Сплав на основе меди

(51) 22 9/06 (2006.01) 22 9/10 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Бериллий 2,2-2,5 Кобальт 0,2-0,5 Титан 0,1-0,25 Кремний 0,03-0,04 Алюминий 0,02-0,04 Железо 0,02-0,04 Магний 0,1-0,25. Свинец 0,005-0,007 Медь остальное. Причем, сумма титана и бериллия меньше или равна 2,75, а соотношение магния к кобальту меньше 0,5. Сущность изобретения заключается в том, что легирование предлагаемого сплава по сравнению с прототипом большим количеством бериллия и дополнительно кобальтом при оптимальном соотношении титана, кремния, алюминия, железа,свинца и магния обеспечивает более высокий уровень предела упругости и временного сопротивления разрыву за счт образования второй фазы на поверхности зерен, что уменьшает концентрацию напряжений и вероятность образования трещин, возникающих вдоль границ поликристаллов. Слитки полученные из предлагаемого состава имеют плотную структуру, в них отсутствуют внутренние дефекты, что обеспечивает высокое качество заготовок после обработки слитков давлением.(72) Богачев Вадим Алексеевич Вечкутов Анатолий Николаевич Горяева Любовь Григорьевна Зорин Борис Львович Кениг Вадим Карлович Кожахметов Серик Касымович Курмаева Ольга Николаевна Маныч Антон Владимирович Масленников Олег Иванович Савчук Валерий Васильевич Тюменцева Светлана Ивановна(73) Акционерное общество Ульбинский металлургический завод, Акционерное общество Национальный инновационный фонд(56) Пастухова ЖП., Рахштадт А.Г. Пружинные сплавы цветных металлов.-М. Металлургия. 1984,с.15, 43(54) СПЛАВ НА ОСНОВЕ МЕДИ(57) Изобретение относится к области металлургии бериллия и может быть использовано в технологии получения бериллийсодержащих сплавов для упругих элементов. Техническая задача данного изобретения разработка сплава на основе меди с улучшенными характеристиками предела упругости и временного сопротивления разрыву при сохранении высоких значений коррозионной стойкости. Для достижения поставленной задачи предлагается сплав на основе меди следующего химического состава, мас. 21867 Изобретение относится к области металлургии бериллия и может быть использовано в технологии получения бериллийсодержащих сплавов для упругих элементов. Известен сплав на основе меди, предназначенный для применения в качестве материала для пружин(а.с.511365, 20.01.76), содержащий, мас. Бериллий 1,9-2,2 Никель 0,2-0,5 Фосфор 0,01-1,0 Медь остальное Известный сплав имеет недостаточно высокий предел упругости -780-850 МПа. Известен сплав на основе меди (Ж.П. Пастухова,А.Г. Рахштадт, Пружинные сплавы цветных металлов, М., Металлургия,1984, с.15,43), содержащий,мас. Бериллий 1,8-2,1 Никель 0,2-0,5 Кремний 0,15 Алюминий 0,15 Свинец 0,005 Железо 0,15 Медь остальное Такой сплав после закалки и старения обладает хорошими значениями относительного удлинения,но недостаточно высокими пределом упругости 600 МПа и временным сопротивлением разрыву 1150-1250 МПа. К тому же сплав недостаточно коррозионностоек в кислых средах. Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является сплав на основе меди (Ж.П. Пастухова, А.Г. Рахштадт, Пружинные сплавы цветных металлов, М., Металлургия, 1984, с. 15,43) следующего состава, мас. Бериллий 1,85-2,1 Никель 0,2-0,4 Титан 0,1-0,25 Кремний 0,15 Алюминий 0,15 Свинец 0,005 Железо 0,15 Магний 0,07-0,13 Медь остальное Такой сплав после закалки и старения имеет высокую коррозионную стойкость в кислых средах,но обладает недостаточно высокими значениями предела упругости - 730 МПа и временного сопротивления разрыву - 1150-1250 МПа. Техническая задача данного изобретения разработка сплава на основе меди с улучшенными характеристиками предела упругости и временного сопротивления разрыву при сохранении высоких значений коррозионной стойкости. Для достижения поставленной задачи предлагается сплав на основе меди следующего химического состава, мас. Бериллий 2,2-2,5 Кобальт 0,2-0,5 Титан 0,1-0,25 Кремний 0,03-0,04 Алюминий 0,02-0,04 2 Железо 0,02-0,04 Магний 0,1-0,25. Свинец 0,005-0,007 Медь остальное Причем, сумма титана и бериллия меньше или равна 2,75, а соотношение магния к кобальту меньше 0,5. Сущность изобретения заключается в том, что легирование предлагаемого сплава по сравнению с прототипом большим количеством бериллия и дополнительно кобальтом при оптимальном соотношении титана, кремния алюминия, железа,свинца и магния обеспечивает более высокий уровень предела упругости и временного сопротивления разрыву за счт образования второй фазы на поверхности зерен, что уменьшает концентрацию напряжений и вероятность образования трещин,возникающих вдоль границ поликристаллов. Слитки полученные из предлагаемого состава имеют плотную структуру, в них отсутствуют внутренние дефекты, что обеспечивает высокое качество заготовок после обработки слитков давлением. Пример. При плавке использовали кобальт марки КО по ГОСТ 123-98, магний марки Мг 95 по ГОСТ 804-93,титан марки ВТ 1-00 по ТУ 1814-545-07510017-2004,катоды медные по ГОСТ 546-2001, микролегирующие добавки. Бериллий вводили в виде 4 мас. или 10 мас. медно-бериллиевых лигатур (МБЛ),которые легко расплавлялись и более полно усваивались при температурах порядка 1000 С. Плавку и получение слитка выполняли на индукционной печи УППФ-2 в графитовом тигле объмом 4 литра. Печь включалась на нагрев и вакуумировалась до остаточного давления 20 кПа, шихта расплавлялась,расплав выдерживался при температуре 1100-1150 С(по пирометру) в течение 7-10 минут. Далее печь вскрывалась, расплав перемешивался графитовым стержнем, удалялся шлак, загружалась МБЛ. После частичного расплавления МБЛ,поочердно загружались титан и микролегирующие добавки при температуре расплава от 1020 С до 1040 С (по пирометру), каждая из легирующих добавок притапливалась в расплав слитками МБЛ. Введение магния в расплав проводилось последним из шихтовых материалов, с использованием графитового колокольчика. Колокольчик выдерживался до предполагаемого растворения магния (от 4 до 7 минут при температуре от 1020 С до 1040 С). Расплав перемешивался, удалялся шлак. Слив расплава проводился в чугунную изложницу, размещнную на медной водоохлаждаемой плите, с использованием подогреваемой прибыли(утеплителя) через сливную чашу с диаметром отверстия 12 мм. Прибыль и чаша предварительно сушилась в сушильном шкафу при температуре 400 С. Полученные слитки после отбора стружки для химического анализа (табл.1) проходили обработку давлением и холодное волочение до получения проволоки по известной технологии. Проволока проходила закалку в воду после 21867 выдержки при температуре 800 С в течение 1 часа и старение при температуре 325 С в течение 3 часов. Предел упругости и временное сопротивление разрыву определяли на стандартных образцах. Результаты измерений приведены в таблице 2. Из таблицы 2 видно, что сплав предлагаемого состава превосходит прототип по характеристикам предела упругости и временного сопротивления разрыву. Наибольшие значения этих характеристик получены на составе 3. Свойства образцов из сплавов Предел упругости, МПа 410510 905 965 940 945 910 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Сплав на основе меди, содержащий бериллий,титан, кремний, алюминий, железо, магний, свинец,отличающийся тем, что он дополнительно содержит кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.Бериллий 2,2-2,5 Кобальт 0,2-0,5 Титан 0,1-0,25 Кремний 0,03-0,04 Алюминий 0,02-0,04 Железо 0,02-0,04 Магний 0,1-0,25 Свинец 0,005-0,007 Медь остальное. 2. Сплав на основе меди, отличающийся тем, что сумма титана и бериллия меньше или равна 2,75 . 3. Сплав па основе меди, отличающийся тем,что соотношение магния к кобальту меньше 0,5.