cvmetИзвестия вузов. Цветная металлургияIzvestiya. Non-Ferrous Metallurgy0021-34382412-8783НИТУ МИСИС10.17073/0021-3438-2016-4-42-46cvmet-362Research ArticleЛитейное производствоFoundryОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ КРЕМНИЯ ПРИ ЕГО ВВЕДЕНИИ В ОКИСЛЕННЫЙ МЕДНЫЙ РАСПЛАВFeatures of silicon behavior when introduced into oxidized copper meltГерасимовС. П.GerasimovS. P.

канд. техн. наук, профессор кафедры «Литейные технологии и художественная обработка материалов»,

119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4

Cand. Sci. (Eng.), Prof., Department of foundry technologies and art processing of materials, 

119049, Moscow, Leninsky pr-t, 4

gerasimzv@yandex.ruМухамедоваА. А.MukhamedovaA. A.

канд. техн. наук, инженер кафедры «Литейные технологии и художественная обработка материалов»

Cand. Sci., Engineer of the Department of foundry technologies and art processing of materials

vizavitina_aa@mail.ruТитовА. Ю.TitovA. Yu.

аспирант кафедры «Литейные технологии и художественная обработка материалов»

Post-Graduate Student of the Department of foundry technologies and art processing of materials

titov.andrey90@gmail.comПалачевВ. А.PalachevV. A.

канд. техн. наук, доцент кафедры «Литейные технологии и художественная обработка материалов»

Cand. Sci., Associate Professor of the Department of foundry technologies and art processing of materials

val.palachev@yandex.ruКоноваловА. Н.KonovalovA. N.

канд. техн. наук, доцент кафедры «Литейные технологии и художественная обработка материалов»

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of foundry technologies and art processing of materials

konovalov.ltm@mail.ruНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС»РоссияNational University of Science and Technology «MISIS»Russian Federation201621082016044246Copyright © Герасимов С.П., Мухамедова А.А., Титов А.Ю., Палачев В.А., Коновалов А.Н., 20162016Герасимов С.П., Мухамедова А.А., Титов А.Ю., Палачев В.А., Коновалов А.Н.Gerasimov S.P., Mukhamedova A.A., Titov A.Y., Palachev V.A., Konovalov A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cvmet.misis.ru/jour/article/view/362

Исследованы особенности поведения кремния (в чистом виде – марки Кр0, и в виде лигатуры Сu–50 % Si) при введении его в окисленный медный расплав. Определено минимальное значение в нем кислорода, при котором введение кремния приведет к раскислению не по всему объему с формированием оксидов кремния, а к поверхностному, по границе «кремний – окисленный расплав меди», с образованием жидкого Cu–Si-сплава, не смешивающегося с основным расплавом и принимающего форму «шарика» общей массой 5–10 % от всего расплава. Описан механизм появления этих «шариков». Установлено, что на скорость их образования влияет количество кислорода в медном расплаве. Полученные результаты имеют ценность с практической точки зрения и могут быть использованы в производстве медных сплавов.

The paper examines the features of silicon behavior (neat – Kr0 grade, alloy – Cu–50 % Si) when introduced into oxidized copper melt. The minimum value of oxygen content in copper was found. With this value silicon introduction leads not to deoxidation of the entire volume with silicon oxide formation, but only to surface deoxidation at the «silicon/oxidized molten copper» interface with the formation of liquid Cu–Si alloy immiscible with the main melt and shaped as a ball with a total weight of 5–10 % of the whole melt. The mechanism of such ball appearance was described. It was found that the ball formation rate is affected by the amount of oxygen in molten copper. The results obtained are valuable from a practical perspective and may be used in copper alloy production.

медный расплавкремнийраскислениесодержание кислородаmolten coppersilicondeoxidationoxygen contentReferencesКоновалов А.Н., Пикунов М.В., Герасимов С.П. О «кипении» расплава при переплавке меди // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2009. No. 3. С. 30—32.Konovalov A.N., Pikunov M.V., Gerasimov S.P. O «kipenii» rasplava pri pereplavke medi [About «boiling» the melt during the melting of copper]. Izv. vuzov. Tsvet. metallurgiya. 2009. No. 3. P. 30—32.Осинцев О.Е., Федоров В.Н. Медь и медные сплавы. Отечественные и зарубежные марки: Справочник. М.: Машиностроение, 2004.Osintsev O.E., Fedorov V.N. Med’ I mednye splavy otechestvennye i zarubezhnye marki: Spravochnik [Copper and copper alloys domestic and foreign grade: Handbook]. Moscow: Mashinostroenie, 2004.Davis J.R. Copper and Copper Alloys: ASM Specialty Handbook. ASM International, 2001.Davis J.R. Copper and Copper Alloys: ASM Specialty Handbook. ASM International, 2001.Chakrabarti A.K. Casting technology and cast alloys. PHI Learning Pvt. Ltd., 2005.Chakrabarti A.K. Casting technology and cast alloys. PHI Learning Pvt. Ltd., 2005.Aminazad A.M., Hadian A.M., Ghasimakbari F. Investigation on corrosion behaviour of copper brazed joints // Proc. Mater. Sci. of 5-th Int. Biennial Conf. on Ultrafine grained and nanostructured materials (UFGNSM-15). 2015. Vol. 11. P. 672—678.Aminazad A.M., Hadian A.M., Ghasimakbari F. Investigation on corrosion behaviour of copper brazed joints. In: Proc. Mater. Sci. of 5-th Int. Biennial Conf. on Ultrafine grained and nanostructured materials (UFGNSM-15). 2015. Vol. 11. P. 672—678.Цыганкова О.В., Егоров С.Г. К вопросу качества медных анодов огневого рафинирования // Металургiя: Збiрник наукових праць. 2014. No. 1. С. 104—108.Tsygankova O.V., Egorov S.G. K voprosu kachestva mednyh anodov ognevogo rafinirovaniya [To question the quality of anode copper fire refining]. Metallurgiya: Sbornik nauchnyh trudov. 2014. No. 1. P. 104—108.Коледа В.Н., Илюшенко В.М., Биктагиров Ф.К., Гнатушенко А.В., Лукьяненко Е.П. Рафинирование металла при плавке меди и ее сплавов из отходов // Современная электрометаллургия. 2011. No. 1. С. 33—37.Koleda V.N., Ilyushenko V.M., Biktagirov F.K., Gnatushenko A.V., Luk’yanenko E.P. Rafinirovanie metalla pri plavke medi i ee splavov iz othodov [Refining metal smelting of copper and its alloys from waste]. Sovremennaya elektrometallurgiya. 2011. No. 1. P. 33—37.Okumura K., Ban M., Sano M., Mori K. Rate of SiO2 inclusion removal from molten Cu to slag under gas injection stirring condition // ISIG Inter. 1995. Vol. 35. No. 7. Р. 832—837.Okumura K., Ban M., Sano M., Mori K. Rate of SiO2 inclusion removal from molten Cu to slag under gas injection stirring condition. ISIG Inter. 1995. Vol. 35. No. 7. Р. 832—837.Doostmohammadi H., Moridshahi H. Effects of Si on the microstructure, ordering transformation and properties of the Cu60Zn40 alloy // J. Alloys and Compounds. 2015. Vol. 640. Р. 401—407.Doostmohammadi H., Moridshahi H. Effects of Si on the microstructure, ordering transformation and properties of the Cu60Zn40 alloy. J. Alloys and Compounds. 2015. Vol. 640. Р. 401—407.Rzadkosz S., Kranz M., Nowicki P., Piekos M. Influence of refining operations on a structure and properties of copper and its selected alloys // Archiv. Metal. Mater. 2009. Vol. 54. No. 2. P. 299—304.Rzadkosz S., Kranz M., Nowicki P., Piekos M. Influence of refining operations on a structure and properties of copper and its selected alloys. Archiv. Metal. Mater. 2009. Vol. 54. No. 2. P. 299—304.Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1976.Saltykov S.A. Ctereometricheskaya metallografiya [Stereometric metallography]. Moscow: Metallurgiya, 1976.Топоров Н.А., Барзаковский В.П., Лапин В.В., Курцева Н.Н. Диаграммы состояния силикатных систем: Справочник. М.: Наука, 1965. Вып. 1.Toporov N.A., Barzakovckii V.P., Lapin V.V., Kurtseva N.N. Diagrammy sostoyaniya silicatnyh system [State diagrams of silicate systems]. Moscow: Nauka, 1965. Iss. 1.Бережной А.С., Карякин Л.И. Системы Cu2O—SiO2 и CuO—SiO2 // Цвет. металлы. 1955. No. 2. С. 26—33.Berejnoi A.S., Karyakin L.I. Sistemy Cu2O—SiO2 i CuO—SiO2. Tsvet. metally. 1955. No. 2. P. 26—33.Hidayat T., Henao H.M., Hayes P.C., Jak E. Phase equilibria studies of Cu—O—Si systems in equilibrium with air and metallic copper and Cu—Me—O—Si systems (Me = = Ca, Mg, Al, and Fe) in equilibrium with metallic copper // Metal. Mater. Trans. B. 2012. Vol. 43. P. 1290—1299.Hidayat T., Henao H.M., Hayes P.C., Jak E. Phase equilibria studies of Cu—O—Si systems in equilibrium with air and metallic copper and Cu—Me—O—Si systems (Me = = Ca, Mg, Al, and Fe) in equilibrium with metallic copper. Metal. Mater. Trans. B. 2012. Vol. 43. P. 1290—1299.Самойлова О.В., Гераскин В.И., Михайлов Г.Г., Трофимов Е.А. Разработка методики получения сплавленной керамики на основе Cu2O // Вест. ЮУрГУ. Сер. Химия. 2013. Т. 5. No. 2. С. 15—20.Samoilova O.V., Geraskin V.I., Mihailov G.G., Trofimov E.A. Razrabotka metodiki polucheniya splavlennoi keramiki na osnove Cu2O [Development of methods of obtaining fused ceramics based on Cu2O]. Vestnik YuUrGU. Ser. Khimiya. 2013. Vol. 5. No. 2. P. 15—20.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.