Лигатура цинк в чушках ZnTi2.5: состав, свойства и применение
Лигатура цинк–титан марки ZnTi2.5 — это сплав на основе цинка с регламентированным содержанием титана, выпускаемый в виде чушек для введения в цинковые расплавы. Основное назначение — модифицирование структуры цинка и цинковых сплавов, измельчение зерна и повышение эксплуатационных характеристик литых и деформированных изделий. Титан в составе лигатуры образует интерметаллидные фазы TiZn3 и TiZn15, которые служат центрами кристаллизации и тормозят рост зерна при затвердевании.
Чушки ZnTi2.5 получают методом литья в изложницы или на машинах непрерывного литья. Температура плавления лигатуры находится в диапазоне 420–440 C, что обеспечивает её полное растворение в цинковом расплаве при рабочей температуре ванн 450–480 C. Плотность сплава — около 7,1 г/см, что близко к плотности чистого цинка и исключает расслоение расплава.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на расплав | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Ti | 2,0–3,0 % | спектральный анализ | измельчение зерна | основной легирующий элемент |
| Массовая доля Zn | основа | расчёт по разности | матрица сплава | Zn не ниже 97 % |
| Примеси (Fe, Pb, Cd) | 0,05 % суммарно | атомно-абсорбционный | рост зерна | ограничиваются отдельно |
| Температура плавления | 420–440 C | термический анализ | растворение в ванне | выше температуры цинка |
| Масса чушки | 4–10 кг | взвешивание | удобство загрузки | по согласованию |
| Плотность | 7,0–7,2 г/см | гидростатический | равномерность | близка к Zn |
Области применения
- Модифицирование цинковых расплавов при горячем цинковании листовой стали на агрегатах непрерывного цинкования (АНГЦ) для получения мелкозернистого покрытия.
- Производство цинковых сплавов для литья под давлением (ЦАМ, ZAMAK) с целью повышения прочности и снижения анизотропии механических свойств.
- Изготовление деформированных полуфабрикатов из цинка — листов, лент, прутков, получаемых прокаткой и прессованием.
- Литьё деталей арматуры, крепежа и электротехнических изделий, работающих при температурах до 100 C.
- Раскисление и модифицирование цинковых ванн в линиях нанесения антикоррозионных покрытий на трубную продукцию.
Введение в расплав и технологические режимы
Лигатуру ZnTi2.5 загружают в цинковую ванну при температуре 460–490 C. Растворение чушки занимает 15–30 минут в зависимости от массы и интенсивности перемешивания. Рекомендуемая остаточная концентрация титана в расплаве — 0,02–0,08 %; превышение ведёт к выделению грубых интерметаллидов и охрупчиванию покрытия. Контроль содержания Ti выполняют отбором проб и спектральным анализом не реже одного раза в смену.
При горячем цинковании введение титана через лигатуру снижает толщину и разброс толщины покрытия, уменьшает образование наплывов и улучшает адгезию к стальной подложке. В литейных цинковых сплавах модифицирование титаном повышает предел прочности на 10–20 % и увеличивает ударную вязкость.
Условия хранения и транспортировки
Чушки ZnTi2.5 хранят в сухих закрытых помещениях при относительной влажности не выше 75 %. При контакте с влагой на поверхности возможно образование белого налёта гидроксида цинка, не влияющего на химический состав после переплава. Транспортировка — всеми видами транспорта в упаковке, исключающей механические повреждения и загрязнение примесями цветных металлов.
Вопросы и ответы
Какое содержание титана обеспечивает лигатура ZnTi2.5?
Массовая доля титана составляет 2,0–3,0 %. Точное значение в партии подтверждается сертификатом спектрального анализа.
При какой температуре растворяется лигатура в цинковой ванне?
Полное растворение достигается при 460–490 C в течение 15–30 минут при перемешивании расплава.
Какова оптимальная остаточная концентрация титана в расплаве?
Рекомендуется поддерживать 0,02–0,08 % Ti. Превышение приводит к выделению крупных интерметаллидов и ухудшению качества покрытия.
Совместима ли лигатура с цинкованием на агрегатах АНГЦ?
Да, ZnTi2.5 применяется на линиях непрерывного горячего цинкования для модифицирования ванны и улучшения структуры покрытия.
