В сучасному світі мідні сплави і композити використовуються переважно в електротехніці, різноманітних системах охолодження завдяки високій електро- та теплопровідності. Серед переваг, порівняно з іншими сплавами, що мають аналогічні властивості варто виділити поширеність міді, а відповідно економічну доцільність використання саме сплавів на основі міді. Мідні сплави мають відносно високі міцнісні характеристики, проте вони значно поступаються сталі чи іншим сплавам на основі заліза. Підвищення механічних властивостей мідних сплавів при збереженні високої електро- та теплопровідності є дуже важливою задачею.

На даний момент в галузях, де потрібні сплави з високою електропровідністю та високими механічними властивостями (твердість, міцність, стійкість до зношування тертям, тощо) використовують мідні композити отримані методами порошкової металургії [1].

Розглядаючи легування, мікролегування металами з метою підвищення жаростійкості та механічних властивостей в цілому встановлено, що основними проблемами при цьому залишаються:

-        нерівномірний розподіл твердих часток по мідній матриці, що обумовлює різні властивості металу в об’ємі;

-        великий розмір часток легуючого елементу в мідній матриці, що негативно впливає на механічні властивості;

-        складність самого процесу виплавки, особливо якщо модифікуючий компонент є тугоплавкою сполукою або металом.

Оскільки підвищення механічних властивостей шляхом легування передбачає незначне зменшення параметрів електропровідності – легуючий елемент повинен підбиратись з урахуванням його впливу на даний параметр. Нажаль, в більшості випадків легування часто не забезпечує необхідного результату [2].

Дослідження покращення властивостей мідних сплавів за рахунок введення легуючих елементів, при яких спостерігався досить рівномірний розподіл часток та дисперсність показано в роботах [3, 4]. Суть робіт полягала в швидкій кристалізації розплавів монотектичних систем на основі міді. З метою більш рівномірного розподілу застосовувалось електромагнітне перемішування. Проте, існуючі технології плавки, зокрема – індукційна тигельна, не дозволяють сильно перегрівати розплав, використовувати в якості легуючого компоненту тугоплавкі та високореакційні метали, отримувати значну кількість утвореного сплаву за одну плавку.

Використання електронно-променевої ливарної технології є потенційно новим та перспективним підходом для розширення існуючих ідей одержання сплавів монотектичного типу на основі міді. Існуюча технологія, реалізована в напів-промисловій установці ЕПЛУ-4, забезпечує приготування відносно великих порцій розплаву (2-25 кг), працює у вакуумі, дозволяє проводити незалежний концентрований та контрольований нагрів та одночасно проводити електромагнітне перемішування розплаву [5].

Приготування розплаву для одержання литих мідних композитів обмежується лише температурою інтенсивного випаровування міді. Проведені авторами досліди з одержання композиту системи Cu-V показали, що оптимальною температурою приготування розплаву є 1400 – 1600 °С. Вища температура зумовлює надто інтенсивне випаровування міді та погіршення роботи електронно-променевої гармати.

Тугоплавкий компонент на початку плавки розміщується на поверхні мідної шихти так, щоб електронний промінь був спрямований на нього. Таким чином мідь, що розташована навколо нього нагрівається переважно від самого тугоплавкого компоненту, за рахунок чого забезпечується доволі рівномірне розплавлення завантажених часток металу та попереднє рівномірне сплавлення тугоплавкого компоненту. Електромагнітне перемішування одержаного розплаву інтенсифікує тепло- та масообміні процеси, що дозволяє одержати засвоєння ванадію на рівні 2 % мас.