Лигатура алюминий в слитках АЦМК-2: состав, свойства и применение
АЦМК-2 — алюминиевая лигатура в слитках, предназначенная для введения в расплав алюминиевых сплавов комплекса легирующих и модифицирующих элементов. Марка расшифровывается как алюминий-цирконий-марганец-кремний с добавкой титана; цифра 2 указывает на условный номер композиции в ряду лигатур АЦМК. Продукт поставляется в виде чушек массой 5–12 кг, отлитых в изложницы, с неметаллическими включениями не более 0,1 % и влажностью поверхности, исключающей выброс паров при загрузке в ковш.
Химический состав и структура
Основа лигатуры — алюминий марок А7 или А6 по ГОСТ 11069. Легирующие компоненты распределены в матрице в виде интерметаллидных фаз AlZr, AlMn, AlTi и эвтектики Al–Si, что обеспечивает их ускоренное растворение при температуре расплава 720–780 C. Типичный химический состав приведён в таблице.
| Элемент | Массовая доля, % | Фаза в структуре | Температура растворения, C | Назначение |
|---|---|---|---|---|
| Цирконий (Zr) | 2,0–3,0 | AlZr | 780–850 | Измельчение зерна, повышение жаропрочности |
| Марганец (Mn) | 1,5–2,5 | AlMn | 720–760 | Связывание железа, снижение склонности к коррозии |
| Кремний (Si) | 1,0–2,0 | Al–Si эвтектика | 577–620 | Повышение жидкотекучести |
| Титан (Ti) | 0,5–1,0 | AlTi | 665–700 | Модифицирование зерна |
| Железо (Fe) | 0,3 | AlFe | — | Ограничивается как примесь |
Технологические свойства
Лигатура АЦМК-2 вводится в расплав в количестве 0,5–3,0 % от массы шихты в зависимости от требуемого содержания циркония и марганца в готовом сплаве. Усвоение циркония составляет 85–95 % при температуре 760–800 C и интенсивном перемешивании. Слитки не требуют предварительного дробления — загрузка производится в корзину или непосредственно в ковш.
- Плотность слитка — 2,9–3,1 г/см
- Температура начала плавления — 640–660 C
- Полное растворение интерметаллидов — при 780–820 C в течение 20–40 мин
- Скорость усвоения Zr — не менее 85 % при турбулентном перемешивании
- Гарантийный срок хранения — 12 мес в сухом отапливаемом складе
Области применения
Лигатура применяется в литейных цехах и на участках непрерывного литья для корректировки состава алюминиевых сплавов систем Al–Cu–Mn, Al–Mg–Mn и Al–Zn–Mg–Cu. Введение АЦМК-2 в расплав перед разливкой позволяет:
- измельчить макрозерно в отливках из сплавов АК6, АК8, ВАЛ10;
- повысить жаропрочность поршневых сплавов при рабочей температуре 250–300 C;
- снизить анизотропию механических свойств в прессованных профилях;
- стабилизировать структуру слитков при полунепрерывном литье в кристаллизатор;
- уменьшить горячеломкость при литье тонкостенных корпусных деталей.
Типовые потребители — заводы по производству алюминиевого профиля, литейные производства автокомпонентов, предприятия авиастроения и судостроения, цеха по выпуску радиаторов и теплообменников.
Условия хранения и подготовки
Слитки хранят в закрытых складах при относительной влажности не выше 75 % и температуре не ниже –30 C. Перед загрузкой в расплав поверхность слитков очищают от оксидной плёнки и влаги; при наличии следов коррозии или шлама партию бракуют. Нагрев лигатуры до 200–250 C перед вводом снижает риск выброса металла из ковша.
Вопросы и ответы
При какой температуре расплава вводится лигатура АЦМК-2?
Оптимальный интервал — 760–800 C. При более низкой температуре интерметаллиды AlZr не растворяются полностью, при более высокой возрастает угар алюминия и насыщение расплава водородом.
Каково усвоение циркония из лигатуры АЦМК-2?
При турбулентном перемешивании и температуре 780–800 C усвоение циркония достигает 85–95 %. Без перемешивания показатель снижается до 60–70 % из-за осаждения тяжёлых фаз на подину печи.
Можно ли вводить АЦМК-2 в ковш, а не в печь?
Да, при разливке в ковш лигатура загружается в корзину и погружается под зеркало металла. Требуется выдержка 10–15 мин и продувка аргоном для равномерного распределения легирующих элементов.
Как хранить слитки АЦМК-2?
В сухом отапливаемом помещении при влажности до 75 % и температуре не ниже –30 C. Перед плавкой слитки рекомендуется прогреть до 200–250 C для удаления влаги с поверхности.
