Результат интеллектуальной деятельности: Модифицирующая смесь

Изобретение относится к металлургии, а именно к модификаторам, используемым при производстве медных сплавов. Известны рафинирующие флюсы для обработки расплавов медной группы для удаления из расплавленного металла растворенных в них вредных примесей.

Для очистки медных сплавов применяют флюсы: перекись бария или натрия, окись меди, серно кислые барий и калий. Эти флюсы узконаправленного действия, например, для очистки от механических загрязнений, от алюминия и сурьмы и экологически неблагоприятные (Справочник литейщика. М., Машиностроение, 1971, Ц2 - 113 с.).

Известна также модифицирующая смесь по патенту РФ на изобретение №2298047 С22С 35/00. С21С 1/02, С22С 25/00 опубл. 27.04.2007 г.

Известная модифицирующая смесь используется при производстве отливок из серого чугуна и алюминиевых сплавов, содержит углекислый барий и борную кислоту, дополнительно содержит кальцинированную соду при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Углекислый барий - 70-80

Борная кислота - 10-17

Кальцинированная сода - 8-15.

Использование при производстве серого чугуна и алюминиевых сплавов позволяет повысить механические свойства и расширяет возможности модифицирующей смеси.

Известная модифицирующая смесь является наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявленному изобретению и выбрана заявителем в качестве ближайшего аналога.

Недостатками известной модифицирующей смеси являются невысокие физико-механические свойства получаемого металла и возможность использования ее только для серого чугуна и алюминиевых сплавов. Известная модифицирующая смесь не может быть использована при модифицировании сплавов медной группы (латунь).

Решаемая задача - расширение эксплуатационных возможностей модифицирующей смеси.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение физико-механических свойств сплавов латуни, причем одновременно как прочность, так и пластичность.

Технический результат достигается тем, модифицирующая смесь, используемая для обработки расплавов медных сплавов, содержит компоненты при следующем соотношении, мас. %:

Углекислый барий - 30-35

Кальцинированная сода - 10-20

Карбонат стронция - 25-30

Карбонат кальция - 15-25.

Указанная модифицирующая смесь может быть использована для повышения комплекса физико-механических свойств при производстве медных сплавов, таблица 1.

Повышение содержания углекислого бария и кальцинированной соды свыше 35 и 20% соответственно ведет к увеличению неметаллических включений в расплаве. Снижение их содержания менее 30 и 10% соответственно ослабляет модифицирующий эффект.

Увеличение содержания карбоната стронция и кальция свыше 40 и 30% ведет к появлению газовой пористости и появлению в структуре двойной эвтектики. Уменьшение их содержания ниже 25 и 10% ведет к нарушению соотношения с углекислым барием, снижает дегазирующее воздействие и укрупнение структурных составляющих, что снижает свойства сплава. Все компоненты модифицирующей смеси представляют собой порошки светлого вида, перед применением которые необходимо просушить при температуре 80-100°С в течение 20-30 минут.

Механизм воздействия карбоната стронция на медные сплавы (латунь) состоит во взаимодействии стронция с примесями (алюминий, железо) за счет высоких поверхностно-активных свойств с образованием интерметаллидных соединений, удаляемых из расплава борботацией пузырьками СО₂, выделяющимися из ВаСО₃, Na₂CO₃, SrCO₃, СаСО₃ при их разложении.

Введение Na и Ва приводит к измельчению структуры за счет увеличения поверхностного натяжения на границе двойной эвтектики и зародыш-расплав.

Химические соединения, образующиеся при разложении компонентов модификатора и взаимодействии их с расплавом, выступают в роли зародышей формирующихся зерен, способствуют их измельчению, что, соответственно, повышает физико-механические свойства металла.

Пример осуществления: компоненты модификатора в виде порошков в необходимых количествах засыпаются в бумажный пакет. Расплав латуни марки ЛС59-1 изготавливали в индукционной печи. При выпуске расплава в ковш модифицирующие смеси при температуре 940-950°С последовательно вводили в ковш. Модифицирующая смесь вводилась в количестве 0,3-0,5% от веса жидкого металла. Затем металл разливается по формам и при этом разливаются образцы для испытания на механические свойства, таблица 1.