФ1?
МФ1 содержит не более 0,7 % фосфора и применяется как готовый сплав для изготовления деформированных полуфабрикатов. МФ10 — лигатура с 9–11 % фосфора, предназначенная для ввода фосфора в расплавы меди и бронз.
Какая температура ввода лигатуры в расплав?
Оптимальный интервал — 1100–1200 C. При более низких температурах растворение плиток замедляется, при более высоких растёт угар фосфора.
Как рассчитать навеску МФ10 для раскисления?
Навеску определяют по требуемому остаточному содержанию фосфора с учётом угара 10–20 % и фактической массовой доли фосфора в партии по сертификату.
Допускается ли ввод МФ10 в ковш, а не в печь?
Да, введение в ковш практикуется при разливке меди; при этом плитки предварительно подогревают до 300–400 C для удаления влаги и ускорения растворения.
