Лигатура в слитках AlCu80 в Минске


Лигатура в слитках AlCu80: алюминий-медная лигатура для легирования и раскисления

Лигатура в слитках AlCu80 — это алюминиево-медный сплав с массовой долей меди около 80 % (остальное — алюминий), выпускаемый в виде слитков для ввода меди в алюминиевые расплавы. В отличие от чистой катодной меди, температура плавления которой превышает 1080 C, лигатура AlCu80 плавится в интервале 780–850 C, что обеспечивает её полное растворение в алюминиевом расплаве при 720–760 C без локального перегрева и без осаждения тугоплавких включений на подину печи.

Слитки AlCu80 применяют как промежуточный продукт металлургического передела: их загружают в плавильные печи для получения силуминов, поршневых алюминиевых сплавов, литейных и деформируемых сплавов системы Al–Cu, а также для корректировки химического состава вторичного алюминия. Лигатура относится к так называемым «тяжёлым» добавкам: плотность слитка — 4,5–5,2 г/см, поэтому при загрузке в расплав требуется механическое погружение (колокол, погружной стакан) либо подача в струе металла.

Состав и технические характеристики

Стандартный марочный состав AlCu80 нормируется по массовой доле меди с допуском 2 %; суммарное содержание железа, кремния и цинка ограничивают, чтобы не вносить в расплав нежелательные примеси. Кислород и водород в слитке лимитируются по газосодержанию, поскольку пористость лигатуры напрямую влияет на усвоение меди расплавом.

ПараметрЗначениеМетод контроляВлияние на переделПримечание
Массовая доля Cu78–82 %титриметрия, спектральный анализопределяет расчётную навескуостальное — Al
Температура плавления780–850 CДТА, термический анализрастворение при 720–760 Cинтервал солидус–ликвидус
Плотность слитка4,5–5,2 г/смгидростатическое взвешиваниетребует погружениявыше плотности Al
Масса слитка0,5–6,0 кгвесовой контрольдозирование в шихтупо согласованию
Fe + Si + Zn 1,5 % сумм.атомно-эмиссионный анализограничение примесейдля ответственных сплавов
Усвоение Cu92–98 %баланс по шихтезависит от температурыпри 730–750 C

Области применения

  • Выплавка поршневых сплавов на основе системы Al–Si–Cu для двигателестроения и компрессорной техники.
  • Корректировка состава вторичных алюминиевых сплавов в роторных и отражательных печах литейных производств.
  • Получение деформируемых сплавов типа Д16, АК, В95 на металлургических заводах при полунепрерывном литье.
  • Легирование медью алюминиевых расплавов в индукционных тигельных печах и печах сопротивления.
  • Ввод меди в шихту при производстве кабельной алюминиевой катанки с повышенной прочностью.
  • Раскисление и модифицирование расплава в литейных комплексах с разливочными машинами и миксерами.

Технология ввода в расплав

Слитки AlCu80 загружают в расплав, нагретый до 730–760 C, порциями под слой флюса или в защитной атмосфере для снижения угара. Растворение сопровождается экзотермическим эффектом, поэтому при загрузке крупных навесок контролируют скорость подъёма температуры, чтобы не превысить 780 C и не спровоцировать насыщение расплава водородом. Перемешивание выполняют механическими мешалками или продувкой инертным газом через пористые пробки; время полного усвоения слитка массой до 3 кг — 8–15 минут.

Для точного легирования навеску рассчитывают по формуле баланса с учётом коэффициента усвоения меди и угара алюминия. В литейных цехах с автоматизированной шихтовкой лигатуру подают в загрузочные корзины вместе с чушковым алюминием, что снижает трудоёмкость ручных операций.

Приёмка, маркировка и хранение

  • Контроль химического состава каждой партии по сертификату качества и входному спектральному анализу.
  • Визуальный осмотр слитков на наличие шлаковых включений, раковин и окисных плёнок.
  • Маркировка партии с указанием номера плавки, массы и массовой доли меди.
  • Хранение в сухих закрытых складах при относительной влажности не выше 70 %.
  • Защита от прямого контакта с влагой для предотвращения образования гидроксидов на поверхности.

Вопросы и ответы

При какой температуре расплава растворяется лигатура AlCu80?

Полное усвоение слитка происходит при 720–760 C. Нагрев выше 780 C не рекомендуется из-за роста газонасыщения и угара алюминия.

Как рассчитать навеску лигатуры для ввода меди?

Массу слитков определяют по требуемому приросту содержания меди с учётом коэффициента усвоения 92–98 % и угара алюминия в конкретной печи.

Почему слитки AlCu80 требуют погружения в расплав?

Плотность лигатуры — 4,5–5,2 г/см, что выше плотности алюминия, поэтому без механического погружения слиток опускается на подину и растворяется неравномерно.

Какие примеси ограничивают в лигатуре AlCu80?

Нормируют суммарное содержание железа, кремния и цинка — обычно не более 1,5 %, чтобы не загрязнять ответственные сплавы системы Al–Cu.