Лигатура алюминий в слитках AlTi5B1: состав, свойства и применение
Лигатура алюминий в слитках AlTi5B1 — это тройной модификатор на основе алюминия с содержанием титана 5 % и бора 1 %, выпускаемый в виде слитков (чушки, вафельные слитки, Waffle-плиты) массой от 0,5 до 8 кг. Материал применяется для измельчения зерна алюминиевых сплавов при литье и обеспечивает формирование равноосной мелкозернистой структуры. В отличие от таблетированных модификаторов, слитковая форма AlTi5B1 предназначена для ввода в расплав в печах и миксерах, а не в литниковой системе.
Стандартный химический состав по ГОСТ Р 53799 и ISO 209: титан — 4,5–5,5 %, бор — 0,8–1,2 %, железо — не более 0,30 %, кремний — не более 0,20 %, ванадий — не более 0,05 %, прочие примеси — не более 0,15 % суммарно, алюминий — остальное. Интерметаллидная фаза TiB2 и TiAl3 распределена в алюминиевой матрице в виде дисперсных частиц размером 1–10 мкм.
Технические параметры слитков AlTi5B1
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Ti | 4,5–5,5 % | Атомно-эмиссионный анализ | Скорость зарождения центров кристаллизации | ГОСТ Р 53799 |
| Массовая доля B | 0,8–1,2 % | ICP-OES | Стабильность TiB2 в расплаве | Соотношение Ti:B 5:1 |
| Температура ввода | 720–760 C | Термопара в миксере | Растворение без ликвации | Выше 780 C — укрупнение TiB2 |
| Расход лигатуры | 1,5–3,0 кг/т | Расчёт по шихте | Размер зерна 80–150 мкм | Зависит от сплава |
| Усвоение Ti | 90–95 % | Отбор проб до/после | Экономия модификатора | При перемешивании |
| Размер слитка | 0,5–8 кг | Взвешивание | Загрузка в корзину печи | Waffle или чушка |
Области применения
- Литьё плоских слитков из сплавов 1050, 3003, 5052, 6061 на установках полунепрерывного литья (ВАЛ, DC-casting) для прокатки и прессования.
- Производство фасонных отливок из силуминов АК7ч, АК9ч, АК12 на машинах литья под давлением и в кокиль.
- Непрерывное литьё катанки из алюминиевых сплавов на линиях Properzi и Contirod.
- Литьё поршней и головок блоков цилиндров из сплавов АК12М2МгН, АК18 в автомобилестроении.
- Модифицирование расплава в миксерах ёмкостью 10–60 т перед разливкой в изложницы и кристаллизаторы.
- Производство алюминиевой фольги и тонкого листа из сплавов 8011, 3104 для упаковки и банок.
Технология ввода в расплав
Слитки AlTi5B1 загружают в корзину и погружают в расплав при температуре 720–760 C. Перемешивание механическими или газовыми мешалками в течение 10–20 минут обеспечивает равномерное распределение частиц TiB2. При литье в кристаллизатор расход лигатуры корректируют по результатам анализа проб на содержание титана. Для сплавов с высоким содержанием кремния (более 12 %) рекомендуется увеличенный расход — до 3,5 кг/т, так как кремний снижает эффективность модифицирования.
Слитки должны храниться в сухих закрытых помещениях при относительной влажности не более 70 %. Перед загрузкой в печь поверхность слитков очищают от оксидной плёнки и загрязнений. Гарантийный срок хранения — 12 месяцев с даты изготовления при соблюдении условий транспортировки и хранения.
Вопросы и ответы
Какое соотношение титана и бора в лигатуре AlTi5B1?
Соотношение Ti:B составляет примерно 5:1 — 5 % титана и 1 % бора. Такая пропорция обеспечивает максимальную эффективность модифицирования за счёт образования дисперсных частиц TiB2, которые служат центрами кристаллизации.
При какой температуре вводится лигатура AlTi5B1 в расплав?
Оптимальный интервал — 720–760 C. При более низкой температуре замедляется растворение, при превышении 780 C частицы TiB2 укрупняются и снижается модифицирующий эффект.
Какой расход лигатуры AlTi5B1 на тонну расплава?
Типовой расход — 1,5–3,0 кг на тонну алюминиевого расплава. Для силуминов с содержанием кремния выше 12 % расход увеличивают до 3,5 кг/т. Точная дозировка определяется по результатам химического анализа проб.
В какой форме выпускается лигатура AlTi5B1?
Лигатура поставляется в виде слитков — чушек или вафельных плит (Waffle) массой от 0,5 до 8 кг. Форма слитка обеспечивает удобство загрузки в корзину печи и дозирования по массе.
