Лигатура в слитках AlTi5B1 — алюминиево-титановая лигатура с бором для модифицирования
Лигатура в слитках AlTi5B1 — алюминиевый мастер-сплав, содержащий 5 % титана и 1 % бора, предназначенный для рафинирования и модифицирования алюминиевых расплавов. Материал поставляется в виде плоских слитков массой 4–8 кг, что обеспечивает удобство дозирования при введении в плавильные агрегаты. Химический состав соответствует требованиям ГОСТ Р 53777 и международным спецификациям, применяемым в алюминиевой промышленности.
Основное назначение лигатуры AlTi5B1 — формирование мелкозернистой структуры слитка или отливки за счет образования интерметаллидных соединений TiAl и TiB, которые служат центрами кристаллизации при затвердевании алюминия. Введение лигатуры в расплав обеспечивает гомогенное распределение частиц-зародышей по объему металла, что снижает склонность к столбчатой кристаллизации и уменьшает размер зерна до 150–250 мкм в зависимости от скорости охлаждения.
Технология введения и особенности применения
Лигатуру AlTi5B1 вводят в расплав при температуре 720–760 C непосредственно перед разливкой. Оптимальный расход составляет 1–3 кг на тонну алюминия в зависимости от требуемой степени измельчения зерна и типа сплава. Для достижения максимальной эффективности рекомендуется выдержка расплава после введения лигатуры в течение 10–20 минут с периодическим перемешиванием. Слитки предварительно просушивают при температуре 120–150 C для удаления влаги с поверхности.
Материал применяется при производстве деформируемых и литейных алюминиевых сплавов, включая системы Al–Mg, Al–Si, Al–Cu и Al–Zn–Mg. Лигатура эффективна в условиях непрерывного литья слитков, литья в электромагнитный кристаллизатор и литья под низким давлением. При литье крупногабаритных слитков сечением 400 1200 мм и более рекомендуется комбинированное введение AlTi5B1 с дополнительным модифицированием для подавления зонной ликвации.
Металлургические характеристики
Структура лигатуры AlTi5B1 характеризуется равномерным распределением частиц TiB размером 1–3 мкм и пластинчатых выделений TiAl в алюминиевой матрице. Температура плавления лигатуры — 660–680 C, что обеспечивает быстрое растворение в алюминиевом расплаве без локальных перегревов. Плотность материала — 2,75 г/см, что близко к плотности чистого алюминия и предотвращает расслоение расплава.
| Параметр | Значение для AlTi5B1 | Метод контроля | Допустимое отклонение | Нормативный документ |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля титана, % | 5,0 | Спектральный анализ | 4,5–5,5 | ГОСТ Р 53777 |
| Массовая доля бора, % | 1,0 | Титрование | 0,8–1,2 | ГОСТ Р 53777 |
| Массовая доля примесей, %, не более | 0,3 | Спектральный анализ | — | ТУ 1713-001 |
| Температура плавления, C | 660–680 | Дериватограф | — | Справочные данные |
Преимущества использования в литейном производстве
Применение лигатуры AlTi5B1 в слитках обеспечивает стабильное модифицирование без эффекта «отравления» цирконием и хромом, которые могут присутствовать в некоторых алюминиевых сплавах. В отличие от порошковых модификаторов, слитковая форма исключает пыление и потери при транспортировке, а также позволяет точно контролировать вводимую массу. Лигатура не требует специального оборудования для ввода — достаточно стандартного колокольчика или штанги для замешивания.
Материал сохраняет свои свойства при длительном хранении в сухих складских помещениях. Окисная пленка на поверхности слитков не препятствует растворению в расплаве и не ухудшает качество модифицирования. Рекомендуемый срок хранения — 12 месяцев с даты изготовления при соблюдении условий складирования.
Вопросы и ответы
Какая температура расплава оптимальна для введения лигатуры AlTi5B1?
Оптимальный интервал — 720–760 C. При более низкой температуре увеличивается вязкость расплава и замедляется растворение лигатуры, при перегреве выше 800 C возможно укрупнение частиц TiB и снижение модифицирующего эффекта.
Какой расход лигатуры требуется для алюминиевых сплавов системы Al–Si?
Для силуминов расход составляет 2–3 кг/т. Для деформируемых сплавов с низким содержанием кремния достаточно 1–1,5 кг/т. Точное значение подбирается по результатам контроля макроструктуры контрольных образцов.
Можно ли использовать AlTi5B1 для модифицирования вторичных алюминиевых сплавов?
Да, но эффективность снижается при содержании циркония более 0,01 % и хрома более 0,05 %. В таких случаях рекомендуется увеличить расход лигатуры на 20–30 % или применять комбинированные модификаторы.
Как контролировать качество введенной лигатуры в производственных условиях?
Контроль осуществляется по макроструктуре излома контрольного слитка: размер зерна не должен превышать 250 мкм. Дополнительно проводится спектральный анализ на содержание титана и бора в готовом сплаве.
