Способы изготовления медно-фосфористого сплава

 

Изобретение может быть использовано в металлургии для изготовления медно-фосфористого сплава. В предложенном способе перед плавлением меди с красным фосфором на дно жаропрочной емкости на одну четверть загружают гранулированную медь или стружку меди, сверху загружают красный фосфор, поверх фосфора загружают остальную часть гранулированной меди, полученную смесь уплотняют, на поверхность смеси укладывают лист меди и нагревают емкость со смесью в печи при определенных режимах, обеспечивается повышение качества сплава, снижение выделения токсичных паров фосфора и затрат на изготовление сплава.

Изобретение относится к металлургии меди, в частности к изготовлению медно-фосфористого сплава, соответствующего требованиям ГОСТ 4515-93.

Известен способ (1) изготовления медно-фосфористого сплава путем погружения фосфора в расплавленную медь.

Недостатком данного способа является большие потери фосфора, токсичность производства и низкое качество сплава.

Известен способ (1) производства сплава, когда расплавленную медь насыщают до желаемой степени парами фосфора. Фосфор размещается в тигле, сверху к нему прикрепляется воронка. Медь наливается в воронку, фосфор возгоняется и проходит через слой жидкой меди, стекающей через ту же воронку.

Недостаток способа - низкая производительность, потери (угар) фосфора, высокая вредность производства и низкое качество сплава.

Эти недостатки обусловлены тем, что испарение фосфора начинается при 260^oC, а температура расплавленной меди значительно выше (более 1083^oC). Поэтому возгонка паров фосфора интенсивна в начале процесса и снижается по мере заливки меди. Соприкасаясь с окружающим воздухом пары фосфора сгорают до оксида фосфора.

Задачей настоящего изобретения является повышение качества сплава, снижение выделения токсичных паров фосфора.

Технический результат достигается тем, что перед плавлением на дно жаропрочной емкости на одну четверть загружают гранулированную медь или стружку меди, сверху загружают красный фосфор, поверх фосфора загружают остальную часть гранулированной меди, полученную смесь уплотняют, на поверхность смеси укладывают лист меди не ниже марки М1 и нагревают емкость со смесью в печи до 800^oC при следующих режимах: - выдержка при 300^oC - 1,5 часа, - выдержка при 400^oC - 1,5 часа, - выдержка при 500^oC - 0,5 часа, - выдержка при 600^oC - 0,5 часа, - выдержка при 800^oC - 4,0 часа.

Способ осуществляется следующим образом. Изготовление сплава начинается с загрузки гранулированной меди на дно жаропрочной емкости (бочки) на одну четверть, далее загружают красный фосфор, поверх фосфора загружают остальную часть гранулированной меди, смесь трамбуют, на поверхность укладывают лист меди. Состав навесок для сплава МФ9 фосфора 9,5%, для сплава МФ10 фосфора 10,5%. Полученную емкость со смесью прокаливают в прокалочной печи. При температуре 260^oC начинается испарение красного фосфора и химическое взаимодействие паров фосфора с нагретой медью. Так как количество паров фосфора, взаимодействовавших с медью, зависит от температуры, времени взаимодействия и плотности паров, то ступенчатый подъем температуры с выдержкой на каждой ступени, длительность выдержки, а также медная крышка обеспечивают оптимальный режим химической реакции фосфора с медью. При достижении в печи температуры свыше 600^oC увеличение температуры смеси идет за счет тепла, выделяемой при химической реакции между медью и фосфором. Выдержка смеси при температуре 800^oC осуществляется периодическим включением печи. После охлаждения медно-фосфористая смесь переплавляется в графито-шамотном тигле и разливается в изложницы. За счет равномерного распределения фосфора в меди полученный сплав обладает однородной структурой, а при его производстве выделяется не более 0,5% фосфора.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ 1. Г. О. Гофман. "Металлургия меди". Государственное научно-техническое издательство по черной и цветной металлургии. Москва-Ленинград-Свердловск. 1934 г. с 45, 46.

Формула изобретения

Способ изготовления медно-фосфористого сплава, включающий плавление меди с красным фосфором, отличающийся тем, что перед плавлением на дно жаропрочной емкости на одну четверть загружают гранулированную медь или стружку меди, сверху загружают красный фосфор, поверх фосфора загружают остальную часть гранулированной меди, полученную смесь уплотняют, на поверхность смеси укладывают лист меди, не ниже марки М1, и нагревают емкость со смесью в печи до 800^oС при следующих режимах: выдержка при 300^oС 1,5 ч, выдержка при 400^oС 1,5 ч,
выдержка при 500^oС 0,5 ч,
выдержка при 600^oС 0,5 ч,
выдержка при 800^oС 4,0 ч.