Лигатура алюминий в слитках AlFe20: состав, свойства и применение
Лигатура алюминий-железо AlFe20 — это сплав-добавка, содержащий 18–22 % железа, остальное — алюминий. Выпускается в виде слитков массой от 0,5 до 8 кг, получаемых литьём в изложницы или на разливочных конвейерах. Основное назначение — введение железа в алюминиевые расплавы для повышения жаропрочности, улучшения литейных свойств и модифицирования структуры. Температура плавления лигатуры находится в диапазоне 850–950 C, что требует ввода в расплав при температуре не ниже 750 C.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на расплав | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Содержание Fe | 18–22 % | ГОСТ 17746 | Повышение жаропрочности | Основной легирующий элемент |
| Содержание Al | остальное | расчётный | Основа сплава | Не менее 78 % |
| Температура плавления | 850–950 C | ДТА | Требует перегрева | Выше температуры расплава |
| Плотность | 3,2–3,6 г/см | ГОСТ 8.024 | Осаждение в ванне | Требует перемешивания |
| Масса слитка | 0,5–8 кг | весовой | Удобство загрузки | По согласованию |
Области применения
- Производство поршней ДВС из алюминиевых сплавов АК12, АК18 — введение железа для стабилизации структуры при рабочих температурах 250–350 C.
- Литьё блоков цилиндров и головок блоков на линиях кокильного и поршневого литья — повышение твёрдости и износостойкости.
- Выплавка жаропрочных алюминиевых сплавов для авиационных деталей, работающих при 200–300 C.
- Модифицирование расплава в индукционных тигельных печах и печах сопротивления при производстве фасонных отливок.
- Изготовление сварочной проволоки из алюминиевых сплавов, легированных железом, для дуговой сварки в среде аргона.
- Производство деформируемых полуфабрикатов (профиль, пруток) с регламентированным содержанием железа для повышения прочности при повышенных температурах.
Технология ввода в расплав
Лигатуру AlFe20 загружают в расплавленный алюминий при температуре 750–800 C. Растворение слитков происходит в течение 15–40 минут в зависимости от массы садки и интенсивности перемешивания. Для ускорения растворения применяют механическое или электромагнитное перемешивание. Усвоение железа составляет 85–95 %. Ввод лигатуры в ковш перед разливкой обеспечивает равномерное распределение железа по объёму отливки. Контроль содержания железа проводят спектральным анализом проб, отобранных из печи и из ковша.
Условия хранения и транспортировки
Слитки AlFe20 хранят в закрытых сухих помещениях при относительной влажности не выше 75 %. Упаковка — деревянные ящики, стальные барабаны или контейнеры с массой нетто до 1000 кг. Транспортировка допускается всеми видами транспорта в крытых вагонах и контейнерах. При хранении на открытых площадках под навесом допускается образование поверхностной оксидной плёнки, не влияющей на качество лигатуры после переплава.
Вопросы и ответы
Какое содержание железа в лигатуре AlFe20?
Массовая доля железа составляет 18–22 %. Остальное — алюминий и допустимые примеси (кремний, медь, марганец) в пределах, регламентированных техническими условиями производителя.
При какой температуре вводится лигатура AlFe20 в алюминиевый расплав?
Оптимальный диапазон — 750–800 C. Более низкая температура замедляет растворение, более высокая — увеличивает угар алюминия и насыщение расплава водородом.
Какое усвоение железа при использовании слитков AlFe20?
Усвоение составляет 85–95 % при условии перемешивания расплава и соблюдения температурного режима. Потери связаны с осаждением нерастворившихся частиц и окислением.
Для каких сплавов применяется лигатура AlFe20?
Лигатура используется для легирования поршневых силуминов (АК12, АК18), жаропрочных алюминиевых сплавов, а также для корректировки содержания железа в деформируемых сплавах при производстве профиля и прутка.
