|
| Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные | Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения | Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела |   |
| Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки) | |||
Навигация: => | На главную/ Рынок технологий / Актуальные изобретения и модели / Назад / |
|
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2207394
СПЛАВ НА ОСНОВЕ СЕРЕБРА
Имя заявителя: Калининградский государственный технический университет
Имя изобретателя: Савченко А.Н.; Тилипалов В.Н.
Имя патентообладателя: Калининградский государственный технический университет
Адрес для переписки: 236000, г. Калининград, Советский пр., 1, Технический университет, зав. патентным отделом, пат. пов. Л.А. Односум, рег.№ 423
Дата начала действия патента: 2001.11.06
Изобретение относится к ювелирной промышленности, в частности к сплавам на основе серебра, и может найти применение в художественном литье, а и в электротехнике и приборостроении. Изобретение направлено на расширение технологических возможностей сплава и уменьшение брака. Разработана технология производства сплава на основе серебра, содержащего медь, никель и дополнительно олово, титан и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%: серебро 92,5-93,0; медь 5,8-6,8; никель 0,3-0,5; олово 0,5-0,9; титан 0,015-0,025; бор 0,025-0,035.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к сплавам на основе серебра и предназначено для применения в ювелирной промышленности, но может быть и использовано в электротехнике и приборостроении, а и для художественного литья.
Известен сплав серебра 925o, содержащий медь при следующем соотношении компонентов, мас. %: серебро - 92,2-92,8; медь - 7,2-7,8 (ГОСТ 6836-80), недостатком которого являются сравнительно невысокие прочностные и пластические характеристики, что отрицательно сказывается на качестве как литых, так и штампованных изделий и деталей и усложняет технологию их изготовления.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является сплав на основе серебра, содержащий медь и никель при следующем соотношении компонентов мас.%: серебро - 92,5-93,0; медь - 5,3-6,2; никель - 1,3-1,7 (патент РФ 2049136, 27.11.95 г.).
Существенным недостатком данного сплава являются низкие литейные свойства, в частности жидкотекучесть, что ограничивает область его применения получением, в основном, штампованных и прессованных изделий, а и отливок сравнительно простой формы, например колец. Получение более сложных отливок, например цельнопитых колец с кастами, не представляется возможным из-за плохой заполняемости литейной формы расплавом ввиду его низкой жидкотекучести, что отмечалось выше. Кроме того, получение отливок из этого сплава сопровождается высоким процентом брака: по непроливам и неслитинам до 12%, по дефектам газоусадочного характера - до 15%.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, - расширение технологических возможностей сплава, в частности, достижением технического результата, заключающегося в возможности получения из него сложнофасонных изделий, например цельнолитых колец с настами, а и уменьшения брака отливок.
Технический результат достигается тем, что предложенный сплав на основе серебра, содержащий медь и никель, дополнительно содержит олово, титан и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
- Серебро - 92,5-93,0
- Медь - 5,8-6,8
- Никель - 0,3-0,5
- Олово - 0,5-0,9
- Титан - 0,015-0,025
- Бор - 0,025-0,035
При этом введение в сплав дополнительно олова, титана и бора, а и верхние и нижние пределы содержания элементов в сплаве обусловлены следующими соображениями.
1. При содержании в сплаве никеля свыше 0,5% повышается температура плавки и заливки, а при содержании свыше 1% никель становится вредной примесью, т. к. он не растворяется в серебре, ухудшает обрабатываемость резанием (см. Э. Бреполь. Теория и практика ювелирного дела, 4-е изд., Ленинград, 1982, стр.27).
2. Олово даже в небольших количествах значительно снижает температуру плавления сплава, понижает его вязкость и увеличивает жидкотекучесть. Содержание же в сплаве олова свыше 1% делает сплав тусклым, мягким и пластичным; уменьшается твердость и прочность изделий (там же, стр.26-28).
3. Титан и бор являются модификаторами I и II рода, измельчают зерно и повышают физико-механические характеристики сплава, в частности прочность и пластичность, а бор, кроме того, является эффективным раскислителем.
Однако введение титана в количестве, превышающем 0,025%, а бора - свыше 0,035%, повышает температуру плавки разливки сплава, увеличивает ликвацию, уменьшает жидкотекучесть сплава и увеличивает хрупкость изделий (см. А.В. Курдюмов и др. Литейное производство цветных и редких металлов, М., 1982, стр.78). Содержание в сплаве вводимых элементов ниже нижнего предела снижает эффективность их воздействия.
Технология приготовления заявляемого сплава разработана с учетом того обстоятельства, что никель, титан и бор в серебре нерастворимы, поэтому сначала необходимо приготовить лигатуру "медь-олово-никель-титан-бор" и затем уже с помощью этой лигатуры готовить упомянутый выше сплав на основе серебра.
Лигатуру готовили следующим образом. Тигель индукционной вакуумной плавильной печи разогревали до температуры 1090-1100oС и загружали в него расчетное количество меди. После расплавления меди в тигель загружали требуемое по расчету количество олова и давали выдержку 2 мин. Затем расплав тщательно перемешивали и последовательно вводили в него тугоплавкие компоненты шихты - никель, титан и бор. Через 2 мин расплав тщательно перемешивали и доводили его температуру до 1030-1050oС. Через 3 мин расплав перемешивали и разливали в изложницы, в которых получали слитки (чушки) лигатуры.
Пример
Заявляемый сплав на основе серебра
готовили следующим образом. В тигле
индукционной вакуумной печи расплавляли
расчетное (92,7% от общей массы шихты)
количество серебра. После расплавления
серебра в тигель загружали 7,3% от общей
массы шихты лигатуру "медь-никель-олово-титан-бор".
После расплавления лигатуры расплав тщательно перемешивали и разливали в керамические формы, изготовленные по выплавлямым моделям, в которых получали цельнолитые изделия "кольцо с кастам".
Ранее эти изделия получали в два приема: сначала отливали заготовку кольца, затем заготовку каста, после чего их соединяли между собой с помощью пайки или сварки.
Такая технология, как отмечалось выше, была обусловлена низкой жидкотекучестью сплава, взятого за прототип, и высоким процентом брака отливок.
Проведенные опытные работы показали, что из заявляемого сплава легко можно получать литые изделия, в том числе цельнолитые изделия "кольцо с кастом", которые ранее получить из стандартного сплава 925o, а и из сплава, взятого за прототип, получить было практически невозможно по указанным выше причинам.
Использование предлагаемого сплава, наряду с принципиальной возможностью получения цельнолитых сложнофасонных отливок, позволило резко снизить процент брака отливок: по дефектам газоусадочного характера с 15 до 2-3%, а по дефектам "непроливы" и "неслитины" - с 12 до 1-2%.
Это стало возможным благодаря тому, что наличие в сплаве олова, как отмечалось выше, значительно улучшило заполняемость литейных форм расплавом, благодаря повышению его жидкотекучести, а использование для приготовления сплава лигатуры "медь-никель-олово-титан-бор" позволило снизить температуру заливки литейных форм с 1030 до 1000-1005oС, температуру опоки - с 680 до 630-620oС, что значительно уменьшило объемную усадку сплава, сократило время заливки форм металлом и создало условия для направленной кристаллизации сплава, что, в свою очередь, позволило резко сократить количество дефектов отливок по газоусадочной пористости.
Необходимо отметить, что положительные особенности сплава достигнуты без ущерба для его прочностных и пластических характеристик, что объясняется модифицирующим действием никеля, титана и бора.
Из приведенного примера конкретного осуществления видно, что процесс получения сплава не требует принципиально нового оборудования или выхода за пределы возможностей обычной технологии литья серебряных сплавов.
Процесс легко может быть многократно воспроизведен в производственных условиях.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сплав на основе серебра, содержащий медь и никель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит олово, титан и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
- Серебро - 92,5-93,0
- Медь - 5,8-6,8
- Никель - 0,3-0,5
- Олово - 0,5-0,9
- Титан - 0,015-0,025
- Бор - 0,025-0,035о
Версия для печати
Дата публикации 02.01.2007гг
Created/Updated: 25.05.2018