Лигатура в слитках AlCu33: алюминий-медная лигатура для легирования и раскисления
Лигатура в слитках AlCu33 — это алюминиевый сплав с массовой долей меди около 33 %, выпускаемый в виде чушек, слитков и «свинок» для ввода меди в алюминиевые расплавы. В отличие от чистой катодной меди, температура плавления которой составляет 1083 C, лигатура AlCu33 плавится в интервале 545–600 C, что обеспечивает её полное растворение в алюминиевом расплаве при 700–750 C без локального перегрева и без осаждения тугоплавкой фазы AlCu на подину печи. Именно эвтектическая и заэвтектическая структура (Al + AlCu) делает лигатуру технологичным носителем меди для плавильно-литейных переделов.
Состав и структура
Стандартная лигатура AlCu33 содержит 31–35 % Cu; остальное — алюминий. Железо, кремний, цинк и марганец нормируются как примеси в пределах десятых долей процента, поскольку их накопление искажает структуру и снижает растворимость меди. Кристаллическая структура слитка — дендриты -Al с включениями интерметаллида AlCu (-фаза), распределёнными по границам зёрен. Такая морфология обеспечивает развитую поверхность контакта с расплавом и ускоренную кинетику растворения.
- Массовая доля меди — 31–35 %
- Температура плавления — 545–600 C
- Плотность — 3,4–3,6 г/см
- Температура ввода в расплав — 700–750 C
- Форма поставки — чушки 5–12 кг, слитки, катоды-«свинки»
- Упаковка — пакеты на поддонах, обвязка стальной лентой
Технические параметры
| Параметр | Значение | Метод контроля | Влияние на передел | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Cu | 31–35 % | спектральный анализ | расчёт шихты | по паспорту партии |
| Температура плавления | 545–600 C | ДТА | режим ввода | ниже температуры расплава |
| Усвоение меди | 92–97 % | баланс шихты | стабильность химсостава | при 720–740 C |
| Плотность | 3,4–3,6 г/см | гидростатика | погружение в расплав | тонет в алюминии |
| Примеси Fe, Si | 0,3 % | спектральный анализ | структура отливки | нормируется отдельно |
Применение в металлургии и литейном производстве
Лигатура AlCu33 применяется там, где требуется точное введение меди в алюминиевый расплав без использования дорогостоящей чистой меди и без риска неполного растворения. Основные переделы:
- Выплавка силуминов и алюминиевых литейных сплавов АК12, АК9, АК7 с нормированной медью
- Производство деформируемых сплавов систем Al–Cu–Mg (2024, 2017, Д16) в индукционных тигельных печах
- Легирование поршневых сплавов на основе системы Al–Si–Cu для ДВС
- Корректировка химсостава в раздаточных печах линий непрерывного литья
- Раскисление и модифицирование расплава в ковшах перед разливкой
Ввод лигатуры выполняют в колокол или корзину, погружаемую в расплав при 700–750 C, с последующим перемешиванием. Для крупнотоннажных плавок применяют загрузку в шихту на этапе расплавления. Усвоение меди зависит от температуры расплава, интенсивности перемешивания и времени выдержки; при 720–740 C и механическом перемешивании достигается 92–97 %.
Условия хранения и транспортировки
Слитки AlCu33 хранят в сухих закрытых складах при относительной влажности не выше 75 %. Контакт с влагой и хлоридсодержащими средами недопустим — это приводит к образованию рыхлой гидроксидной плёнки и загрязнению расплава водородом. Транспортировка — всеми видами транспорта в пакетах на поддонах с обвязкой; при морских перевозках требуется защита от конденсата.
Вопросы и ответы
При какой температуре вводится лигатура AlCu33 в алюминиевый расплав?
Оптимальный интервал — 700–750 C. При более низкой температуре растворение замедляется, при более высокой растёт угар и насыщение расплава водородом.
Какое усвоение меди обеспечивает лигатура AlCu33?
При 720–740 C и механическом перемешивании усвоение составляет 92–97 %. Потери связаны с угаром и частичным осаждением интерметаллида при недостаточной выдержке.
Чем лигатура AlCu33 отличается от чистой меди при легировании?
Чистая медь плавится при 1083 C и требует локального перегрева расплава. Лигатура AlCu33 плавится при 545–600 C, что исключает перегрев и обеспечивает равномерное распределение меди.
В каких сплавах применяется лигатура AlCu33?
В литейных силуминах АК12, АК9, АК7, деформируемых сплавах систем Al–Cu–Mg (2024, Д16), поршневых сплавах Al–Si–Cu, а также для корректировки химсостава в раздаточных печах.
