Лигатура алюминий в слитках AlSr10: состав, свойства и применение
Лигатура алюминий в слитках AlSr10 — это алюминиевый сплав с массовой долей стронция 9–11 %, выпускаемый в виде чушек и слитков для модифицирования эвтектики и первичного кремния в алюминиево-кремниевых сплавах. Стронций в такой лигатуре находится в связанном состоянии в виде интерметаллидных фаз AlSr, что обеспечивает его контролируемое усвоение расплавом. Температура плавления лигатуры находится в диапазоне 580–660 C, что близко к температуре плавления силуминов, поэтому ввод добавки не требует перегрева расплава выше технологических режимов литья.
Основное назначение AlSr10 — модифицирующая обработка силуминов перед заливкой в формы. Введение стронция изменяет морфологию кремниевой эвтектики: игольчатые и пластинчатые включения трансформируются в мелкодисперсную волокнистую структуру. Это повышает относительное удлинение сплавов типа АК12 (АЛ2), АК9ч (АЛ4), АК7ч (АЛ9) в 1,5–2,5 раза и улучшает обрабатываемость резанием. Стронций не образует токсичных соединений и не требует специальной вентиляции участка, в отличие от модифицирования натрием.
Технические характеристики лигатуры AlSr10
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Sr | 9–11 % | Атомно-эмиссионный анализ | Определяет расход лигатуры | ГОСТ 53777 |
| Массовая доля Al | основа | Расчёт по разности | Формирует матрицу | — |
| Примеси Fe, Si | 0,3 % суммарно | Спектральный анализ | Снижают чистоту модифицирования | Контроль по партии |
| Температура ввода | 720–760 C | Термопара в ковше | Обеспечивает растворение | Перед заливкой |
| Усвоение Sr | 85–95 % | Сравнение проб | Зависит от перемешивания | При 0,02–0,06 % Sr в сплаве |
| Масса чушки | 5–10 кг | Взвешивание | Удобство дозирования | По запросу |
Области применения
- Литьё поршней ДВС из сплавов АК12, АК12ч под давлением и в кокиль.
- Производство головок и блоков цилиндров на линиях литья с кристаллизацией под давлением.
- Изготовление корпусных деталей насосов и компрессоров из силуминов АК9ч, АК7ч.
- Литьё колёсных дисков и элементов подвески в автомобилестроении.
- Получение отливок арматуры и деталей трубопроводной арматуры с повышенной герметичностью.
- Модифицирование расплава в индукционных тигельных печах и газовых плавильных агрегатах.
Технология ввода в расплав
Лигатуру AlSr10 вводят в ковш или печь при температуре расплава 720–760 C. Чушки предварительно подогревают до 200–300 C для удаления влаги и предотвращения выброса металла. После ввода выполняют механическое или газодинамическое перемешивание в течение 3–5 минут. Контроль содержания стронция проводят отбором проб до и после обработки; целевая концентрация в силумине — 0,02–0,06 % Sr. Передержка расплава при температуре выше 780 C приводит к выгоранию стронция и снижению модифицирующего эффекта.
Вопросы и ответы
Какое содержание стронция обеспечивает полное модифицирование эвтектики?
Устойчивый модифицирующий эффект в силуминах достигается при 0,02–0,06 % Sr в расплаве. Превышение 0,08 % не улучшает структуру и повышает риск газовой пористости.
Совместима ли лигатура AlSr10 с модифицированием натрием?
Нет. Совместное введение стронция и натрия приводит к взаимной нейтрализации модификаторов. Перед переходом на AlSr10 остатки натриевого модификатора должны быть удалены из расплава.
Как хранить чушки AlSr10?
В сухом закрытом помещении при относительной влажности не выше 70 %. Перед вводом в расплав обязателен подогрев до 200–300 C для удаления конденсата и влаги с поверхности.
Влияет ли стронций на механические свойства отливок?
Модифицирование AlSr10 повышает относительное удлинение силуминов в 1,5–2,5 раза при сохранении предела прочности. Пластичность растёт за счёт измельчения кремниевой эвтектики.
