Лигатура в слитках AlTiB5-1 — алюминиево-титановая лигатура с бором для модифицирования алюминиевых сплавов
Лигатура в слитках AlTiB5-1 — алюминиевый мастер-сплав, содержащий 5 % титана и 1 % бора, предназначенный для рафинирования и модифицирования алюминиевых расплавов. Материал поставляется в виде плоских слитков, обеспечивающих удобство дозирования при введении в расплав. Химический состав соответствует требованиям ГОСТ Р 53777 и международным спецификациям, применяемым в производстве алюминиевых полуфабрикатов.
Механизм действия лигатуры основан на формировании в расплаве интерметаллидных соединений TiAl и диборида титана TiB. Частицы TiB, обладающие высокой температурой плавления и близким к алюминию кристаллографическим параметром решётки, выступают центрами кристаллизации при затвердевании. Это обеспечивает измельчение зерна в отливках и слитках, повышая плотность структуры и снижая склонность к горячим трещинам.
Технические характеристики и структура
Слитки AlTiB5-1 имеют гомогенное распределение интерметаллидных фаз по объёму. Размер частиц TiB в качественной лигатуре не превышает 1–3 мкм, что гарантирует стабильный модифицирующий эффект. Содержание примесей — железа, кремния, цинка — контролируется в пределах, установленных для алюминиевых сплавов ответственного назначения.
| Параметр | Значение для AlTiB5-1 | Метод контроля | Типичный разброс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля титана | 5,0 % | Спектральный анализ | 4,8–5,2 % | По ГОСТ Р 53777 |
| Массовая доля бора | 1,0 % | Титриметрия | 0,9–1,1 % | Соотношение Ti:B — 5:1 |
| Температура плавления | 660–680 C | ДСК | 5 C | Близка к температуре плавления алюминия |
| Плотность | 2,75 г/см | Гидростатическое взвешивание | 0,02 г/см | Выше плотности чистого алюминия |
| Размер частиц TiB | 1–3 мкм | СЭМ | до 5 мкм | Влияет на модифицирующую способность |
Применение в литейном производстве
Лигатура AlTiB5-1 применяется при производстве алюминиевых деформируемых сплавов серий 1xxx, 3xxx, 5xxx, 6xxx и 8xxx, а также при литье слитков для прокатки и прессования. Ввод лигатуры осуществляется в расплав перед разливкой при температуре 720–760 C. Расход составляет 0,5–2 кг на тонну алюминия в зависимости от требуемой степени измельчения зерна и типа сплава.
Основные области использования:
- литьё слитков для производства листового проката в авиастроении и автомобилестроении;
- изготовление профилей и панелей методом горячего прессования;
- производство катанки для кабельной промышленности;
- литьё фасонных отливок в кокиль и под давлением;
- непрерывное литьё полос и лент на установках типа «кристаллизатор-лента».
Модифицирование лигатурой AlTiB5-1 обеспечивает размер зерна в слитках 120–250 мкм при литье в электромагнитный кристаллизатор, что соответствует требованиям к полуфабрикатам для последующей пластической деформации. Эффект модифицирования сохраняется в течение 2–3 часов после ввода, что позволяет выдерживать технологические паузы в процессе разливки.
Преимущества использования слитковой формы
Поставка лигатуры в слитках массой 5–10 кг упрощает складскую логистику и дозирование. Слитки не требуют предварительного подогрева перед вводом в расплав при условии их хранения в сухом отапливаемом помещении. Отсутствие порошковой фракции исключает потери материала при транспортировке и загрузке, а также снижает риск окисления активных компонентов.
При введении слитков в расплав рекомендуется использовать колокольчик или специальное устройство для погружения, обеспечивающее быстрое растворение без всплытия на поверхность. Полное растворение слитка массой 5 кг происходит за 3–5 минут при интенсивном перемешивании расплава. Перегрев расплава выше 800 C не рекомендуется из-за возможного укрупнения частиц TiB и снижения модифицирующего эффекта.
Вопросы и ответы
Каково оптимальное содержание лигатуры AlTiB5-1 в алюминиевом расплаве?
Оптимальный расход составляет 0,5–2 кг на тонну расплава. Для сплавов с высокими требованиями к структуре, например для тонкостенных профилей, расход увеличивают до 2–3 кг на тонну. Превышение дозировки свыше 3 кг на тонну не приводит к дальнейшему измельчению зерна, но может вызвать образование крупных интерметаллидов.
При какой температуре вводить лигатуру AlTiB5-1 в расплав?
Рекомендуемая температура ввода — 720–760 C. При более низкой температуре увеличивается время растворения, при более высокой — возможна деградация модифицирующих частиц. Для сплавов с магнием температура ввода может быть снижена до 700 C.
Как хранить слитки AlTiB5-1?
Слитки хранят в сухих складских помещениях при температуре не ниже 10 C. Попадание влаги на поверхность слитков недопустимо — при вводе в расплав влага вызывает интенсивное газовыделение и повышенное окисление. Срок хранения не ограничен при соблюдении условий.
Влияет ли лигатура AlTiB5-1 на электропроводность алюминиевых сплавов?
При стандартном расходе до 2 кг на тонну остаточное содержание титана и бора в сплаве не превышает 0,01 %, что не оказывает существенного влияния на электропроводность. Для токопроводящих сплавов серии 1xxx допускается использование AlTiB5-1 в количестве до 1 кг на тонну.
