Лигатура в слитках AlNi20 в Минске

Лигатура в слитках AlNi20 — алюминиево-никелевая лигатура для точного легирования

Лигатура в слитках AlNi20 — это двухкомпонентный алюминиево-никелевый сплав с массовой долей никеля 18–22 %, предназначенный для введения никеля в алюминиевые расплавы при производстве деформируемых и литейных алюминиевых сплавов. Применение готовой лигатуры вместо чистого никеля исключает необходимость растворения тугоплавкого компонента (температура плавления никеля — 1455 C) непосредственно в алюминиевой ванне, что существенно сокращает время плавки и предотвращает локальные перегревы расплава.

Слитки AlNi20 изготавливаются методом прямого литья в водоохлаждаемый кристаллизатор. Структура слитка характеризуется равномерным распределением интерметаллидной фазы AlNi в алюминиевой матрице, что обеспечивает быстрое и полное растворение лигатуры при введении в расплав при температуре 720–780 C. Температура плавления лигатуры находится в диапазоне 640–660 C, что позволяет вводить её непосредственно в расплав без предварительного подогрева.

Химический состав и контроль качества

Химический состав лигатуры AlNi20 регламентируется нормативной документацией и контролируется спектральным методом анализа на каждой плавке. Допустимые отклонения по никелю составляют 2 % от номинального значения. Содержание примесей ограничено следующими значениями:

• железо — не более 0,3 %;
• кремний — не более 0,2 %;
• медь — не более 0,05 %;
• цинк — не более 0,05 %;
• суммарное содержание прочих примесей — не более 0,1 %.

Масса слитка составляет 4–6 кг, что удобно для дозирования при разовых загрузках в плавильные печи различной ёмкости. Поверхность слитков не имеет окисных включений, раковин и посторонних загрязнений, что гарантирует стабильность усвоения никеля расплавом.

Технология применения в литейном производстве

Лигатура AlNi20 вводится в расплав алюминия или алюминиевых сплавов после расплавления основной шихты и снятия шлака. Рекомендуемая температура введения — 720–760 C. Слитки погружаются под зеркало расплава с помощью колокольчика или специального устройства, после чего расплав перемешивается в течение 5–10 минут для гомогенизации состава. Угар никеля при использовании лигатуры не превышает 1–2 %, тогда как при введении чистого никеля потери могут достигать 5–8 %.

Усвоение никеля из лигатуры AlNi20 составляет не менее 98 %, что обеспечивает точное попадание в заданный химический состав сплава. Это особенно важно при производстве жаропрочных алюминиевых сплавов, работающих при повышенных температурах, а также сплавов с повышенными требованиями к прочностным характеристикам.

Применение в промышленности

Лигатура AlNi20 используется при производстве алюминиевых сплавов, легированных никелем, в следующих отраслях:

• авиастроение — поршневые сплавы и сплавы для деталей двигателей внутреннего сгорания;
• автомобилестроение — блоки цилиндров, поршни, головки блока цилиндров;
• электротехническая промышленность — токопроводящие элементы с повышенной жаропрочностью;
• машиностроение — детали, работающие при температурах до 300 C;
• производство компрессорного оборудования — рабочие колёса и корпусные детали.

Никель в алюминиевых сплавах повышает жаропрочность, увеличивает твёрдость при повышенных температурах, снижает коэффициент линейного расширения и улучшает стабильность механических свойств при длительной эксплуатации. В сочетании с медью никель образует фазы, упрочняющие сплав при старении, что используется в высоконагруженных поршневых сплавах типа АК4-1 и аналогичных.

Условия хранения и транспортировки

Слитки AlNi20 поставляются в деревянных ящиках или на поддонах, обёрнутых в полиэтиленовую плёнку для защиты от влаги и окисления. Хранение осуществляется в крытых складских помещениях при относительной влажности не более 75 %. Срок хранения не ограничен при соблюдении условий транспортировки и хранения. Перед введением в расплав слитки не требуют дополнительной подготовки, однако при длительном хранении на открытом воздухе рекомендуется удалить поверхностный окисный слой механическим способом.

Вопросы и ответы