Лигатура алюминий в слитках AlSr5 — модификатор эвтектического кремния
Лигатура AlSr5 — алюминиевая лигатура с содержанием стронция 4,5–5,5 %, поставляемая в слитках для введения стронция в алюминиевые расплавы. Материал применяется в качестве модификатора эвтектического кремния в силуминах (АК7ч, АК9ч, АК12 и др.), обеспечивая измельчение игольчатой эвтектики до тонкодисперсной структуры. В отличие от натриевых модификаторов, стронций не выгорает при перегреве расплава и не требует повторной обработки при выдержке до 2–3 часов.
Слитки AlSr5 изготавливаются методом прямого сплавления алюминия марки А7 и металлического стронция в вакуумных или защитных печах. Равномерное распределение стронция по объёму слитка достигается за счёт электромагнитного перемешивания расплава. Форма слитков — плоские или желобчатые чушки массой 4–7 кг, что удобно для дозирования при загрузке в плавильные агрегаты. Температура плавления лигатуры — 640–660 C, что близко к температуре плавления алюминия и обеспечивает быстрое растворение без локальных переохлаждений.
Технические характеристики AlSr5
Химический состав лигатуры регламентируется ТУ 48-21-1-91 и контролируется спектральным анализом на каждой плавке. Содержание примесей ограничено: железо — не более 0,3 %, кремний — не более 0,2 %, цинк — не более 0,05 %. Усвоение стронция при введении в расплав составляет 85–95 % при температуре обработки 720–760 C. Рекомендуемый расход лигатуры — 0,1–0,3 % от массы металла, что соответствует введению 0,005–0,015 % стронция.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Норматив | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Содержание Sr, % | 4,5–5,5 | Атомно-эмиссионный анализ | ТУ 48-21-1-91 | Основной легирующий элемент |
| Содержание Fe, % | 0,3 | Спектральный анализ | ТУ 48-21-1-91 | Ограничение примесей |
| Температура плавления, C | 640–660 | Дифференциальная сканирующая калориметрия | — | Близка к температуре плавления Al |
| Масса слитка, кг | 4–7 | Взвешивание | — | Удобство дозирования |
| Усвоение Sr, % | 85–95 | Химический анализ | — | При 720–760 C |
Применение в литейном производстве
Основная область применения AlSr5 — модифицирование алюминиевых сплавов при литье под давлением, в кокиль и в песчано-глинистые формы. Лигатура эффективна для сплавов системы Al–Si–Mg и Al–Si–Cu, используемых в автомобилестроении при изготовлении блоков цилиндров, головок блока, картеров КПП и элементов подвески. В авиастроении AlSr5 применяется для фасонного литья корпусных деталей и кронштейнов, где требуется сочетание герметичности и усталостной прочности.
Введение стронция через лигатуру AlSr5 обеспечивает:
- измельчение эвтектического кремния с игольчатой морфологии до глобулярной или стержневой;
- повышение пластичности на 20–40 % при сохранении прочностных характеристик;
- улучшение жидкотекучести и заполняемости тонкостенных форм;
- снижение пористости в термических узлах отливок;
- устойчивый эффект модифицирования при повторных переплавах шихты.
Особенности введения и хранения
Лигатуру AlSr5 вводят в расплав порциями на зеркало металла с последующим перемешиванием кварцевым или графитовым инструментом. Оптимальная температура введения — 730–750 C. При более низких температурах увеличивается время растворения, при более высоких — возрастает угар стронция. Слитки перед загрузкой должны быть сухими, без следов влаги и масла, во избежание газонасыщения расплава водородом.
Хранение слитков AlSr5 осуществляется в сухих отапливаемых складах при относительной влажности не более 75 %. Стронций активен по отношению к влаге, поэтому при длительном хранении на поверхности слитков возможно образование оксидной плёнки, которая снижает усвоение элемента. Рекомендуемый срок хранения — не более 12 месяцев с даты изготовления. При поставке в деревянных ящиках или на поддонах слитки защищаются от механических повреждений и атмосферных осадков.
Вопросы и ответы
Каково оптимальное содержание стронция в отливке?
Для эффективного модифицирования достаточно 0,005–0,015 % Sr. Превышение 0,02 % не улучшает структуру, но может способствовать образованию интерметаллидных фаз при наличии примесей.
Можно ли использовать AlSr5 для сплавов с высоким содержанием магния?
Да, лигатура совместима со сплавами типа АМг5 и АМг6. Однако при содержании магния свыше 3 % рекомендуется корректировка режима модифицирования из-за влияния магния на эвтектическую реакцию.
Как отличить качественную лигатуру AlSr5 от бракованной?
Основной признак — равномерность распределения стронция. При визуальном осмотре излома слитка не должно быть видимых включений или расслоений. Химический анализ должен подтверждать содержание Sr в пределах 4,5–5,5 %.
Требуется ли дегазация после введения AlSr5?
Рекомендуется проводить дегазацию аргоном или азотом после растворения лигатуры, так как стронций не оказывает рафинирующего действия и не удаляет водород из расплава.
