Лигатура цинк в чушках ZnMg45: состав, свойства и применение
Лигатура цинк в чушках ZnMg45 — это промежуточный сплав на основе цинка с массовой долей магния 45 %, предназначенный для введения магния в цинковые расплавы при литье и горячем цинковании. В отличие от чистого магния, который при температуре расплава цинка 440–480 C обладает высокой упругостью паров и интенсивно окисляется, лигатура ZnMg45 обеспечивает контролируемое усвоение магния с минимальным угаром. Магний в связанном состоянии вводится непосредственно в расплав, где растворяется в течение 5–15 минут при рабочей температуре ванны.
Сплав относится к системе Zn–Mg; при содержании магния около 45 % структура представлена интерметаллидной фазой MgZn в цинковой матрице. Температура плавления лигатуры — 590–620 C, что выше температуры плавления чистого цинка (419,5 C), поэтому чушки вводят в расплав с помощью перфорированного колокола или корзины, обеспечивая погружение под зеркало металла. Плотность — 4,2–4,6 г/см, что близко к плотности цинкового расплава и предотвращает всплытие кусков лигатуры.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Mg | 44–46 % | титрование, ААС | точность легирования | основной нормируемый показатель |
| Массовая доля Zn | остальное | расчёт | основа сплава | примеси по ГОСТ 3640 |
| Fe, не более | 0,05 % | спектральный анализ | исключение грубых интерметаллидов | регламентируется для ответственного литья |
| Pb, не более | 0,005 % | ААС | снижение хрупкости | критично для ZnAl-сплавов |
| Температура плавления | 590–620 C | ДТА | режим ввода в расплав | выше температуры ванны |
| Масса чушки | 2–8 кг | взвешивание | дозирование шихты | по согласованию с потребителем |
Области применения
- Горячее цинкование металлоконструкций: введение магния в ванну для повышения коррозионной стойкости покрытия и улучшения адгезии к стали.
- Литьё под давлением сплавов ZnAl4Cu1 (ZAMAK) для снижения межкристаллитной коррозии в деталях арматуры и крепежа.
- Производство цинковых анодов и протекторов для защиты трубопроводов и корпусов судов от электрохимической коррозии.
- Получение цинк-магниевых покрытий на линиях непрерывного горячего цинкования (CGL) в металлургии.
- Легирование цинковых расплавов в литейных цехах точного литья для стабилизации механических свойств отливок.
- Изготовление порошковых цинк-магниевых композиций для антикоррозионных грунтовок в строительстве.
Условия ввода в расплав
Лигатуру ZnMg45 загружают в расплав при температуре 450–480 C. Чушки предварительно подогревают до 150–200 C для удаления влаги и предотвращения выбросов. Время растворения зависит от массы куска и интенсивности перемешивания: при использовании механических мешалок или электромагнитного перемешивания — 5–10 минут, при естественной конвекции — до 20 минут. Угар магния при вводе через лигатуру не превышает 5–8 % против 30–50 % при вводе чистого магния.
Вопросы и ответы
Какое содержание магния обеспечивает лигатура ZnMg45?
Массовая доля магния составляет 44–46 %. Такой диапазон обеспечивает предсказуемое усвоение магния в расплаве и позволяет точно рассчитывать навеску лигатуры для достижения заданной концентрации в ванне.
Почему лигатуру вводят под зеркало расплава?
Погружение под зеркало металла предотвращает контакт магния с атмосферой и снижает угар. Плотность лигатуры 4,2–4,6 г/см близка к плотности цинкового расплава, поэтому куски не всплывают и растворяются равномерно.
Какие примеси нормируются в ZnMg45?
Ограничиваются железо (не более 0,05 %), свинец (не более 0,005 %), кадмий и медь. Железо контролируют для исключения грубых интерметаллидов, свинец — для снижения хрупкости цинковых отливок.
Применяется ли ZnMg45 в непрерывном цинковании?
Да, лигатура используется на агрегатах непрерывного горячего цинкования для получения покрытий ZnMg с повышенной коррозионной стойкостью. Ввод осуществляется в ванну через специальные дозаторы или погружные устройства.
