Исследование особенностей плавки и раскисления меди с целью получения литых электродов из хромовых бронз

• Автор: Коновалов, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 109 с. : ил.

Содержание
Введение.

1 Обзор и анализ литературных источников по теме исследования

1.1 Контактная сварка. Сплавы для изготовления электродов контактной

сварки требования и классификация

1.2 Хромовые бронзы как один из материалов для электродов контактной

сварки.

1.2.1 Диаграммы состояния систем, содержащих основные сплавы,

формирующие группу хромовых бронз

1.2.2 Термическая обработка хромовых бронз

1.3 Особенности выплавки хромовых бронз.

1.3.1 Плавка меди.
1.3.2 Плавильные агрегаты и последовательность плавки.
1.3.3 Роль кислорода, растворенного в медном расплаве.
1.3.4 Способы введения легирующих элементов.
1.4 Краткие выводы и задачи исследования
2 Методика проведения экспериментов
2.1 Методика исследования кипения медного расплава
2.1.1 Ведение плавки
2.1.2 Исследование насыщения медного расплава кислородом воздуха.
2.1.3 Металлографические исследования.
2.1.4 Оценка краевого угла смачивания.
2.2 Методика выплавки и исследований хромовых бронз
2.2.1 Технология плавки.
2.2.2 Термическая обработка.
2.2.3 Измерение твердости и удельной электропроводности.
2.2.4 Химический анализ.
2.2.5 Исследование микроструктуры.
2.2.6 Обработка экспериментальных данных.
3 Исследование процесса кипения меди
4 Исследование влияния различных раскислителей на концентрацию кислорода в медном расплаве и усвоение хрома
5 Отработка в лабораторных условиях основ технологии приготовления хромовых бронз открытой плавкой.
6 Оценка экономического эффекта от внедрения предлагаемой
технологии
Список использованных источников


Установлено, что «кипение» медных расплавов является результатом образования пузырей оксидов углерода вследствие взаимодействия кислорода, растворенного в расплаве, и графита, содержащегося в материале тигля. На основании термодинамических расчетов теоретически обоснована возможность восстановления окиси хрома с помощью циркония, растворенного в медном расплаве. Установлено, что добавка 0,1 — 0,2% циркония при выплавке хромовых бронз позволяет получать пересыщенный твердый раствор хрома в меди в процессе затвердевания отливки при скорости охлаждения более 0, К/с. Вследствие этого отпадает необходимость в проведении закалки при термообработке литого изделия. Практическая значимость. Здесь и далее содержание компонентов в сплавах, смесях и т. Слова «массовая доля» опущены. После раскисления цирконием в количестве 0,2 % насыщение медного расплава атмосферным кислородом при °С в 1,5 - 2 ниже, чем после использования алюминия и фосфора в количестве 0,3 и 0,1 % соответственно. Предложен и опробован в лабораторных условиях способ изготовления лигатуры Си - %Сг - 1%2г открытой- плавкой. Способ приготовления данной лигатуры защищен НОУ - ХАУ (№ -4- ОИС от «» апреля г. Б лабораторных условиях отработана технология получения открытой плавкой сплава медь - 1 % хрома — 0,1 % циркония, имеющего после литья и термообработки твердость не менее 0 НВ и электропроводность не менее % ХАСБ. При этом в качестве шихты используются медный лом типа А 1/1 и лигатуры медь-хром-цирконий и медь-цирконий, изготовленные открытой плавкой. В лабораторных условиях отработано приготовление открытой плавкой сплава медь - 0,% хрома - 0,% железа - 0,1 % циркония с использованием в качестве шихты медного лома типа А 1/1, лигатуры медь-цирконий и феррохрома БеСгС. Полученный сплав по уровню свойств несколько уступает сплаву медь - 1 % хрома - 0,1 % циркония и имеет твердость 0 НВ и электропроводность до % 1АС8. Экономический эффект от внедрения указанной технологии связан с переходом от вакуумной плавки к открытой и с использованием метода литья при изготовлении изделий из хромоцирконисвой бронзы. При существующих ценах на медный лом, хром и цирконий при производстве электродов размером 5x0 мм ожидаемый экономический эффект составит около 0 0 рублей на тонну изделий. Апробация работы. IV международной научно-практической конференции «Прогрессивные литейные технологии», Москва, МИСиС, г. VI ежегодной конференции «овые тенденции рационального использования вторичных ресурсов и проблемы экологии», НИТУ «МИСиС», г. V международной научно-практической конференции «Прогрессивные литейные технологии», Москва, НИТУ «МИСиС», г. Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 9 страницах машинописного текста, содержит рисунков, 8 таблиц, состоит из введения, 6 глав, выводов и списка литературы из наименований. Контактная сварка. Контактная сварка представляет собой процесс образования. II]. Особенностью контактной1 сварки является^ применение кратковременных (доли секунды) импульсов сварочного тока большой, мощности (иногда до-0 ООО А) при-напряжении 0,3 - В: Этим видом; сварки успешно сваривается большинство конструкционных материалов в широком диапазоне толщин и сечений (от нескольких микрометров до мм . Ее основные особенности -надежность соединений, высокий уровень механизации и автоматизации, высокая производительность процесса и культура производства. Требования, предъявляемые к электродам контактной сварки:, высокая электропроводность, позволяющая пропускать- электрический ток большой плотности без существенного нагрева электрода; высокие механические свойства в широком интервале температур, необходимые для восприятия без деформации больших и неоднократно повторяющихся усилий сжатия; высокая сопротивляемость износу при трении; высокая теплопроводность, обеспечивающая быстрый отвод тепла из зоны сварки; неспособность сплавляться со свариваемым материалом в процессе сварочного импульса при повышенных температурах, возникающих на границе свариваемая деталь -электрод; ' высокая коррозионная стойкость и жаростойкость (окалиностойкость); достаточно низкая стоимость, возможно более простая конструкция [2].