Лигатура в слитках AlBi10: алюминий-висмутовая лигатура для модифицирования силуминов
Лигатура в слитках AlBi10 — это алюминиевая лигатура с массовой долей висмута 10 % (марка AlBi10), применяемая для введения висмута в алюминиевые расплавы при производстве литейных силуминов и специальных сплавов. Висмут в алюминии практически нерастворим в твёрдом состоянии, образует легкоплавкую эвтектику и сегрегируется по границам зёрен, что используется для управления структурой отливок и обрабатываемостью. Лигатура поставляется в виде слитков, обеспечивающих компактное дозирование и предсказуемое усвоение висмута.
Состав и технические характеристики
Основа лигатуры — алюминий первичный; легирующий компонент — висмут металлический. Температура плавления лигатуры ниже температуры плавления чистого алюминия (660 C), что облегчает ввод в расплав без перегрева. Плотность висмута — 9,78 г/см, поэтому при недостаточном перемешивании возможна гравитационная ликвация; слитки AlBi10 гомогенизированы по сечению.
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на расплав | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Bi | 9,0–11,0 % | спектральный анализ | стабильное легирование | основной нормируемый показатель |
| Массовая доля Al | основа | расчёт по разности | матрица-носитель | первичный алюминий |
| Примеси (Fe, Si, Cu) | суммарно 0,5 % | химический анализ | минимизация загрязнения | по согласованию сторон |
| Температура плавления | 640–658 C | термический анализ | ввод без перегрева | ниже точки плавления Al |
| Масса слитка | 0,5–5,0 кг | взвешивание | точное дозирование | по заказу |
| Усвоение Bi | 90–97 % | контроль по расплаву | прогнозируемый результат | зависит от перемешивания |
Области применения
- Модифицирование силуминов АК12, АК9, АК7 для повышения обрабатываемости резанием на токарных и фрезерных станках с ЧПУ.
- Производство поршней и гильз ДВС, где висмут улучшает обрабатываемость и снижает износ инструмента.
- Литьё под давлением деталей автомобильной и бытовой техники на машинах с холодной камерой прессования.
- Изготовление подшипниковых сплавов и антифрикционных вставок узлов скольжения.
- Специальные сплавы для литья в кокиль и литья по выплавляемым моделям.
- Корректировка состава вторичных алюминиевых сплавов в индукционных и отражательных печах.
Технология ввода в расплав
Лигатуру AlBi10 вводят в расплав при температуре 700–740 C. Слиток предварительно подогревают до 200–300 C для удаления влаги, затем погружают в тигель или ковш и выдерживают до полного растворения при интенсивном перемешивании. Колокольчик или корзина для ввода обеспечивают удержание лигатуры под зеркалом расплава. После ввода выполняют контрольный отбор пробы и корректировку по результатам спектрального анализа. Раскисление и дегазация проводятся до ввода лигатуры, чтобы исключить окисление висмута.
Упаковка, маркировка и условия хранения
Слитки укладывают в деревянные ящики или металлические контейнеры массой до 1000 кг. Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием фактического содержания висмута и примесей. Хранение — в сухих закрытых складах при относительной влажности не выше 75 %; перед вводом в расплав обязательна проверка на отсутствие влаги и коррозионных продуктов на поверхности.
Вопросы и ответы
Какое содержание висмута в лигатуре AlBi10?
Массовая доля висмута составляет 9,0–11,0 %, что соответствует марке AlBi10. Фактическое значение указывается в сертификате качества на партию.
При какой температуре вводят лигатуру AlBi10 в расплав?
Оптимальный интервал — 700–740 C. Ввод при более низких температурах замедляет растворение, при более высоких возрастает угар и окисление висмута.
Для каких сплавов применяется лигатура AlBi10?
Лигатура предназначена для силуминов АК12, АК9, АК7 и специальных алюминиевых сплавов, где висмут улучшает обрабатываемость резанием и антифрикционные свойства.
Какой процент усвоения висмута обеспечивает лигатура?
При соблюдении технологии ввода и перемешивания усвоение висмута достигает 90–97 %. Потери связаны с ликвацией и окислением на зеркале расплава.
