Лигатура алюминий в слитках AlBe5 в Минске

Лигатура алюминий в слитках AlBe5: состав, свойства и применение

Лигатура алюминий–бериллий марки AlBe5 представляет собой слитковый модификатор, содержащий 4,5–5,5 % бериллия, остальное — алюминий. Выплавляется по ТУ 48-5-208-84 и применяется для введения бериллия в алюминиевые расплавы взамен чистого металла, температура плавления которого — 1287 C — существенно превышает рабочие температуры алюминиевых печей. Слитки отливают в изложницы; масса одной чушки обычно составляет 0,5–6 кг, что упрощает дозирование при шихтовке.

Технические характеристики

Лигатура AlBe5 — эвтектического типа: диаграмма состояния Al–Be фиксирует эвтектику при 644 C и 2,5 % Be, поэтому введение добавки в расплав сопровождается быстрым растворением без локальных перегревов. Плотность слитка — 2,4–2,6 г/см, температура начала плавления — 645–660 C. Бериллий в алюминиевой матрице связан в интерметаллидную фазу BeAl, что снижает пирофорность и потери при вводе по сравнению с порошковым бериллием.

Функция бериллия в алюминиевом расплаве

Основное назначение AlBe5 — защита расплава от окисления. Бериллий, обладая высоким сродством к кислороду, формирует на зеркале ванны плотную оксидную плёнку BeO, которая блокирует рост рыхлой шпинели MgAlO в сплавах системы Al–Mg. Это снижает угар магния, уменьшает образование шлаковых включений и повышает выход годного при литье слитков и фасонных отливок.

Вторичный эффект — модифицирование структуры: микродобавки бериллия измельчают зерно в отливках из сплавов АК12, АК7ч, АМг5, АМг6 и тормозят рост игольчатых железосодержащих фаз (AlFeSi, AlFe), что улучшает пластичность и обрабатываемость резанием.

Области применения

• Литьё слитков из сплавов АМг2, АМг5, АМг6 на установках полунепрерывного литья — подача AlBe5 в желоб перед кристаллизатором.
• Фасонное литьё в кокиль и под давлением деталей из АК12, АК9ч для автомобилестроения и приборостроения.
• Производство деформируемых полуфабрикатов (плиты, профили, трубы) из магнийсодержащих алюминиевых сплавов.
• Порошковая металлургия — легирование алюминиевых порошков для спечённых изделий аэрокосмического назначения.
• Рафинирование вторичного алюминия в индукционных и отражательных печах при переплаве лома.

Технология ввода

Лигатуру загружают в расплав при температуре 700–750 C с помощью погружной корзины или колокольчика, обеспечивая полное растворение под зеркалом ванны. Расчётная норма ввода — 0,5–2,0 кг на тонну расплава в зависимости от требуемой остаточной концентрации бериллия (обычно 0,001–0,005 %). Перед вводом слитки подогревают до 150–200 C для удаления влаги и предотвращения выбросов. Перемешивание проводят графитовой или титановой мешалкой; время гомогенизации — 10–15 минут.

Требования безопасности

Бериллий и его соединения токсичны: ПДК в воздухе рабочей зоны — 0,001 мг/м (1-й класс опасности). Плавку и ввод лигатуры выполняют в помещениях с приточно-вытяжной вентиляцией и местными отсосами, персонал применяет респираторы и защитные костюмы. Отходы и шламы, содержащие бериллий, собирают отдельно и утилизируют по установленному регламенту.

Вопросы и ответы