Цинковый сплав ЦАМ4-3 в чушках: состав и назначение
ЦАМ4-3 в чушках — литейный цинковый сплав системы Zn–Al–Cu–Mg, предназначенный для изготовления фасонных отливок методом литья под давлением, в кокиль и в песчано-глинистые формы. Материал поставляется в чушках массой 8–20 кг, что обеспечивает удобство дозирования при загрузке плавильных агрегатов. Сплав соответствует требованиям ГОСТ 19424-97 и ГОСТ 2515-93, регламентирующим химический состав и геометрию чугунных изложниц.
Химический состав ЦАМ4-3 нормируется по содержанию алюминия в диапазоне 3,9–4,3 %, меди — 2,7–3,3 %, магния — 0,03–0,06 %. Примеси (свинец, кадмий, олово, железо) ограничены суммарно до 0,1 %, что критично для стабильности механических свойств и коррозионной стойкости отливок. Легирование медью повышает твёрдость и износостойкость, алюминий обеспечивает жидкотекучесть и заполняемость тонкостенных форм, магний подавляет межкристаллитную коррозию.
Механические свойства и технологические параметры
Отливки из ЦАМ4-3 характеризуются пределом прочности при растяжении 245–295 МПа, относительным удлинением 1,5–3,5 % и твёрдостью 90–100 HB. Температура заливки при литье под давлением составляет 400–430 C, температура формы — 150–200 C. Усадка сплава при кристаллизации — 1,1–1,3 %, что учитывается при конструировании пресс-форм и модельной оснастки.
| Параметр | ЦАМ4-3 | ЦАМ4-1 | ЦАМ2-1 |
|---|---|---|---|
| Алюминий, % | 3,9–4,3 | 3,9–4,3 | 1,9–2,3 |
| Медь, % | 2,7–3,3 | 0,8–1,2 | 0,8–1,2 |
| Предел прочности, МПа | 245–295 | 225–275 | 200–245 |
| Твёрдость, HB | 90–100 | 80–90 | 75–85 |
Применение в промышленности
ЦАМ4-3 в чушках востребован в производстве ответственных деталей, работающих при знакопеременных нагрузках и в условиях трения. Основные области применения:
- автомобилестроение — корпуса карбюраторов, топливные насосы, детали тормозных систем;
- электротехника — корпуса электродвигателей, клеммные колодки, экранирующие кожухи;
- приборостроение — корпуса измерительных приборов, элементы оптических систем;
- бытовая техника — детали стиральных машин, кофемолок, приводные механизмы;
- фурнитура — замки, ручки, петли, декоративные элементы с гальваническим покрытием.
Сплав пригоден для последующей обработки резанием, полирования и нанесения гальванических покрытий (никелирование, хромирование, цинкование). Высокая размерная стабильность отливок позволяет получать детали с допусками 6–8 квалитета без дополнительной механической обработки.
Особенности плавки и литья
Плавку ЦАМ4-3 ведут в тигельных печах сопротивления или индукционных печах с графитовыми тиглями. Перегрев расплава выше 450 C не допускается — это вызывает интенсивное окисление цинка и увеличение угара. Для защиты зеркала расплава применяют покровные флюсы на основе хлоридов щелочных металлов. Модифицирование титаном или бором в количестве 0,01–0,05 % измельчает зерно и повышает пластичность отливок.
При литье под давлением на машинах с холодной или горячей камерой прессования рекомендуется скорость впрыска 2–4 м/с и давление подпрессовки 60–80 МПа. Это обеспечивает плотную структуру без усадочных раковин и газовой пористости. Для отливок, работающих при повышенных температурах (до 100 C), требуется стабилизирующий отжиг при 100–120 C в течение 3–6 часов.
Вопросы и ответы
Чем отличается ЦАМ4-3 от ЦАМ4-1?
Основное отличие — повышенное содержание меди (2,7–3,3 % против 0,8–1,2 %). Это даёт прирост твёрдости на 10–15 HB и лучшую износостойкость, но снижает пластичность и требует более точного соблюдения температурного режима литья.
Какие дефекты возникают при перегреве расплава ЦАМ4-3?
Перегрев выше 450 C вызывает образование оксидных включений, увеличение угара цинка до 3–5 % и рост содержания железа в расплаве за счёт растворения стальной оснастки. Это приводит к появлению твёрдых интерметаллидных фаз и снижению коррозионной стойкости отливок.
Можно ли использовать ЦАМ4-3 для литья в кокиль?
Да, сплав пригоден для кокильного литья. Рекомендуемая температура кокиля — 150–250 C, температура заливки — 420–450 C. Для улучшения заполняемости тонкостенных сечений кокиль покрывают огнеупорной краской на основе графита или мела.
Как хранить чушки ЦАМ4-3?
Чушки хранят в сухих закрытых помещениях на деревянных поддонах или стеллажах. Допускается хранение под навесом при условии защиты от атмосферных осадков. Перед загрузкой в печь чушки должны быть сухими — влага вызывает выбросы расплава.
